กระบวนการผลิตที่ยอดเยี่ยมและกระบวนการดัดแปลงของไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนสำหรับลามิเนตหุ้มทองแดง

Copper Clad Laminate (เรียกสั้นๆว่า CCL) เป็นวัสดุพื้นฐานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำโดยการชุบผ้าใยแก้วหรือวัสดุเสริมแรงอื่นๆ ด้วยเมทริกซ์เรซิน ครอบคลุมด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านด้วยฟอยล์ทองแดงและการกดร้อน ใช้ในอุปกรณ์สื่อสาร อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค คอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ การแพทย์ควบคุมอุตสาหกรรม การบินและอวกาศ และสาขาอื่นๆ ตัวเลือกของสารตัวเติมสำหรับ CCL ได้แก่ ผงซิลิกา อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ผงแป้งโรยตัว ผงไมกา และวัสดุอื่นๆ

ไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนมีข้อดีเชิงสัมพัทธ์ในการทนความร้อน สมบัติเชิงกล คุณสมบัติทางไฟฟ้า และการกระจายตัวในระบบเรซิน สามารถใช้เพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อนและความชื้น ความแข็งแกร่ง CCL บาง ความเสถียรของมิติ และความแม่นยำในการวางตำแหน่งการเจาะ ความเรียบของผนังด้านใน การยึดเกาะระหว่างชั้นหรือชั้นฉนวนและฟอยล์ทองแดง และการลดความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว

ประเภทของผงซิลิกอนสำหรับลามิเนตหุ้มทองแดง

ในปัจจุบัน ผงซิลิกอนที่ใช้ในแผ่นเคลือบทองแดงแบบวงจรรวม ส่วนใหญ่ประกอบด้วย 5 ชนิด ได้แก่ ผงซิลิกอนผลึก ผงซิลิกอนหลอมเหลว (อสัณฐาน) ผงซิลิกอนทรงกลม ผงซิลิกอนคอมโพสิต และผงซิลิกอนที่ใช้งาน

• ผงซิลิกาผลึก

เริ่มตั้งแต่เนิ่นๆ กระบวนการนี้สมบูรณ์และเรียบง่าย และราคาค่อนข้างถูก มีผลอย่างมากต่อการปรับปรุงความแข็งแกร่ง ความคงตัวทางความร้อน และการดูดซึมน้ำของลามิเนตหุ้มทองแดง

ผลกระทบต่อระบบเรซินไม่เหมาะสม การกระจายตัวและการต้านทานการตกตะกอนไม่ดีเท่าผงซิลิกอนทรงกลมหลอมเหลว ทนต่อแรงกระแทกได้ไม่ดีเท่าผงซิลิกอนโปร่งใสหลอมเหลว ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงและความแข็ง มีขนาดใหญ่และการประมวลผลทำได้ยาก

• ผงซิลิกาผสม

สีขาว ความบริสุทธิ์สูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ ความเค้นต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้ในสารประกอบการขึ้นรูปแบบวงจรรวมขนาดใหญ่และขนาดใหญ่พิเศษ อีพ็อกซี่ castable และสารประกอบ potting โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้ลามิเนตหุ้มทองแดงความถี่สูง .

อุณหภูมิหลอมเหลวที่สูงขึ้นต้องใช้กำลังการผลิตขององค์กรที่สูงขึ้น กระบวนการที่ซับซ้อน และต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น โดยทั่วไป ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของผลิตภัณฑ์สูงเกินไป ซึ่งส่งผลต่อความเร็วในการส่งสัญญาณ

• ผงซิลิกาทรงกลม

ความลื่นไหลดี อัตราการเติมในเรซินสูง ความเค้นภายในต่ำ ขนาดคงที่ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำหลังจากทำลงในแผ่น และมีความหนาแน่นรวมสูงและการกระจายความเค้นสม่ำเสมอ จึงสามารถเพิ่มความลื่นไหลและลดความหนืด

ราคาสูงมากและมีขั้นตอนที่ซับซ้อน ปัจจุบันยังไม่มีการใช้ในอุตสาหกรรมลามิเนตหุ้มทองแดงในปริมาณมาก และมีการใช้เพียงเล็กน้อยในด้านแผงวงจรรวมและแผงวงจรพิมพ์

• ผงซิลิกอนผสม

ทนต่ออุณหภูมิได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างได้ดี การนำความร้อนต่ำ ฉนวนสูง การขยายตัวต่ำ สมบัติทางเคมีที่เสถียร ความแข็งปานกลาง ง่ายต่อการประมวลผล ลดการสึกหรอของสว่านในกระบวนการเจาะ และลดมลพิษฝุ่นระหว่างกระบวนการเจาะ

หากสามารถรับประกันประสิทธิภาพของลามิเนตหุ้มทองแดงได้ จะต้องลดต้นทุนลง

• ผงซิลิกาที่ใช้งาน

ทนต่ออุณหภูมิได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างได้ดี การนำความร้อนต่ำ ฉนวนสูง การขยายตัวต่ำ สมบัติทางเคมีที่เสถียร และความแข็งสูง

ระบบเรซินที่ใช้โดยผู้ผลิตลามิเนตหุ้มทองแดงนั้นไม่เหมือนกัน เป็นเรื่องยากสำหรับผู้ผลิตผงซิลิกอนที่จะสร้างผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกันนี้ให้เหมาะกับระบบเรซินของผู้ใช้ทุกคน และผู้ผลิตลามิเนตที่หุ้มด้วยทองแดงก็เต็มใจที่จะเพิ่มตัวดัดแปลงด้วยตนเองมากขึ้นเนื่องจากนิสัยของพวกเขา

กระบวนการผลิตผงซิลิกอนละเอียดพิเศษ

เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มีน้ำหนักเบา บางลง สั้นลง และเล็กลง การใช้สารตัวเติมซิลิกอนไมโครพาวเดอร์ในแผ่นเคลือบทองแดงจึงต้องการความละเอียดเป็นพิเศษมากขึ้นเรื่อยๆ วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีของผงซิลิกอนละเอียดพิเศษให้ผลผลิตต่ำและมีกระบวนการที่ซับซ้อน วิธีการบดทางกายภาพมีต้นทุนต่ำ กระบวนการง่าย และเหมาะสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมจำนวนมาก วิธีการบดเป็นผงแบ่งออกเป็นกระบวนการแห้งและกระบวนการเปียก

• กระบวนการแห้ง

กระบวนการคือการให้อาหาร→การบด→การจำแนกประเภท→การรวบรวม→การบรรจุ กระบวนการนี้ง่ายและต้นทุนการผลิตต่ำ โดยทั่วไป สถานประกอบการผลิตผงซิลิกอนเลือกกระบวนการนี้

อุปกรณ์เจียรและจำแนกเป็นกุญแจสำคัญ อุปกรณ์บดส่วนใหญ่ใช้โรงสีลูก การใช้พลังงานของโรงสีลูกค่อนข้างต่ำและกำลังการผลิตมีขนาดใหญ่ สำหรับผลิตภัณฑ์บางประเภทที่มีความต้องการความบริสุทธิ์สูงกว่า โรงสีเจ็ทสามารถใช้ได้เนื่องจากโรงสีเจ็ตไม่แนะนำสื่อการเจียร แต่การใช้พลังงานของโรงสีเจ็ตค่อนข้างสูง ต่ำ. อุปกรณ์จำแนกประเภทเป็นตัวแยกประเภทการไหลของอากาศทั่วไป

• กระบวนการเปียก

กระบวนการคือการให้อาหาร→การบด→การทำให้แห้ง→การแยกส่วน→การจำแนกประเภท→การรวบรวม→บรรจุภัณฑ์ จำเป็นต้องมีกระบวนการทำให้แห้งและแยกส่วน กระบวนการนี้ซับซ้อนและต้นทุนการผลิตสูง มีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งที่นำกระบวนการนี้ไปใช้ จุดตัดน้อยกว่า 5 ไมครอนและต้องการพื้นผิว กระบวนการนี้เหมาะสมกว่าสำหรับการแปรรูปผลิตภัณฑ์

ในความเป็นจริง สำหรับกระบวนการเดียวกัน ยิ่งขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ละเอียดขึ้น จุดตัดยิ่งต่ำ การใช้พลังงานยิ่งสูง ผลผลิตที่ลดลง การสึกหรอของอุปกรณ์ที่ร้ายแรงมากขึ้น ต้นทุนการผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น

การดัดแปลงพื้นผิวของผงซิลิกอนละเอียดพิเศษ

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกอนละเอียดพิเศษสามารถลดปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาค ป้องกันการรวมตัวของอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความหนืดของระบบทั้งหมด และเพิ่มความคล่องตัวของระบบ มันสามารถเพิ่มความเข้ากันได้ของอนุภาคกับเมทริกซ์เรซินและทำให้อนุภาคฟิลเลอร์สามารถกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในกาว

กุญแจสำคัญในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอยู่ที่วิธีการทำให้โมดิฟายเออร์กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของอนุภาค ในขณะเดียวกันก็รับประกันสภาพพันธะเคมีระหว่างโมดิฟายเออร์กับพื้นผิวอนุภาค

กระบวนการดัดแปลงแบบแห้งค่อนข้างง่ายและต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำ แต่ผลค่อนข้างแย่ กระบวนการเปียกมีผลในการปรับเปลี่ยนที่ดีกว่า แต่กระบวนการนี้ซับซ้อน ต้องใช้กระบวนการทำให้แห้งและดีพอลิเมอไรเซชัน และต้นทุนการผลิตสูง

สำหรับลามิเนตหุ้มทองแดงทั่วไปที่มีผงซิลิกอน แนะนำให้ดัดแปลงแบบแห้ง สำหรับการตัด 8μm และการพิจารณาประสิทธิภาพโดยรวมของการตัดขนาด 6μm ขอแนะนำให้ใช้กระบวนการแบบแห้ง สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีการตัดขนาด5μmหรือต่ำกว่า แนะนำให้ใช้กระบวนการเปียก สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดกว่านั้น การสังเคราะห์เฟสของแก๊สได้ถูกนำมาใช้สำหรับการดัดแปลงพื้นผิว

ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นอย่างต่อเนื่องของผู้ผลิตลามิเนตที่หุ้มด้วยทองแดงเกี่ยวกับไมโครพาวเดอร์ซิลิคอน จึงได้มีการเสนอข้อกำหนดใหม่สำหรับสิ่งสกปรกของไมโครพาวเดอร์ซิลิคอน สาเหตุหลักเป็นเพราะสิ่งเจือปนของ micropowder ของซิลิกอนส่งผลต่อลักษณะที่ปรากฏ ความเป็นฉนวน และความต้านทานความร้อนของ PP และพื้นผิวของ CCL มาในทางลบ สิ่งเจือปนผงซิลิกอนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: สิ่งเจือปนที่เป็นแม่เหล็กและสิ่งสกปรกที่ไม่ใช่แม่เหล็กตามว่าเป็นแม่เหล็กหรือไม่

กุญแจสำคัญในการควบคุมสิ่งเจือปนคือการทำให้แน่ใจว่าสิ่งเจือปนของวัตถุดิบอยู่ในระดับต่ำเพียงพอ เพื่อป้องกันไม่ให้มีการนำสิ่งแวดล้อมมาใช้ในระหว่างกระบวนการผลิต เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์และท่อเสื่อมสภาพ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกในระหว่างกระบวนการผลิต (โดยใช้ตัวคั่นแม่เหล็กเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่เป็นแม่เหล็กซึ่งยากที่จะขจัดสิ่งสกปรกที่ไม่ใช่แม่เหล็ก)

แนวโน้มในอนาคตของสารตัวเติมสำหรับลามิเนตหุ้มทองแดงมีดังนี้:

• ฟังก์ชั่น: Low Dk, Low Df, การนำความร้อนสูง, สารหน่วงไฟ ฯลฯ
• การบรรจุสูง: การเติมที่สูงหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของสารตัวเติมอนินทรีย์ ซึ่งรวมถึง CTE ต่ำ ไดอิเล็กตริกต่ำ และค่าการนำความร้อนสูง
• การออกแบบอนุภาค: ปัญหาส่วนต่อประสานและการรวมตัวต้องได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการชุบผิว ผลิตภัณฑ์ทรงกลมเป็นทางเลือกสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์
• การออกแบบการกระจายขนาดอนุภาค: เพื่อตอบสนองต่อการทำให้ผอมบาง ขนาดอนุภาคจะต้องลดลงอย่างต่อเนื่อง แต่ก็จำเป็นต้องป้องกันความยากในการกระจายตัวด้วย
• การควบคุมสิ่งเจือปน: วัสดุพิมพ์ที่บางเฉียบ เชื่อถือได้สูง และนำความร้อนสูงคาดว่าเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์ของสารตัวเติมจะต่ำที่สุด

ที่มาของบทความ: China Powder Network