厚銅板は、その優れた通電容量と放熱性能により、産業用制御、新エネルギー、自動車エレクトロニクスなど、電流と放熱に対する要求が高い分野で広く使用されています。しかし、加工中に銅層が厚いため、プレートと銅層の熱膨張係数の差や応力集中などによりクラック欠陥が発生しやすく、製品の信頼性に影響を与えます。厚い銅板の加工中に亀裂が発生するリスクを効果的に回避するには、厚い銅板の構造的完全性と性能を確保するために、原材料の準備から最終製品の加工までのプロセス全体を貫く 7 つの重要なパラメーターを正確に制御する必要があります。
1、シート基材の特性パラメータ
基板基板の特性は、厚い銅板加工の耐クラック性の可能性を直接決定し、クラックを防止するための主要な制御パラメータです。基材の耐衝撃性と熱安定性に注意を払う必要があります。- 優れた耐衝撃性を備えた基材は、加工中の機械的力 (穴あけや切断など) によって引き起こされる局所的な応力によく耐え、応力集中によって引き起こされる基材の亀裂を軽減します。強い熱安定性を備えた基板は、厚い銅層とその後の高温処理ステップ（はんだマスクの硬化や表面処理など）の間の熱膨張係数の違いによって引き起こされる内部応力を軽減し、熱応力によって引き起こされる層間剥離や基板の亀裂を回避できます。同時に、基板の平坦性も考慮する必要があります。基板に反りや凹みなどの問題がある場合、加工中に不均一な応力が発生し、間接的にクラックが発生するリスクが高まります。したがって、発生源からの爆発防止のリスクを軽減するために、加工要件を満たす平坦性を備えた基板を選択する必要があります。
2、銅層の接合強度パラメータ
厚い銅板の銅層と基板との間の接合強度は、銅層の剥離や基板の亀裂が発生するかどうかに影響を与える重要なパラメータです。銅層の接合強度が不十分な場合、加工時の機械的作用（エッチング、研磨など）や熱作用により銅層が基板から剥離しやすくなり、剥離時に発生する引張力により基板にクラックが発生する可能性があります。処理前に、専門的な試験方法によって銅層の接合強度を確認し、厚い銅板の使用シナリオの要件を満たしていることを確認する必要があります。加工の際には、エッチング液による接合界面の腐食度合いの制御、不適切な処理による接合強度の低下の軽減、銅層剥離によるクラック問題の防止など、銅層と基板の接合界面にダメージを与える可能性のある加工方法の使用を避ける必要があります。
3、穴あけ加工パラメータ
穴あけは厚い銅板の加工において重要なステップです。穴あけ加工パラメータの制御が不適切だと、穴の周囲に応力が集中し、亀裂が発生しやすくなります。穴あけ中の切削速度と送り速度には注意が必要です - 過度の切削速度や不当な送り速度は、穴あけプロセス中に過度の機械的ストレスを引き起こし、基板や穴の周囲の銅層に小さな亀裂を引き起こす可能性があります。送り速度が遅すぎると、ドリルビットとプレート間の接触時間が長くなり、局所的な温度上昇が発生して熱応力が悪化し、クラックが発生する可能性もあります。さらに、ドリルビットの刃先状態もパラメータ制御に含める必要があります。磨耗した刃先や不動態化された刃先を持つドリルビットは、穴あけ抵抗を増加させ、周囲の材料の構造的完全性を損傷し、亀裂の危険性を高めます。したがって、スムーズで低応力の穴あけプロセスを確保し、穴の周囲で亀裂が発生するリスクを軽減するには、ドリルビットを定期的に検査して交換する必要があります。
4、エッチングプロセスパラメータ
エッチングプロセスは厚い銅板の回路パターンを形成するために使用され、エッチングパラメータの精度は銅層と基板の間の応力バランスに直接影響し、ひいてはクラックのリスクに影響します。エッチング溶液の反応活性とエッチング時間の制御に重点を置く必要があります。- エッチング溶液の過剰な活性により、銅層のエッチング速度が速くなりすぎ、局所的な銅層の厚さが急激に変化し、銅層内部に不均一な応力が生じる可能性があります。エッチング時間が長すぎると、銅層のエッジが過度に侵食され、基板の表面に影響を与え、材料構造の安定性が損なわれることもあります。エッチング時間が不十分な場合、回路端に銅スラグが残り、その後の加工時に応力集中が発生しやすくなります。同時に、エッチング時の撹拌強度も制御する必要があります。過度の撹拌は、銅層と基板との接合界面にエッチング液の影響を過剰に与え、接合強度を弱め、間接的にクラックが発生する可能性を高める可能性がある。したがって、均一で穏やかなエッチングプロセスを実現し、銅層と基板間の応力バランスを維持するには、パラメータの最適化が必要です。
5、熱間加工の温度曲線パラメータ
厚い銅板の加工には、はんだマスクの硬化や表面処理などの熱処理ステップが含まれます。熱処理温度曲線は、熱応力を制御し、亀裂を防止するための中心的なパラメータです。加熱速度、絶縁温度、冷却速度に注意してください- 加熱速度が速すぎると、厚い銅板（銅層、基板）の各部分で加熱が不均一になり、熱膨張係数の違いによる瞬間的な熱応力が発生します。応力が材料の耐力限界を超えると、亀裂が発生します。絶縁温度が高すぎるか、絶縁時間が長すぎる場合、基板と銅層の熱老化が促進され、材料の靭性が低下し、耐クラック性が弱まります。冷却速度が速すぎると、材料の内部熱が適時に放出されず、内部応力が蓄積し、クラックが発生しやすくなります。したがって、熱間加工中の温度変化を均一かつゆっくりと確保し、熱応力の発生と蓄積を軽減し、熱応力によるクラックの問題を回避するには、厚い銅板の材料特性に基づいて緩やかな温度曲線を作成する必要があります。
6、ソルダーマスク層のコーティングパラメータ
ソルダーマスク層は、厚い銅板回路を保護するだけでなく、基板全体の構造の安定性も高めます。コーティングパラメータの制御は、爆発割れを防ぐ上で重要な補助的な役割を果たします。ソルダーマスク層のコーティングの厚さと硬化度の制御に重点を置く必要があります - コーティングの厚さが不均一であると、厚い銅板の表面で応力分布が不均衡になる可能性があります。その後の加工や使用において、薄い部分は応力集中点になりやすく、亀裂の原因となります。硬化が不十分な場合、ソルダーマスク層の接着力と機械的強度が不十分となり、基板の外部応力と内部応力を効果的に分散できず、クラック防止効果が失われます。硬化が過剰になると、ソルダーマスクが脆くなり、靭性が低下し、クラックが発生しやすくなり、基板全体の構造に影響を及ぼします。さらに、ソルダーマスク層のレベリングも制御する必要があります。レベリングが不十分だと、はんだマスク層の表面に気泡やピンホールが発生する可能性があり、保護の完全性が損なわれ、クラックの危険性が高まる可能性があります。したがって、ソルダーマスク層の均一かつ十分な硬化を達成し、厚い銅板全体の耐クラック性を向上させるには、パラメータの最適化が必要です。
7、加工環境の温度と湿度のパラメータ
加工環境の温度と湿度は、厚銅板の加工技術には直接影響しませんが、材料の物性や加工プロセスの安定性に影響を及ぼし、間接的にクラック発生のリスクに影響を与える可能性があります。環境温度と湿度の管理に重点を置く必要があります-環境温度が高すぎたり低すぎたりすると、厚い銅板材料が事前に熱膨張と収縮を起こし、材料の内部応力状態が変化し、後続の加工中にプロセス応力と重なりやすくなり、クラックが発生します。環境内の湿度が高すぎると、基材が湿気を吸収する可能性があります。高温処理段階では、熱により水分が蒸発し、材料構造に損傷を与え、基板と銅層間の接合強度を低下させる気泡が発生します。湿度が低すぎると材料の表面が乾燥して脆くなり、耐衝撃性が低下し、加工時のわずかな外力で割れやすくなります。したがって、処理環境の温度と湿度を適切な範囲に制御し、材料を安定した物理的状態に維持し、後続のプロセスステップを正確に実行するための基盤を提供し、環境要因によって間接的に引き起こされる亀裂の問題を軽減する必要があります。