Isola P25N -piirilevy virtauksettomaan liimaukseen ja onteloiden rakentamiseen

Isola P25N on polyimidi UL HB No-Flo® -erikoisprepreg. Se ei ole kuparipinnoitteinen laminaatti, eikä sitä tule määritellä ikään kuin se korvaaisi ydinmateriaalin. Sen tehtävänä on luoda hallittu sidoslinja rakenteissa, joissa normaali prepreg-virtaus saastuttaisi ontelon, peittäisi tyynyn, tulvisi taipuisan aukon, häiritsisi jäähdytysrivan rajapintaa tai muuttaisi kriittistä samantasoisuutta.

Isola kuvailee P25N:ää korkean lämpötilan polyimidipohjaiseksi virtaamattomaksi prepregiksi, jolla on minimaalinen ja tasainen hartsin virtaus ja tarttuvuus laajaan valikoimaan materiaaleja, mukaan lukien flex-kalvot, käsitelty tai käsittelemätön kupari, pinnoitetut metallit ja perinteiset laminaattipinnat. Nykyisellä tuotesivulla luetellaan tyypilliset Tg 250 °C DSC:llä, Td 383 °C, Dk 3.67 2 GHz:n taajuudella, Df 0.0198 2 GHz:n taajuudella, 0.5 %:n kosteuden imeytyminen, IPC-4101/42, UL-tiedosto E41625 ja lyijytön yhteensopivuus. Nämä ominaisuudet määrittelevät materiaalin; P25N-rakenteen onnistumista ohjaavat ensisijaisesti sidosgeometria ja -prosessi.

Miksi tavallinen prepreg epäonnistuu onteloiden, jäähdytyselementtien ja joustavien aukkojen ympärillä

Perinteinen prepreg on suunniteltu pehmentämään, virtaamaan, täyttämään kuparipinnan, syrjäyttämään ilman ja kovettumaan. Tämä käyttäytyminen on hyödyllistä tavallisessa monikerroskerroksessa. Siitä tulee vikamekanismi, kun laminaatissa on ontelo, paljas sirun kiinnityskohta, metallilämmönlevitin, taipuisa häntä, optinen aukko, anturin syvennys, liittimen suojaus tai sekamateriaalirajapinta.

Virtauksenestoprepreg valitaan, koska hartsin liikettä on rajoitettava, ei siksi, että virtaus olisi ei-toivottua kaikkialla. P25N:n on silti kasteltava pinnat ja täytettävä niiden mikrokarheudet. Jos rakenne ei tarjoa riittävästi hartsia tai painetta, sama virtauksenestokäyttäytyminen, joka suojaa onteloa, voi aiheuttaa nälkiintymistä tai tyhjiä kohtia.

Geometria luo prosessi-ikkunan

Tasainen kuparipinta upotetulle jäähdytysrivalle tai ontelolevylle on epätäydellinen vaatimus . Paikallinen kupariprosentti, askelman korkeus, ontelon ja seinämän pinnoitus, reunan säde, pinnan viimeistely, metallin tasaisuus ja työkalun joustavuus muuttavat painetta ja hartsin liikettä. Prosessikokeen on toistettava todellinen paikallinen geometria tai käytettävä konservatiivista testiajoneuvoa.

P25N on liimautuva prepreg, ei erillinen laminaatti

Valmiissa kokoonpanossa P25N yhdistetään yleensä jäykkiin ytimiin ja joustaviin materiaaleihin , metalliosiin, pinnoitettuihin pintoihin tai valmiiksi valmistettuihin osakokoonpanoihin. Koska P25N on prepreg, piirustuksessa tulee yksilöidä, mihin sitä käytetään, kuinka monta lankkua se on, mikä lasityyppi, tavoiteltu kovettuneeseen liimasaumaan liittyvä paksuus ja mitä materiaaleja se liimaa.

Isolan tuotesivulla mainitaan, ettei P25N:lle tarjota foliota. Tämä vahvistaa materiaalin identiteettiä: P25N ostetaan ja käsitellään prepregina, ei kuparipäällysteisenä ytimenä. Jos hankintajärjestelmä vaatii laminaattiperheen kentän, tarjouspyynnössä tulisi silti erottaa P25N-sidosvaneri ympäröivästä laminaattijärjestelmästä.

Jäädytä sidosgeometria ennen työkalujen käyttöä

Liimaussuunnitelma on jäädytettävä ennen työkalujen käyttöä, koska onteloiden maskit, esivalmistettujen materiaalien leikkaukset, puristustyynyt, saumauslevyt, padot, työkalutapit ja tarkastusosat riippuvat geometriasta. Seuraavista muuttujista on sovittava suunnittelun, valmistuksen, kokoonpanon ja materiaalitoimittajan kesken.

Älä valitse lankkujen lukumäärää pelkästään paksuuden perusteella

Viilujen lukumäärä vaikuttaa myös kostutukseen ja täyttöön käytettävissä olevan hartsin määrään. Yksi paksumman näköinen lasityyppi ja kaksi ohuempaa viilua voivat tuottaa erilaisen virtauksen, ilmavuodon, yhdenmukaisuuden ja paikallisen hartsin jakautumisen. Valinta tulisi varmistaa kokeella, jossa mitataan liitoskohdan paksuus, tyhjät kohdat, pyöristys, tarttuvuus ja onteloiden puhtaus.

Ei virtausta ei tarkoita nollavirtausta

”Ei virtausta” on prosessiluokitus, ei lupaus hartsin liikkumattomuudesta. Hartsin on pehmennettävä ja kostutettava vastakkaiset pinnat. Paine, lämpötila, lämmitysnopeus, viipymäaika, tyhjiö, lasin tyyppi, varastointiolosuhteet, kuparin tiheys ja pintaenergia määräävät, kuinka pitkälle se liikkuu ja pääseekö ilma karkaamaan.

Prosessi-ikkuna tulisi määritellä sekä ylä- että alarajalla. Tulos, jossa ei ole näkyvää ontelon tunkeutumista, mutta tarttuvuus on heikko, ei ole onnistunut virtauksen puuttumisprosessi. Samoin vahva sidos muottialustan kanssa, jossa on kelpaamatonta hartsia, ei ole onnistunut. Kokeen on osoitettava alue, jossa kaikki vaatimukset täyttyvät samanaikaisesti.

Rakenna laminointikoe todellisen topografian ympärille

Laminointikokeessa tulisi käyttää todellista tai konservatiivista topografiaa. Tavoitteena ei ole löytää yhtä puristusreseptiä yrityksen ja erehdyksen kautta, vaan ymmärtää, mitkä muuttujat ohjaavat ikkunaa, ja luoda mitattavissa olevat tuotantorajoitukset.

1. Vahvista saapuva materiaali. Tarkista P25N-erä, lasin tyyppi, hartsipitoisuus/rakenne, säilytyslämpötila, säilyvyysaika, pakkauksen eheys ja viimeinen käyttöaika.
2. Valmistele edustavat pinnat. Käytä aitoa kupari-, nikkeli-, juotos-, metalli-, flex-kalvo-, peitelevy- tai laminaattipintaa sekä tuotantopuhdistusta ja -vanhennusta.
3. Rakenna geometrian testiajoneuvo. Sisällytä suurin ontelo, pienin sidosalue, korkein kupariporras, pisin virtausreitti, terävin kulma ja kriittinen samantasoisuus.
4. Suorita kontrolloidusti suunniteltuja kokeita. Vaihtele painetta, lämmitysnopeutta, huippu-/materiaalilämpötilaa, viipymäaikaa, tyhjiöajoitusta ja kerroksia toimittajan ohjeiden ja tehtaan kapasiteettien mukaisesti.
5. Mittaa ikkunan molemmat puolet. Kirjaa ylös tunkeutuminen/pyöristys, kovettunut paksuus, tyhjä pinta-ala, kostutus, tarttuvuus, vääntyminen ja pinnan puhtaus.
6. Valitse keskusprosessi. Valitse resepti, jossa on marginaali sekä nälän että liiallisen virtauksen rajojen suhteen, älä visuaalisesti parasta yksittäistä näytettä.
7. Toista paneelien ja erien välillä. Varmista toistettavuus ennen tuotantotyökalujen julkaisua.

Käytä materiaalin lämpötilaa, älä pelkästään puristuslevyn lämpötilaa

Hartsi reagoi omaan lämpötilaansa. Paksut metalliosat, raskas kupari, suuret paneelit tai epäsymmetriset pinot voivat viivyttää laattaa. Koeajoneuvon termoelementti- tai vastaava karakterisointi auttaa määrittämään todellisen lämmitysnopeuden ja viiveen liitoslinjalla. Tuotantotietueiden tulee viitata pätevän materiaalin lämpötila-ikkunaan.

Työkalut ovat osa prosessia

Saumauslevyt, irrotuskalvot, painetyynyt, padot, kehykset ja paikalliset säätölevyt vaikuttavat paineeseen ja hartsin purkautumiseen. Niiden materiaalia, paksuutta, uudelleenkäyttöolosuhteita ja sijoitusta tulee valvoa. Joustavan tyynyn tai irrotusjärjestelmän muutos voi muuttaa ontelon pyöristystä, vaikka puristusreseptiä ei muuteta.

Pinnan esikäsittely ja tarttuminen erilaisiin materiaaleihin

P25N:n mainostetaan tarttuvan monenlaisiin materiaaleihin, mutta "tarttuvuus metalliin" ei ole yksi edellytyksistä. Käsittelemättömällä kuparilla, oksidilla käsitellyllä kuparilla, ENIG:llä, tinalla, juotteella, nikkelillä, alumiinilla, ruostumattomalla teräksellä, polyimidikalvolla, pinnoitteella ja perinteisillä laminaattipinnoilla on erilaiset kemialliset ominaisuudet, karheus, kontaminaatio ja lämpölaajeneminen.

Pinnan esikäsittelyn tulee olla tarkkaa ja ajallisesti rajattua. ”Puhdista ennen liimausta” ei riitä. Määrittele puhdistuskemia tai hyväksytty prosessi, huuhtelu/kuivaus, plasma- tai hankauskäsittely, jos käytetään, enimmäispitoaika, käsittelykäsineet ja kontaminaation torjunta. Kokeen tulee sisältää pinnan suurin sallittu ikä.

Hartsin migraation, nälkiintymisen, tyhjien kohtien ja samantasoisuuden diagnosointi

Yleisimmät viat liittyvät toisiinsa. Liian kauas liikkuva hartsi voi jättää toisen alueen tyhjiksi. Paksu kupariporras voi estää paineen ja luoda tyhjiön. Epätasainen metallinen insertti voi aiheuttaa sekä liiallista puristusta toisessa reunassa että riittämätöntä kosketusta toisessa. Diagnoosissa tulisi käyttää toteumapoikkileikkausta ja prosessitietokantaa pelkän materiaalin nimen sijaan.

Älä korjaa vikaa muuttamalla vain yhtä näkyvää muuttujaa

Esimerkiksi paineen lisääminen voi poistaa keskeisen ontelon ja samalla lisätä ontelon tunkeutumista ja reunojen hiipumista. Viilukerroksen lisääminen voi parantaa kostumista samalla kun se lisää sidoksen paksuutta ja vääntymistä . Käytä kontrolloitua koetta ja arvioi kaikkia hyväksymismittareita yhdessä.

Poikkileikkaus, sidoslujuus ja onteloiden puhtauden hyväksyntä

Tarkastus tulisi suunnitella paneeliin sisäänrakennettuna. Kriittisiin rajapintoihin ei välttämättä päästä käsiksi laminoinnin jälkeen, joten tarkastuskuponkien ja uhrautuvien poikkileikkausalueiden tulisi toistaa sama liitospinta, ontelon reuna, kuparin tiheys ja metallin ja taipuisan osan rajapinta.

Hyväksymissuunnitelmassa tulee erottaa rikkovan ensikappaleen pätevöinti rutiininomaisesta tuotannon valvonnasta. Rutiinituotannossa voidaan käyttää onteloiden visuaalista tarkastusta, paksuuden/tasomaisuuden tarkastusta, prosessipöytäkirjoja ja todentamiskuponkeja, kun taas säännöllisessä pätevöinnissä käytetään poikkileikkaustarkastusta, akustista kuvantamista ja tartuntalujuustestausta.

Kun P25N on väärä valinta

P25N ei ole automaattisesti parempi kuin tavallinen polyimidiprepreg. Se voi olla väärä valinta, kun rakenne vaatii huomattavaa hartsivirtausta raskaan kuparin tai syvän topografian täyttämiseksi, kun rajoitettua aluetta ei ole, kun matalamman lämpötilan materiaalijärjestelmä on yhteensopivampi, kun vaadittua liitoskohdan paksuutta ei voida saavuttaa saatavilla olevilla rakenteilla tai kun tehtaalta puuttuu pätevä virtauksen estävä prosessi.

Prosessikeskeinen tarjouspyyntö ja muutoshallinta

P25N-tarjouspyynnön on oltava prosessispesifikaation mukainen. Sen tulee sisältää paikallinen geometria, rajapintamateriaalit, kohdeliitoslinja, rajoitetut alueet ja hyväksymismenetelmä.

• materiaali: Isola P25N -virtaamaton polyimidiprepreg; tarkka lasin tyyli, kerroksien lukumäärä, muoto, erän jäljitettävyys, varastointi ja toimitusaika.
• Kokoonpanopino: jokaisen liimatun osakokoonpanon, ytimen, taipuisan osan, metallin, pinnoituksen, viimeistelyn ja kuparin topografian nimet ja piirustukset.
• Sidosgeometria: CAD-määritelty alue, ontelot, leikkaukset, liimausalueet, askelmien korkeudet, reunan säteet, tavoitekovetuspaksuus ja toleranssi.
• Virtaushyväksyntä: suurin sallittu hartsin tunkeutuminen/täyttäminen ja vähimmäisvaatimus kostutus/täyttö.
• Pinnan esikäsittely: puhdistus, karhennus/plasma/kemiallinen käsittely, maksimaalinen pitoaika, käsittely ja kuivaus.
• Painamisprosessi: pätevä materiaalin lämpötila/lämmitysnopeus/paine/tyhjiö/viipymä/jäähdytysikkuna ja kontrolloidut työkalumateriaalit.
• tarkastus: ontelon puhtaus, liitoskohdan paksuus, tyhjät kriteerit, samantasoisuus, tarttuvuus, poikkileikkausten sijainnit ja näytesuunnitelma.
• Ympäristö: uudelleensulatus-, lämpösykli-, kosteus-, varastointi-, isku- tai muut tuotekohtaiset kestävyystestit.
• Vaihda ohjaus: Lasin tyyliin, kerroksiin, P25N-lähde-/eräsääntöihin, pintakäsittelyyn, puhdistukseen, painolevyyn, irrotuskalvoon, työkaluihin tai sykliin ei tule muutoksia ilman tarkistusta ja korrelaatiota.

Vahvin P25N-julkaisu sisältää kultaisen prosessiraportin ja joukon hyväksyttyjä leikkauskuvia, jotka osoittavat hyväksyttävän kostutuksen, pyöristyksen, sidoksen paksuuden ja onteloiden puhtauden. Tämä antaa tuotanto- ja laatutiimeille konkreettisen viitteen ja estää "virtauskatkoksen" tulkitsemisen epämääräiseksi visuaaliseksi odotukseksi.

Valmistajan viitteet ja julkaisutiedot

Alla olevat valmistajan linkit osoittavat P25N:n identiteetin No-Flo-polyimidiprepreginä ja tarjoavat tässä käytetyt julkiset ominaisuudet ja käsittelyviitteet. Ennen julkaisua hankinnan ja valmistajan tulee hankkia toimitettuun rullaan, lasityyppiin ja säilytysolosuhteisiin sovellettavat valvotut datalehdet ja käsittelyohjeiden versiot.

• Isola P25N -tuotesivu ja tyypilliset ominaisuudet
• Isola P25N -käsittelyopas
• Isola P25N -tuotetietolomake