VI-9 Stratification des multicouches Multilayers Lamination

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VI-9Stratification des multicouchesMultilayers
Lamination
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Sommaire Outlook

• Construction d un MC
• Couches internes
• Pré-imprégnés
• Couches de fermeture
• Empilage
• Pressage
• Équipements
• Contrôles
• Indexation finale

• MC construstion
• Internal Layers
• Prepregs
• Cap-layers
• Stacking
• Lamination
• Equipments
• Inspection
• Final registration

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Construction d un multicouhe Multilayer
Construction

• Paramètres
• Symétrie
• Nombre de couches
• Épaisseur après pressage
• Couches de fermeture
• - feuillard de cuivre
• - circuit simple face
• - circuit double face

• Parameters
• Symmetry
• Layer number
• Thickness after lamination
• Cap layers
• - copper foil
• - single sided board
• - double sided board

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Circuit dix couches Épaisseur 1,6 mm
Ten layers board 1,6 mm thickness
Document Isola
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Circuit 4 couches, épaisseur 1,6 mm Ten layers
board, 1.6 mm thickness
Document Isola
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Couches internes Internal Layers
Couches internes Internal Layers

• Stratifiés minces
• Caractéristiques
• Épaisseur nominale
• Tolérances
• Construction
• Contenu résineux
• ?r
• Ondulation
• Cuivre simple ou double traitement

• Thin laminates
• Specification
• Nominal thickness
• Thickness tolerance
• Construction
• Resin content
• ?r
• Waviness
• Single or double treated copper foil

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Constructions standards Isola ML104
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Stabilité dimensionnelleThermal Stability
Document Isola
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Stabilité dimensionnelleThermal Stability
Document Isola
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Bandes de fluage Venting patterns

• But
• Faciliter le fluage
• Améliorer la rigidité du panneau
• Améliorer la répartition du cuivre
• Contenir les trous de registration

• Aim
• Make easier the resin flow
• Improve the board rigidity
• Improve the copper distribution
• include locating holes

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Bandes de fluage Venting patterns
Bande de fluage Venting pattern
Marge Margin
Circuits PCBs
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Gamme de fabrication Flow of Operations
Découpe des ébauches Panel-cutting
Gravure (directe) (Direct) Etching
Test optique Optical test
Stabilisation Stabilization
Élimination résine Stripping
Oxydation (noire) Black Oxide
Trous pilotes (multiline) Locating holes
Transfert image () Imaging()
Stabilisation Stabilization
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Poinçonnage des trous de registrationPunching of
tooling holes
Couches internes Internal layers
Détrompeur Center off hole
Trou de registration Tooling hole
Pion de registration Dowel pins
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Oxydation Oxidization

• But
• Améliorer l adhérence entre la résine des
  pré-imprégnés et le cuivre des couches internes
• Types
• - Noire / brune
• - Noire contrôlée
• - Blanche

• Aim
• Improve adhesion between prepreg resin and
  internal layer copper surface
• Types
• -Black / brown oxide
• -Reduced oxide
• -white oxide

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Oxydation noire Black oxide
(Procédé vertical)
(vertical process)
Dégraissage acide ou alcalin Clean acid or alkali
Oxydation noire Black oxide
Reduction Reduction
Micro-gravure Microetch
Activation Activation
Séchage Dry
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Oxydation Blanche White oxide
(Procédé horizontal)
(Horizontal process)
Dégraissage Clean
Protection silane Silane coating
Séchage Dry
Micro-gravure Microetch
Bain d étain Immersion tin
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Pré-imprégnés Prepregs

• Rôle
• Assure lisolation entre couches internes
• Assemble solidement les couches internes et
  externes du panneau
• Comble de résine les vides de cuivre sur les
  couches internes

• Purpose
• insulation between internal layers
• Solid assembly of internal and external layers
  of the board
• Fill with resin spaces of etched copper on
  internal layers

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Pré-imprégnés Prepregs

• Caractéristiques
• Tissu de verre
• Épaisseur nominale
• Teneur en résine
• Temps de gélification
• Viscosité
• Réduction d épaisseur (presse hydraulique
• Épaisseur théorique (presse autoclave)

• Specification
• Fabric type
• Nominal thickness
• Resin content
• Gel time
• Viscosity
• Scaled flow (hydraulic press)
• Calculated thickness (autoclave press)

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Document Isola
20
Document Isola
21
Document Isola
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Feuillard de cuivreCopper foil

• Rôle
• Couches de fermeture du circuit
• Caractéristiques
• Épaisseur /feuille support
• Valeur délongation à la rupture à haute
  température (HTE)
• Rugosité de la face traitée (LP)
• Traitement simple ou double face

• Purpose
• Cap layers of the board
• Specification
• Thickness / copper carrier
• Bracking elongation factor at hight temperature
  (HTE)
• Roughness of treated face (Low Profile)
• Single or double side treatment

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Feuillard de cuivreCopper foil
Documents Isola
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Feuillard de cuivreCopper foil
Documents Isola
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Empilage Stacking
Moule de pressage Coussin de pressage Tôle de
séparation Démoulant Construction MC
ML construction Realise film Separator
plate Press padding Press form
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Pressage flottant Mass Lamination
Plateau de presse Press plate
1 ouverture de presse
Rivet Rivet
Tôle de séparation Separator
Plateau de presse Press plate
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Pressage avec moule Press tool Lamination
(Pin lamination)
Goupilles 5 à 10 mm 5 to 10 mm pin
Plaque d acier 10 mm 10 mm steel plate
Tôle de séparation Separator
Empilage Stack
Empilage Stack
Plaque d acier 10 mm 10 mm steel plate
Presse
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Plateaux supérieur et inférieur Top / Bottom
plates

• Caractéristiques (ex.)
• Acier inox X 20 Cr 13
• Dureté (Rocwel) 45-50 HCR
• Conductivité thermique (20C)
• 30 W/m².K
• Coefficient de dilatation
• 11 10-6 /K
• Rugosité Rz 1,5 µm

• Technical data (ex.)
• Stainless Steel X 20 Cr 13
• Hardness 45-50 HCR
• Thermal Conductivity (20C)
• 30 W/m².K
• Thermal Expansion Coefficient
• 11 10-6 /K
• Roughness Rz 1,5 µm

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Tôles de séparation Separator plates

• Caractéristiques (ex.)
• Qualité d acier 50 Cr V 4
• Dureté (Rocwel) 38-42 HCR
• Conductivité thermique (20C)
• 42 W/m².K
• Coefficient de dilatation
• 12 10-6 /K
• Rugosité Rz 8 µm

• Technical data (ex.)
• Steel Quality 50 Cr V 4
• Hardness 38-42 HCR
• Thermal Conductivity (20C)
• 42 W/m².K
• Thermal Expansion Coefficient
• 12 10-6 /K
• Roughness Rz 8 µm

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Coussin de pressage Press padding

• Assure une bonne répartition de la pression et un
  transfert correct de la chaleur
• Fait de couches de papier Kraft (500g/m²) ou
  d un produit spécialisé (cellulose)

• Ensure a good pressure distribution and a good
  heat passage
• Made of kraft paper sheets 500g/m²) or special
  material (cellulose)

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Film démoulant Release film

• Empêche ladhérence de trace de résine sur les
  tôles de séparation
• Assure une bonne protection des cuivres de
  fermeture
• Matériau chimiquement neutre, résistant à la
  température et la pression
• Épaisseur ? 40µm

• Prevent from adhesion of resin traces on
  separator plates
• ensure a good protection of cap copper foils
• Chemically neutral, heat and pressure resistant
• Thickness ? 40µm

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Presse hydraulique Hydraulic press
Plateau Fixe Fixed plate
Enceinte à vide Vacuum enclosure
Plateau mobile moving plate
Vérin hydraulique Hydraulic jack
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Presse hydraulique Hydraulic press

• Caractéristiques
• dimensions utiles des plateaux
• Force maximum
• Nombre d ouvertures
• Hauteur d ouverture
• Type de chauffage
• Température maximale
• Type de refroidissement
• Pression du vide

• Specifications
• Usable plate sizes
• Maximum force
• Number of openings
• Opening height
• Heating sysrem
• Maximum temperature
• Cooling system
• Vacuum pressure

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Presse autoclave Autoclave press
Feuille plastique Plastic sheet
Chaleur Heat
CO2
Vide Vacuum
Pression Pressure
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Paramètres de pressagePressing parameters
FR4
Pressage sous vide Vacuum chamber press
Pression (bar) Pressure(bar)
Température (C) Temperature (C)
180
15
120
10
60
5
Temps (mn) Time (mn)
90
30
60
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Document Isola
37
Document Isola
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Équipements Equipments

• Empilage
• - salle blanche
• - régulation de température
• - contrôle d humidité
• - hotte à flux laminaire
• - système de transfert des moules (poids)

• Stacking
• - clean room
• - temperature regulation
• - humidity control
• - hood
• - system for carrying the press tools

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Equipements Equipments

• Stockage des pré-imprégnés
• - milieu sec et froid
• - à labri de la lumière
• Stabilisation, dessiccation des couches internes
  
• -Étuve ventilée

• Prepreg storage
• - dry and cold place
• - out off light exposure
• Stabilization, drying internals layers
• - ventilated drying oven

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Contrôles Inspection

• Alignement des couches
• Dimensions X et Y
• Épaisseur
• Planéité
• - Courbure
• - Vrillage

• Internal layers registration
• X and Y dimensions
• Flatness
• - Bow
• - Twist

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Poinçonnage final des indexations Final locating
punch
Visée rayons X X ray view
Calcul des barycentres Barycentres calculation
Poinçonnage Punch