Многослойные платыВ качестве основных компонентов используются сложные схемные соединения между электронными компонентами, а процесс их производства включает в себя различные передовые технологии и прецизионные процессы. Ниже будет подробно описан процесс производства много-слойных плат.
Подготовка сырья
При изготовлении много-плат первым делом необходимо выбрать подходящее сырье. Ламинат с медным покрытием представляет собой основной материал, широко известный как подложка FR-4, который имеет хорошие изоляционные и механические свойства и подходит для большинства обычных электронных продуктов; Для высокочастотных и высокоскоростных приложений, таких как оборудование связи 5G, для снижения потерь при передаче сигнала требуются подложки из политетрафторэтилена с низкой диэлектрической проницаемостью. Помимо подложки, в процессе ламинирования незаменим полуотвержденный лист. Он в основном состоит из смолы и армирующих материалов, которые можно отверждать под воздействием тепла и давления для достижения прочного соединения между слоями. При этом для формирования цепей используется качественная медная фольга. Медная фольга различной толщины выбирается в соответствии с требованиями по токопроводимости, обычно ее толщина составляет 18 мкм и 35 мкм.
Производство схем внутреннего слоя
перенос рисунка
После обрезки медной-плитки до соответствующего размера выполните очистку поверхности от масляных пятен, загрязнений и т. д., чтобы обеспечить адгезию последующих процессов. Далее равномерно нанесите сухую светочувствительную пленку на поверхность подложки и экспонируйте ее с помощью экспонирующей машины. В процессе экспонирования рисунок схемы внутреннего слоя проецируется на сухую пленку ультрафиолетовым светом через фотомаску, и сухая пленка светопринимающей части подвергается реакции фотополимеризации, в результате чего изменяются ее свойства. Затем неэкспонированную сухую пленку растворяют с помощью проявляющего раствора для точного переноса рисунка схемы внутреннего слоя на ламинат с медным покрытием.
травление
После завершения разработки он вступает в процесс травления. Травильный станок содержит специальный травильный раствор, который может химически вступать в химическую реакцию с медной фольгой, не защищенной сухой пленкой, вызывая коррозию и удаляя ее, оставляя после себя часть, покрытую сухой пленкой, образуя точную схему внутреннего слоя. После завершения травления используйте специальный раствор для удаления пленки, чтобы удалить остаточную сухую пленку на схеме, и схема прозрачного внутреннего слоя будет завершена. После завершения используйте автоматическое оборудование для оптического контроля, чтобы провести комплексную проверку цепи, используя камеры высокого-разрешения и системы обработки изображений, чтобы определить наличие в цепи коротких замыканий, обрывов, отклонений ширины линии и других проблем, а также своевременно их устранить.
коричневый оксид
Для повышения прочности соединения между внутренним слоем медной фольги и полуотвержденным листом требуется обработка воронением. С помощью специального химического раствора на поверхности медной фольги формируется равномерный оксидный слой с микросотовой структурой, увеличивающий площадь поверхности медной фольги, улучшающий ее адгезию со смолой и повышающий ее смачивающую способность по отношению к текущей смоле. Это гарантирует, что смола будет полностью заполнена и прочно склеена во время последующего ламинирования, предотвращая такие проблемы, как расслоение, вызванное слабым склеиванием.
ламинирование
Наложение слоев — это ключевой процесс в производстве многослойных печатных плат, целью которого является укладка нескольких внутренних слоев печатных плат с полуотвержденными листами и внешней медной фольгой в соответствии с проектными требованиями для формирования единого целого. Во-первых, в зависимости от количества слоев и конструкции печатной платы тщательно спланируйте последовательность укладки внутренней платы, полуотвержденного листа и внешней медной фольги. При укладке необходимо следить за тем, чтобы положения каждого слоя были точно совмещены, иначе это повлияет на связность схемы и передачу сигнала. Затем сложенный листовой металл помещается в ламинатор с высокой-температурой и высоким-давлением и подвергается воздействию высокой температуры (около 150 градусов) и высокого-давления (около 400 фунтов на квадратный дюйм) в течение определенного периода времени, чтобы расплавить и растекать смолу в полуотвержденном листе, заполнить небольшие зазоры между каждым слоем и затвердеть после охлаждения, обеспечивая прочное соединение между каждым слоем. Усовершенствованная технология вакуумной сварки позволяет удалять воздух во время процесса склеивания, избегать образования пузырьков, обеспечивать контроль однородности толщины среды в пределах ± 3% и улучшать общее качество печатной платы.
бурение
Электрические соединения между слоями многослойной ламинированной-платы еще не выполнены, и каналы соединения необходимо открыть в процессе сверления. Согласно проектной документации, высокоточное сверлильное оборудование, такое как механические сверлильные станки или CO₂-лазерные дрели, используется для сверления отверстий различного диаметра в обозначенных местах, в том числе сквозных отверстий для соединения различных слоев цепей, глухих отверстий для соединения только частичных слоев и заглубленных отверстий. Современные технологии производства позволяют добиться точной обработки отверстий размером до 50 мкм, что отвечает потребностям производства печатных плат высокой-плотности. После завершения сверления на стенках отверстия останутся остатки бурового мусора и остатков клея, которые необходимо очистить и обработать для удаления остатков клея. Тщательно удалите загрязнения путем замачивания в химических растворах или промывки водяными пистолетами под высоким-напором, чтобы обеспечить чистоту стенки отверстия и подготовиться к последующей металлизации отверстия.
Металлизация отверстий и гальваника
Химическое осаждение меди
Чтобы сделать стенку изолированного отверстия проводящей, сначала проводят химическое осаждение меди. Погрузите печатную плату в химический раствор, содержащий ионы меди, и используйте восстановитель в растворе, чтобы катализировать восстановление очень тонкого слоя меди на поверхности стенки отверстия, обычно толщиной 0,3-0,5 мкм. Этот слой меди служит «затравочным слоем» для последующего гальванического покрытия, обеспечивая первоначальный путь для проводимости тока.
Панельное покрытие
На основе тонкого медного слоя, образованного химическим осаждением меди, осуществляется полнопластинчатая гальваника. Поместите печатную плату в гальваническую ванну, и в результате электролиза ионы меди в ванне постоянно осаждаются на стенках отверстий и медной фольге на поверхности платы, увеличивая толщину медного слоя. Обычно толщина меди на стенках отверстий увеличивается до 25 мкм или более, чтобы соответствовать требованиям проводимости цепи и проводимости тока.
Изображение шаблона
перенос рисунка
Подобно переносу рисунков схем внутреннего слоя, сухая пленка наносится на поверхность внешнего слоя ламината с медным покрытием, а рисунки схем внешнего слоя переносятся на сухую пленку с использованием технологии прямой лазерной визуализации или традиционного метода экспонирования фотомаски. Затем схемы схемы разрабатываются, чтобы стать видимыми.
Графическая гальваника
Выполните гальваническое покрытие рисунка на открытой медной поверхности разработанного рисунка схемы. Нанесение гальванического слоя меди, соответствующего расчетной толщине, дальнейшее утолщение меди в участке схемы для повышения проводимости и покрытие слоем олова для защиты в последующих процессах травления.
Удаление пленки и травление
Используйте раствор гидроксида натрия для удаления гальванического слоя сухой пленки, обнажая незащищенный слой нелинейной меди. Повторно используйте раствор для травления, чтобы разъедать и удалить медный слой в областях, не связанных с схемой, образуя точные линии внешней схемы. Наконец, используйте специальный раствор для снятия олова, чтобы удалить слой олова, выполнивший свою защитную миссию.
обработка поверхности
Для защиты медной фольги на поверхности платы, улучшения паяемости и стойкости к окислению необходима обработка поверхности. Общие методы обработки включают в себя:
золотое погружение
В местах сварки и вставки методом химического осаждения наносится слой никеля и золота. Слой никеля обладает высокой твердостью и хорошей износостойкостью, а слой золота обладает высокой химической стабильностью, что позволяет эффективно предотвращать окисление конечных точек и обеспечивать хорошие характеристики электрического соединения. Он обычно используется в-электронной продукции высокого класса и в областях с чрезвычайно высокими требованиями к надежности.
Выравнивание припоем горячим воздухом (HASL)
Используя технологию выравнивания горячим воздухом, слой олово-свинцового сплава наносится на конечную точку сварки, чтобы защитить ее и обеспечить превосходные сварочные характеристики. Стоимость относительно низкая, и он широко используется.
Органическая паяльная маска
На поверхности медной фольги образуется слой органической защитной пленки, предотвращающей окисление меди. В то же время защитная пленка может быстро разлагаться во время сварки, не влияя на сварочный эффект. Процесс прост и имеет низкую стоимость, что подходит для некоторых продуктов, чувствительных к стоимости и имеющих умеренные требования к надежности.
Паяльная маска и печать символов
паяльная маска
После завершения изготовления печатной платы непаянные и контактные зоны необходимо защитить припоем для предотвращения короткого замыкания и окисления цепи во время пайки. Сначала очистите и придайте шероховатость поверхности доски, чтобы улучшить адгезию. Затем равномерно нанесите жидкую светочувствительную зеленую краску трафаретной печатью, распылением и другими методами и предварительно высушите зеленую краску, чтобы она предварительно высохла. Далее проводится ультрафиолетовое воздействие, чтобы зеленая краска в прозрачном участке пленки прошла реакцию полимеризации и затвердела. Затем раствор карбоната натрия используется для проявления, чтобы удалить непроявившуюся часть зеленки. Наконец, выполняется-высокотемпературная сушка, чтобы зеленая краска полностью затвердела.
Печать символов
Для удобства установки, отладки и обслуживания печатных плат такие символы, как текст, товарные знаки и номера деталей, наносятся на поверхность платы методом трафаретной печати. Чернила символов затвердевают после термической сушки или ультрафиолетового облучения, что делает их прозрачными, прочными и легко распознаваемыми.
Формирование и резка
В соответствии с требуемыми внешними размерами заказчика используйте формовочные станки с ЧПУ или штамповочные станки для резки и придания формы печатной плате. При резке используйте позиционирующее отверстие, чтобы вставить заглушку и закрепить печатную плату на станине или форме, чтобы обеспечить точность резки. Для печатных плат с золотыми пальцами после формования область золотых пальцев необходимо отшлифовать и наклонить для облегчения последующей установки. Если это многочиповая печатная плата, необходимо предварительно открыть X-образную линию разрыва, чтобы облегчить разборку и разделение пользователем после вставки.
Проверка электрических характеристик и проверка внешнего вида
Тестирование электрических характеристик
Провести комплексное тестирование электрических характеристик печатной платы с помощью летающей иглы или полностью автоматических испытательных машин, включая тестирование проводимости, чтобы проверить наличие обрывов или коротких замыканий в цепи; Тестирование импеданса гарантирует соответствие сопротивления линии проектным требованиям и гарантирует качество передачи сигнала; И другие испытания конкретных показателей электрических характеристик, такие как испытания на сопротивление изоляции.
Визуальный осмотр
Вручную или с помощью автоматизированного испытательного оборудования внимательно осмотрите внешний вид печатной платы на предмет наличия царапин или разрывов в схеме, наличия пузырей или отсутствующих отпечатков в слое паяльной маски, четкости и полноты символов, а также соответствия толщины и апертуры платы стандартам. Своевременно устраняйте незначительные дефекты, обнаруженные во время проверки, и удаляйте не-несоответствующую продукцию, которая не подлежит ремонту.
упаковка и отправка
Многослойные печатные платы, прошедшие строгие испытания, запечатываются и упаковываются в вакуумную упаковку для предотвращения влаги, окисления и физического повреждения во время транспортировки. После завершения упаковки прикрепите этикетку продукта и соответствующие инструкции с подробным описанием модели продукта, технических характеристик, даты производства и другой информации, а затем отправьте его и доставьте покупателю.