Daudzslāņu PCB ar to daudzslāņu vadošo struktūru un stabilu elektrisko veiktspēju tiek plaši izmantotas augstākās klases jomās, piemēram, sakaros, serveros un rūpnieciskās vadības . 8-slāņu un 12{4} slāņu PCB ietilpst daudzslāņu shēmas plates kategorijā ar sarežģītām apstrādes procedūrām, augstu vides parametru prasībām, procesa kontroles iekārtām. Lai gan to kopējā procesa struktūra ir līdzīga, pieaugošā slāņu skaita dēļ pastāv būtiskas atšķirības tādos galvenajos aspektos kā sakraušana, laminēšanas laiks, izlīdzināšanas precizitāte, urbšana un galvanizācija. Nākamajā sadaļā, pamatojoties uz praktisko ražošanas pieredzi, ir aprakstīta abu veidu daudzslāņu PCB pilnīga apstrādes plūsma un galvenie tehnoloģiskie punkti.
1. Materiālu iepriekšēja-apstrāde un kraušanas plānošana
Materiāla pirmapstrāde{0}} ir būtiska, lai nodrošinātu paneļa stabilitāti. Gan 8-slāņu, gan 12-slāņu PCB kā pamatmateriālus izmanto vara-pārklātu laminātu (CCL), prepreg (PP loksnes) un vara foliju, kas atšķiras tikai ar sakraušanas metodi. Saņemot izejvielas, pirmais solis ir griešana. Viss CCL rullis tiek sagriezts standarta -izmēra serdeņu plāksnēs atbilstoši ražošanas specifikācijām. Grieztajām malām jābūt gludām un bez atslāņošanās{13}}, lai turpmākajos procesos izvairītos no atslāņošanās problēmām. Pēc tam dēļi tiek cepti, lai noņemtu mitrumu. Augsta-slāņu daudzslāņu dēļi viegli absorbē mitrumu; Cepšana augstā{25}}temperatūrā pilnībā noņem šo mitrumu, novēršot tādus defektus kā burbuļi un atslāņošanās pēc laminēšanas. Slāņu sakraušanai 8 slāņu PCB parasti izmanto simetrisku 2+4+2 vai 4+4 sakraušanas modeli, kas sadalīts divos vai trīs moduļos. Kopējai saplūšanai ir nepieciešamas tikai divas pilnīgas laminēšanas. Simetriskā struktūra efektīvi kompensē termisko spriegumu un samazina plātņu deformācijas iespējamību{20}slāņa PCB ir vēl vairāk slāņu, divkāršojot iekšējo vadošo un izolācijas slāņu skaitu. Parasti tiek izmantota 4+4+4 trīs segmentu sakraušanas struktūra, kam nepieciešamas trīs neatkarīgas laminēšanas darbības. Katram kaudzes segmentam neatkarīgi jāpabeidz iekšējā slāņa izgatavošanas, brūnināšanas un iepriekšējas sakraušanas procesi. Jo vairāk slāņu, jo sarežģītāka ir starpslāņu sakraušana un lielāks kumulatīvās novirzes risks, padarot kraušanas secības kontroli stingrāku. Prepreg kalpo kā starpslāņu izolācijas un savienošanas materiāls. Abiem plākšņu veidiem atbilstošās specifikācijas tiek izvēlētas, pamatojoties uz izolācijas biezuma un pretestības prasībām, un kraušana stingri ievēro noteikumus par pamatplāksnes un prepreg mainīgu izvietojumu.
2. Iekšējā slāņa ķēdes izgatavošanas process
Iekšējie slāņi ir galvenie nesēji signālu pārraidei daudzslāņu PCB. 8 slāņu un 12 slāņu PCB iekšējo slāņu ražošanas process ir vienāds, ieskaitot plātņu virsmas apstrādi, raksta pārnešanu, kodināšanu, plēves noņemšanu, pārbaudi un apbrūnināšanu, jo lielāka iekšējo slāņu skaita dēļ ir augstākas prasības attiecībā uz partijas apstrādes konsistenci.
Dēļu virsmas tīrīšana un raupināšana
Pēc griešanas serdeņu plātne vispirms nonāk tīrīšanas ražošanas līnijā, kur ķīmiskie šķīdumi un augstspiediena ūdens mazgāšana{0}}noņem eļļas, putekļu un oksīdu slāņus no plāksnes virsmas. Pēc tam vara virsmai tiek veikta mikro-raupināšana, lai uzlabotu saķeri starp gaismjutīgo plēvi un vara virsmu, novēršot plēves atdalīšanu un ķēdes defektus raksta pārsūtīšanas laikā. Viss tīrīšanas process tiek pabeigts tīrā telpā, un gaisā esošās daļiņas tiek stingri kontrolētas, lai novērstu piemaisījumu pielipšanu dēļa virsmai.
Rakstu pārnešana un kodināšana
Pēc tīrīšanas gaismjutīgā sausā plēve vienmērīgi tiek uzklāta uz pamatnes. Raksta replikācija tiek pabeigta, izmantojot lāzera tiešās attēlveidošanas iekārtas. Šī metode nodrošina augstu izlīdzināšanas precizitāti un atbilst smalko ķēžu apstrādes prasībām. Pēc attēlveidošanas tiek izmantots attīstīšanas šķīdums, lai izšķīdinātu sauso plēvi neeksponētās vietās, pakļaujot iegravētās vara folijas zonas. Pēc tam sākas kodināšanas process, izmantojot specializētu kodināšanas šķīdumu, lai noņemtu lieko atklāto vara foliju, atstājot tikai visas iekšējā slāņa vadošās līnijas. Apstrādes laikā šķīduma temperatūra un izsmidzināšanas spiediens tiek uzraudzīti reāllaikā, un sānu kodināšanas apjoms tiek stingri kontrolēts, lai nodrošinātu kārtīgas līnijas malas. Pēc kodināšanas tiek izmantots noņemšanas šķīdums, lai noņemtu atlikušo sauso plēvi no plāksnes virsmas, atklājot tīra vara līnijas.
Iekšējā slāņa pārbaude un brūnināšanas apstrāde Visām iekšējā slāņa serdeņu plāksnēm tiek veikta automatizēta optiskā pārbaude, lai ātri noteiktu defektus, piemēram, atvērtas ķēdes, īssavienojumus un spraugas. Bojātie dēļi tiek tieši šķiroti un pārstrādāti. Kvalificētas serdes plātnes nonāk brūnināšanas procesā, kas ir būtisks solis pirms daudzslāņu plātņu laminēšanas. Izmantojot ķīmisko apstrādi, uz vara ķēdes virsmas tiek izveidots vienmērīgs, raupjš oksīda slānis, kas ievērojami uzlabo savienojuma stiprību starp vara virsmu un prepregu, novēršot starpslāņu atslāņošanos. 12 slāņu PCB ar vairāk nekā 8 iekšējiem slāņiem brūnināšanas parametri ir vienmērīgi jākalibrē, lai nodrošinātu konsekventu raupjuma efektu uz katras iekšējā slāņa pamata plātnes.
3. Slāņu laminēšanas pamatprocess
Laminēšana ir pamatprocess daudzslāņu PCB ražošanā un būtiska atšķirība starp 8 slāņu un 12 slāņu PCB procesiem. Palielinot slāņu skaitu, tiek veikts visaptverošs laminējumu skaita, izlīdzināšanas precizitātes, temperatūras kontroles profilu un spiediena parametru jauninājums, kas tieši nosaka plātnes kopējo konstrukcijas izturību un ražu.
1). Iepriekšēja-kraušana un pozicionēšana Atbilstoši iepriekš-iestatītajai skursteņa struktūrai, apbrūninātā iekšējā serdeņa plātne, prepreg un ārējā vara folija tiek sakrauti secīgi. 8-slāņa PCB dēļ, jo mazāk laminēšanas gadījumu, pozicionēšanai galvenokārt izmanto mehāniskās tapas, kas ļauj kontrolēt starpslāņu nobīdi trīs slāņu diapazonā. laminēšana, būtiski palielinot kumulatīvās starpslāņu novirzes risku. Vidus-segmentu sakraušanai un vispārējai sakraušanai ir nepieciešama lāzera pozicionēšanas sistēma, kuras pozicionēšanas precizitāte ievērojami pārsniedz tradicionālo mehānisko pozicionēšanu, nodrošinot precīzu desmitiem slāņu izlīdzināšanu. Pagaidu kniedēšana tiek veikta pēc sakraušanas, lai novērstu slāņa novirzi transportēšanas laikā.
2). Vakuuma karstā presēšana Konservēšana Sakrautie dēļi tiek nosūtīti uz vakuuma laminatoru. Vakuuma vide pilnībā noņem starpslāņa gaisu, novēršot burbuļu veidošanos. Abu veidu dēļi izmanto segmentētu sildīšanas un gradienta spiediena paaugstināšanas procesu. Pirmkārt, zemas -temperatūras priekšspiešana{6}} ļauj iepriekš sagatavotajam materiālam sākotnēji izkust un plūst, aizpildot nelielas spraugas starp slāņiem. Pēc tam temperatūra un spiediens tiek paaugstināts galvenajam spiedienam, ļaujot prepreg pilnībā piesūcināt pamata plāksnes virsmu. Visbeidzot, sacietēšana tiek veikta nemainīgā temperatūrā, pilnībā sacietējot sveķus un savienojot visus slāņus vienotā struktūrā. Temperatūras un spiediena parametri abām 8 slāņu PCB laminācijām ir salīdzinoši plaši, kā rezultātā ir lielāka pielaide procesa kļūdām. 12 slāņu PCB katrai segmentētajai laminēšanai ir nepieciešama atsevišķi iestatīta temperatūras kontroles līkne. Vairākas karstās preses nepārtraukti uzkrāj termisko stresu, tāpēc sildīšanas un dzesēšanas ātrumiem, turēšanas laikiem un spiediena līmeņiem ir nepieciešama precīza kontrole. Katras laminēšanas noturēšanas laiks ir ilgāks, lai nodrošinātu vairāku sveķu slāņu vienlaicīgu sacietēšanu, novēršot plātnes deformāciju un nevienmērīgu iekšējo spriegumu. Pēc katras laminēšanas kārtas dēļiem ļauj dabiski atdzist līdz istabas temperatūrai, pirms sākas nākamā laminēšanas un presēšanas kārta, līdz visi slāņi ir integrēti.
4. Urbšanas un urbumu metalizācijas process
Pēc laminēšanas visa plāksne nonāk urbšanas procesā. Caurumi ir galvenie starpslāņu vadītspējas kanāli. Plātņu biezuma un slāņu skaita atšķirības rada būtiskas atšķirības urbšanas parametros, apstrādes grūtībās un galvanizācijas procesos starp 8 un 12 slāņu PCB.
Mehāniskā urbšana Augsta{0}}daudzslāņu PCB mehāniskai urbšanai izmanto karbīda urbjus ar atbilstošām urbju specifikācijām, kas atbilst dažādām urbuma diametra prasībām. 8-slāņa PCB ir plānāka plāksne un mazāks urbšanas dziļums; urbšanas ātruma un padeves ātruma parametri tiek iestatīti parasti, un urbuma pozīcijas precizitāte ir viegli kontrolējama. 12-slāņa PCB ir lielāks kopējais biezums un palielināts urbšanas dziļums; tādēļ ir jāsamazina urbja padeves ātrums, jāoptimizē ātrums un jāpalielina šķembu noņemšanas biežums, lai novērstu urbja nodilumu augstā-temperatūras apstākļos, urbuma sieniņu izciļņus un urbuma pozīcijas novirzes. Pēc urbšanas no visiem caurumiem tiek noņemtas atstarpes un tiek veikta atkaļķošana, lai noņemtu atlikušos sveķu gružus un vara skaidas, nodrošinot gludas un tīras caurumu sienas.
Caurumu metalizācija un galvanizācija Pēc urbšanas plātnes materiāls vispirms tiek pakļauts ķīmiskai vara pārklājumam, uz izolācijas caurumu sienām uzklājot plānu vara slāni, lai izveidotu pamata vadošu slāni un sasniegtu sākotnējo vadītspēju caurumu sienās. Tam seko pilns-plātnes galvanizācijas process, kurā elektrolīze sabiezina vara slāni uz caurumu sienām un vara slāni uz plāksnes virsmas, nodrošinot starpslāņu vadītspējas stabilitāti. 8-slāņu PCB ar parasto līdzstrāvas galvanizāciju pietiek, lai atbilstu caurumu vara biezuma prasībām. 12-slāņu PCB ar vairāk slāņu un garākiem vadošo slāņu savienojumiem nevienmērīgs strāvas sadalījums dažos blīvi blīvētos caurumu apgabalos rada nepieciešamību pēc segmentētiem galvanizācijas vai impulsa galvanizācijas procesiem, lai nodrošinātu vienmērīgu vara slāņa biezumu uz caurumu sienām un novērstu vadītspējas traucējumus, ko izraisa pārāk plāni vara slāņi noteiktos apgabalos. Dažām augsta blīvuma 12 slāņu plāksnēm var izmantot aizpildīšanas galvanizācijas procesu, lai pielāgotu sarežģītas caurumu konstrukcijas. Pēc galvanizācijas tiek pārbaudīts urbuma vara biezums un vadītspēja, un dēļi ar bojātiem vara slāņiem uz urbuma sienām tiek izmesti.
5. Ārējā slāņa ķēdes izgatavošanas process
Pēc visa plates urbšanas un metalizēšanas tiek izgatavota ārējā slāņa shēma. Šis process lielā mērā ir tāds pats kā iekšējā slāņa shēma, taču, tā kā plate jau ir izveidota, kontroles standarti ir stingrāki. Vispirms dēļa virsmu rūpīgi notīra un raupjina, lai noņemtu galvanizācijas atlikumus. Pēc tam tiek uzklāta gaismjutīga sausa plēve. Veicot virkni procesu, tostarp lāzera attēlveidošanu, izstrādi, kodināšanu un plēves noņemšanu, tiek veidota ārējā vadošā shēma. Salīdzinot ar iekšējo slāni, ārējā slāņa shēma ir tieši pakļauta ārējai videi. Pēc kodināšanas tiek rūpīgi pārbaudītas malas un līnijas platums, lai nodrošinātu, ka izskats un veiktspēja atbilst standartiem. Pēc procesa pabeigšanas optiskās pārbaudes iekārtas tiek izmantotas pilnīgai pārbaudei, lai pārbaudītu, vai ārējā slāņa shēmā nav izskata defektu.
6. Lodēšanas maska, virsmas apstrāde un formas apstrāde
Lodēšanas maskas pārklājums Pēc tam, kad ārējā slāņa shēma ir izturējusi pārbaudi, lodēšanas maskas tinte tiek pārklāta uz visas plāksnes virsmas. Pēc iepriekšējas-cepšanas, ekspozīcijas, izstrādes un sacietēšanas tiek atklātas tikai vadošās vietas, bet pārējo plāksnes virsmu klāj lodēšanas maskas slānis. Lodēšanas maskas slānis izolē ārējo mitrumu un putekļus, novēršot ķēdes oksidāciju un īssavienojumus, vienlaikus uzlabojot plāksnes izolācijas veiktspēju. Process 8 slāņu un 12 slāņu PCB šajā darbībā būtībā ir vienāds, un vienīgā atšķirība ir lodēšanas izturīgas tintes izvēle, pamatojoties uz pielietojuma scenāriju.
Virsmas apstrāde Piemērota virsmas apstrādes metode tiek izvēlēta atbilstoši pielietojuma scenārijam. Parastie procesi ietver ķīmisko niķeļa{1}apzeltīšanu, organisko lodēšanas plēvi un karstā gaisa izlīdzināšanu. Šī procesa galvenā funkcija ir aizsargāt atklātās vadošās zonas, uzlabot oksidācijas pretestību un savienojuma veiktspēju. Abu veidu daudzslāņu plates var elastīgi pielāgot procesam atbilstoši gala lietotāja prasībām.
Formas apstrāde Izmantojot CNC frēzmašīnas vai štancēšanas štancēšanu, plātņu materiāls tiek apstrādāts klienta vēlamajā formā un izmēros, un tiek apgrieztas liekās malas. Pēc apstrādes dēļu malas tiek noslīpētas, lai nodrošinātu, ka malas ir plakanas un gludas, bez asām malām, atslāņošanās, šķembu vai citām problēmām.
7. Galīgā pārbaude un gatavās produkcijas šķirošana
Gatavā produkta stadijā tiek veikta visaptveroša pārbaude, kas sadalīta trīs galvenajās sadaļās: izskata pārbaude, izmēru pārbaude un elektriskās nepārtrauktības pārbaude. Vizuālā pārbaude balstās uz manuāla darba un optiskā aprīkojuma kombināciju, lai pārbaudītu bojājumus, traipus un krāsu atšķirības tintē, shēmās un caurumos uz plates virsmas. Izmēru pārbaudē tiek izmantoti precīzi instrumenti, lai pārbaudītu dēļa biezumu, kopējos izmērus un caurumu koordinātas, nodrošinot, ka visi parametri atbilst standartiem. Elektriskajā pārbaudē tiek izmantots specializēts aprīkojums, lai pārbaudītu starpslāņu nepārtrauktību un izolācijas veiktspēju pa punktiem, identificējot slēptās atvērtās ķēdes un īssavienojumus. Pēc visu pārbaužu iziešanas 8-slāņu un 12 slāņu daudzslāņu PCB pirms uzglabāšanas tiek iztīrīti, mitrumizturīgi un iepakoti. Bojātie produkti tiek klasificēti un reģistrēti pēc defekta veida, nodrošinot datu atbalstu turpmākai procesa optimizācijai.
8-slāņu un 12-slāņu daudzslāņu PCB apstrāde ir ļoti sarežģīta savstarpēji saistītu procesu sistēma. Lai gan to pamata apstrādes loģika ir līdzīga, galvenās atšķirības slēpjas četrās galvenajās jomās: slāņu sakraušana, laminēšanas skaits, izlīdzināšanas precizitāte un urbšana/pārklāšana. 12-slāņu PCB ar dubulto slāņu skaitu rada ievērojami lielāku sarežģītību, apstrādes grūtības un precizitātes standartus, izvirzot daudz augstākas prasības ražošanas iekārtām, procesa parametru pielāgošanai un darbnīcas vides kontrolei salīdzinājumā ar 8 slāņu PCB. Faktiskajā ražošanā parametru precizēšana un detaļu kontrole katrā procesā tieši ietekmē gatavā produkta ražu un stabilitāti. Tikai stingri ievērojot daudzslāņu plātņu apstrādes specifikācijas un optimizējot atbilstošos procesu risinājumus dažādiem plākšņu slāņiem, varam ražot augsta daudzslāņu PCB izstrādājumus ar stabilu veiktspēju un atbilst kvalitātes standartiem, tādējādi apmierinot dažādu augstākās klases elektronisko ierīču pielietojuma vajadzības.