Monikerroksisista piirilevylevyistä on tullut monien elektronisten tuotteiden ydinkomponentteja niiden paremman integroinnin ja erinomaisen sähköisen suorituskyvyn ansiosta. Laminointiprosessi, joka on keskeinen linkki monikerroksisten piirilevyjen valmistusprosessissa, vaikuttaa suoraan piirilevyn laatuun, luotettavuuteen ja valmistuskustannuksiin. Tällä hetkellä yleiset monikerroksisten piirilevyjen laminointiprosessit sisältävät pääasiassa perinteisen laminointiprosessin, tyhjiölaminointiprosessin ja laminointiprosessin. Seuraavassa on näiden prosessien yksityiskohtainen vertailu.
Perinteinen laminointiprosessi
Perinteinen laminointiprosessi on klassinen ja laajalti käytetty tekniikka monikerroksisten piirilevyjen valmistuksessa. Perusprosessi on pinota sisäpiirilevy, puolikovetettu levy ja ulompi kuparifolio järjestykseen ja sijoittaa ne laminointikoneeseen. Tietyissä lämpötila- ja paineolosuhteissa puolikovettunut levy vähitellen sulaa ja virtaa täyttäen sisempien piirilevyjen väliset raot ja sitoen kerrokset tiukasti yhteen. Lämpötilan nousu aiheuttaa hartsin ristisitoutumisreaktion puolikovetetussa levyssä, jolloin saavutetaan kovettuminen ja muodostuu tukeva monikerroksinen{5}}rakenne.
Tämän prosessin etuna on, että laite on suhteellisen yksinkertainen, toimintaprosessi on kypsä ja se on helppo hallita. Perinteisillä laminointiprosesseilla on tiettyjä kustannusetuja joidenkin tuotteiden osalta, jotka ovat kustannusherkkiä, joiden eräkoko on suuri ja jotka eivät vaadi erittäin suurta PCB-tarkkuutta. Esimerkiksi joidenkin kulutuselektroniikkatuotteiden, kuten tavallisten matkapuhelinlaturien, älykaiuttimien jne., piirilevyjen valmistuksessa perinteiset laminointiprosessit voivat vastata tuotantotarpeisiin ja hallita kustannuksia tehokkaasti. Perinteisillä laminointimenetelmillä on kuitenkin myös merkittäviä rajoituksia. Koska kaasujen poistaminen kokonaan laminointiprosessin aikana on vaikeaa, piirilevyn sisään muodostuu helposti kuplia, mikä vaikuttaa sähköiseen suorituskykyyn ja rakenteelliseen lujuuteen. Lisäksi paineen yhtenäisyydessä on tiettyjä puutteita, jotka voivat johtaa epäyhtenäiseen liimauslujuuteen monikerroksisen levyn eri osien välillä, mikä vaikuttaa tuotteen luotettavuuteen.
Tyhjölaminointiprosessi
Tyhjölaminointiprosessi on parannus perinteiseen laminointiprosessiin, ja sen suurin piirre on alipaineympäristön käyttöönotto laminointiprosessin aikana. Kun sisempi piirilevy, puolikovettunut levy ja ulompi kuparifolio on pinottu, aseta koko pino tyhjiölaminointikoneeseen. Aluksi imuroi laminointikoneen sisäosa poistaaksesi mahdollisimman paljon ilmaa ja haihtuvia aineita kerroksista ja käytä sitten lämpötilaa ja painetta laminointiin.
Tyhjiöympäristön käyttöönotto ratkaisee tehokkaasti ongelman, joka liittyy kuplien poistamiseen perinteisissä laminointiprosesseissa. Kun ilma poistetaan ennen laminointia, kuplien muodostumisen mahdollisuus vähenee huomattavasti, mikä parantaa merkittävästi piirilevyn rakenteellista eheyttä ja sähköistä suorituskykyä. Samanaikaisesti tyhjiölaminointiprosessi voi jakaa painetta tasaisemmin kerroksiin, mikä varmistaa lujan ja tasaisen sidoksen jokaisen kerroksen välillä ja parantaa monikerroksisten levyjen luotettavuutta. Joillakin aloilla, jotka vaativat erittäin korkeaa PCB-laatua, kuten ilmailuteollisuudessa ja huippuluokan palvelimissa, tyhjilaminointitekniikkaa on käytetty laajalti. Näiden alojen elektronisten laitteiden on toimittava vakaasti monimutkaisissa ja ankarissa ympäristöissä, ja niissä on tiukat standardit piirilevyjen suorituskyvylle ja luotettavuudelle. Tyhjölaminointitekniikalla valmistetut monikerroksiset piirilevyt voivat täyttää nämä vaatimukset hyvin. Kuitenkaan tyhjiölaminointiprosessi ei ole myöskään täydellinen. Sen laitekustannus on suhteellisen korkea ja sillä on tiukemmat vaatimukset toimintaympäristölle ja henkilöstön osaamiselle, mikä jonkin verran lisää tuotantokustannuksia ja tuotantovaikeuksia.
Kalvon laminointiprosessi
Laminointiprosessissa käytetään erityistä laminointimateriaalia, kuten polyimidikalvoa. Monikerroksisten piirilevyjen valmistuksessa laminointimateriaali asetetaan pinon ulommalle kerrokselle ja laminoidaan yhdessä sisäisen piirilevyn, puolikovetetun levyn ja ulomman kuparifolion kanssa. Kuumennus- ja paineistusprosessin aikana kalvomateriaali on vuorovaikutuksessa puolikovettuneen levyn kanssa, mikä ei ainoastaan auta kiinnityksessä, vaan myös parantaa juoksevuutta ja täyttöominaisuuksia laminointiprosessin aikana.
Laminointiprosessin etuna on, että se voi tehokkaasti parantaa piirilevyn tasaisuutta. Laminointimateriaalin hyvän joustavuuden ja plastisuuden ansiosta se mukautuu paremmin monikerroksisen levyn muotoon laminointiprosessin aikana, siirtää painetta tasaisesti ja tekee monikerroksisen levyn pinnasta tasaisemman, mikä helpottaa elektronisten komponenttien asennusta ja hitsausta. Lisäksi laminointimateriaalit voivat myös tietyssä määrin estää ulkoista kosteutta ja epäpuhtauksia, mikä parantaa piirilevyjen kosteuden- ja korroosionkestävyyttä. Tämä prosessi toimii hyvin joissakin tuotteissa, jotka vaativat suurta piirilevyn tasaisuutta, kuten LCD-ohjainlevyt, taipuisat piirilevyt ja jäykät piirilevyjen yhdistelmälevyt. Laminointiprosessilla on kuitenkin korkeat vaatimukset laminointimateriaalien valinnalle ja käytölle, ja sopivien laminointimateriaalien hinta voi olla korkea. Lisäksi tarvitaan teknistä kokemusta myös prosessiohjauksesta parhaan synergistisen vaikutuksen varmistamiseksi laminointimateriaalien ja muiden kerrosten välillä.