Monikerroksiset piirilevyt, ydinkomponentteina, kuljettaa monimutkaisia piiriliitäntöjä elektronisten komponenttien välillä, ja niiden valmistusprosessi yhdistää erilaisia edistyneitä teknologioita ja tarkkuusprosesseja. Seuraavassa käsitellään monikerroksisten piirilevyjen valmistusprosessia{1}.
Raaka-aineen valmistus
Monikerroksisten piirilevyjen valmistuksessa on ensin valittava sopivat raaka-aineet. Kuparipäällysteinen laminaatti on perusmateriaali, joka tunnetaan yleisesti nimellä FR-4-substraatti, jolla on hyvät eristys- ja mekaaniset ominaisuudet ja joka sopii useimpiin tavanomaisiin elektroniikkatuotteisiin. Korkeataajuisissa-ja nopeissa{9}}sovelluksissa, kuten 5G-viestintälaitteissa, tarvitaan alhaisen dielektrisyysvakion polytetrafluorieteenisubstraatteja signaalin lähetyshäviöiden vähentämiseksi. Substraatin lisäksi puolikovettuva levy on välttämätön laminointiprosessissa. Se koostuu pääasiassa hartsista ja lujitemateriaaleista, jotka voidaan kovettaa lämmössä ja paineessa, jotta kerrosten välillä saadaan aikaan vahva sidos. Samaan aikaan piirilinjojen muodostamiseen käytetään korkealaatuista kuparifoliota. Eripaksuudet kuparikalvot valitaan kulloistenkin kantovaatimusten mukaan, tavallisilla paksuuksilla, kuten 18 μ ja 35 μ.
Sisäkerroksen piirien tuotanto
kuvion siirto
Kun olet leikannut kupari-päällysteisen levyn sopivan kokoiseksi, suorita pintapuhdistus, jotta voit poistaa öljytahrat, epäpuhtaudet jne. varmistaaksesi tarttuvuuden seuraavissa prosesseissa. Levitä seuraavaksi tasaisesti valoherkkä kuivakalvo alustan pinnalle ja valota se valotuskoneella. Valotusprosessin aikana sisäkerrospiirin kuvio projisoidaan kuivalle kalvolle ultraviolettivalolla fotomaskin läpi, ja valoa vastaanottavan osan kuivakalvo käy läpi fotopolymerointireaktion, mikä johtaa sen ominaisuuksien muuttumiseen. Sitten valottamaton kuivakalvo liuotetaan käyttämällä kehitysliuosta sisäkerroksen piirikuvion siirtämiseksi tarkasti kupari{5}}päällystettyyn laminaattiin.
etsaus
Kun kehitys on valmis, se siirtyy etsausprosessiin. Etsauskoneessa on spesifinen etsausliuos, joka voi reagoida kemiallisesti kuparifolion kanssa, jota ei suojaa kuiva kalvo, syövyttäen ja poistaen sen jättäen taakseen kuivan kalvon peittämän osan muodostaen tarkan sisäkerroksen piirin. Kun etsaus on valmis, käytä erityistä kalvonpoistoliuosta poistamaan jäljellä oleva kuiva kalvo piiristä, ja kirkas sisäkerroksen piiri on valmis. Kun olet valmis, käytä automaattista optista tarkastuslaitetta piirin kattavaan tarkastukseen käyttämällä teräväpiirtokameroita ja kuvankäsittelyjärjestelmiä tunnistaaksesi, onko piirissä oikosulkuja, avointa virtapiiriä, linjan leveyspoikkeamia ja muita ongelmia, ja korjaa ne ajoissa.
ruskea oksidi
Sisäkerroksen kuparikalvon ja puolikovettuneen levyn välisen sidoslujuuden parantamiseksi tarvitaan ruskistuskäsittely. Spesifistä kemiallista liuosta käyttämällä kuparikalvon pintaan muodostuu tasainen mikrokennorakenteinen oksidikerros, joka lisää kuparikalvon pinta-alaa, parantaa sen tarttuvuutta hartsiin ja tehostaa sen kostutuskykyä virtaavaan hartsiin. Tämä varmistaa, että hartsi voidaan täyttää kokonaan ja liimata tiukasti myöhemmän laminoinnin aikana, mikä estää heikon liimauksen aiheuttamat ongelmat, kuten delaminoitumisen.
laminointi
Kerrostaminen on avainprosessi monikerroksisten piirilevyjen valmistuksessa. Sen tarkoituksena on pinota useita sisäkerroksisia piirilevyjä puolikovetetuilla levyillä ja ulkokuparikalvoilla suunnitteluvaatimusten mukaisesti kokonaisuuden muodostamiseksi. Ensinnäkin, piirilevyn kerrosten lukumäärän ja suunnittelurakenteen perusteella, suunnittele huolellisesti sisälevyn, puolikovettuneen levyn ja ulomman kuparikalvon pinoamisjärjestys. Pinoamisen yhteydessä on varmistettava, että kunkin kerroksen paikat on kohdistettu tarkasti, muuten se vaikuttaa piirin ja signaalin siirtoon. Seuraavaksi pinottu metallilevy asetetaan korkean -lämpötilan ja korkean -paineen laminointikoneeseen ja altistetaan noin 150 asteen korkealle lämpötilalle ja noin 400 psi:n korkealle-paineympäristölle jonkin aikaa, jotta hartsi sulaa ja valuu puolikovetetussa levyssä, täytä jokaisen kerroksen väliset pienet raot jähmettymisen jälkeen, jähmettyy ja jähmettyy. kerros. Edistyksellinen alipaineliitostekniikka voi poistaa ilmaa liimausprosessin aikana, välttää kuplien syntymistä, varmistaa, että keskipaksuuden tasaisuutta valvotaan ± 3 %:n sisällä ja parantaa piirilevyn yleistä laatua.
poraus
Laminoidun monikerroksisen piirilevyn kerrosten välisiä sähköliitäntöjä ei ole vielä saavutettu, ja liitäntäkanavat on avattava porauksen aikana. Suunnitteludokumenttien mukaan suuren -tarkkuuden porauslaitteita, kuten mekaanisia porakoneita tai CO ₂ -laserporia, käytetään halkaisijaltaan erikokoisten reikien poraamiseen määrättyihin paikkoihin, mukaan lukien läpivientireiät erilaisten piirikerrosten yhdistämiseen, umpireiät vain osittaisten kerrosten liittämiseen ja hautausreiät. Nykyaikaisella valmistustekniikalla voidaan saavuttaa jopa 50 μm:n aukkojen tarkka koneistus, mikä vastaa suuritiheyksisten piirilevyjen tuotantotarpeet. Kun poraus on valmis, reiän seinämään jää porausjätteitä ja liimajäämiä, jotka on puhdistettava ja käsiteltävä liimajäämien poistamiseksi. Poista epäpuhtaudet perusteellisesti liottamalla kemiallisiin liuoksiin tai huuhtelemalla korkeapainevesipistooleilla varmistaaksesi reiän seinämän puhtauden ja valmistautuaksesi myöhempään reiän metallointiin.
Reikien metallointi ja galvanointi
Kemiallinen kuparilaskeuma
Eristetyn reiän seinämän tekemiseksi sähköä johtavaksi suoritetaan ensin kemiallinen kuparipinnoitus. Upota piirilevy kupari-ioneja sisältävään kemialliseen liuokseen ja käytä liuoksessa olevaa pelkistysainetta katalysoimaan reiän seinämän pinnalla olevan hyvin ohuen kuparikerroksen pelkistymistä, jonka paksuus on yleensä 0,3-0,5 μ. Tämä kuparikerros toimii "siemenkerroksena" myöhempää galvanointia varten, mikä tarjoaa alkureitin virran johtamiselle.
Paneelin pinnoitus
Kuparin kemiallisen kerrostuksen muodostaman ohuen kuparikerroksen perusteella suoritetaan täysi levysähköpinnoitus. Aseta piirilevy pinnoituskylpyyn ja elektrolyysin kautta kylvyn kupari-ionit laskeutuvat jatkuvasti reikien seinämille ja kuparikalvo levyn pinnalle, mikä lisää kuparikerroksen paksuutta. Yleensä reiän seinämien kuparin paksuus paksunnetaan 25 μ:ksi tai enemmän piirin johtavuuden ja virrankulutuksen vaatimusten täyttämiseksi.
Kuviokuvaus
kuvion siirto
Sisäkerroksen piirikuvioiden siirron tapaan kupari-pinnoitetun laminaatin ulomman kerroksen pinnalle levitetään kuivakalvo ja ulomman kerroksen piirikuviot siirretään kuivalle kalvolle käyttämällä lasersuorakuvaustekniikkaa tai perinteistä valokuvanaamiovalotusmenetelmää. Sitten piirikuvioita kehitetään näkyviksi.
Graafinen galvanointi
Suorita kuviosähköpinnoitus kehitetyn piirikuvion paljaalle kuparipinnalle. Galvanoidaan kuparikerros, joka täyttää suunnittelun paksuusvaatimukset, sakeutetaan edelleen piiriosan kuparin paksuutta johtavuuden parantamiseksi ja pinnoitetaan tinakerros suojaamaan myöhemmissä etsausprosesseissa.
Filmin irrotus ja etsaus
Käytä natriumhydroksidiliuosta sähköpinnoitetun kuivakalvokerroksen poistamiseen paljastaen suojaamattoman ei-viivaisen kuparikerroksen. Käytä etsausliuosta uudelleen syöpymään ja poistamaan kuparikerros näiltä piiriin kuulumattomilta alueilta, jolloin muodostuu tarkkoja ulkoisia piirilinjoja. Käytä lopuksi erityistä tinanpoistoliuosta suojatehtävänsä suorittaneen tinakerroksen poistamiseen.
pintakäsittely
Piirilevyn pinnan kuparikalvon suojaamiseksi, juotettavuuden ja hapettumisenkestävyyden parantamiseksi tarvitaan pintakäsittely. Yleisiä käsittelymenetelmiä ovat:
kultainen upotus
Hitsaus- ja asennuspäätepisteissä nikkeli- ja kultakerros peitetään kemiallisella saostusmenetelmällä. Nikkelikerroksella on korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys, ja kultakerroksella on vahva kemiallinen stabiilisuus, mikä voi tehokkaasti estää päätepisteen hapettumisen ja varmistaa hyvän sähkökytkennän suorituskyvyn. Sitä käytetään yleisesti korkealaatuisissa-elektroniikkatuotteissa ja aloilla, joilla on erittäin korkeat luotettavuusvaatimukset.
Kuumailmajuotteen tasoitus (HASL)
Kuumailmatasoitustekniikkaa käyttämällä levitetään kerros tina-lyijyseosta peittämään hitsauksen päätepisteen suojaamiseksi ja erinomaisen hitsaussuorituksen aikaansaamiseksi. Kustannukset ovat suhteellisen alhaiset ja sitä käytetään laajalti.
Orgaaninen juotosmaski
Kuparifolion pinnalle muodostuu kerros orgaanista suojakalvoa estämään kuparin hapettumista. Samanaikaisesti suojakalvo voi hajota nopeasti hitsauksen aikana vaikuttamatta hitsaustehoon. Prosessi on yksinkertainen ja kustannukset ovat alhaiset, mikä sopii joihinkin tuotteisiin, jotka ovat herkkiä kustannuksille ja joilla on kohtuulliset luotettavuusvaatimukset.
Juotosmaski ja merkkitulostus
juotosmaski
Piirilevyn valmistuksen päätyttyä juottamattomat ja kosketuspinnat on suojattava juotosestolla, jotta estetään oikosulkuja ja piirin hapettumista juottamisen aikana. Puhdista ja karheuta ensin levyn pinta tarttuvuuden parantamiseksi. Levitä sitten tasaisesti nestemäistä valoherkkää vihreää maalia silkkipainatuksen, ruiskutuksen ja muiden menetelmien avulla ja esikuivaa vihreä maali, jotta se on alustavasti kuiva. Seuraavaksi suoritetaan ultraviolettivalotus, jotta kalvon läpinäkyvällä alueella oleva vihreä maali voi käydä läpi polymerointireaktion ja jähmettyä. Sitten natriumkarbonaattiliuosta käytetään kehittämiseen vihreän maalin valottamattoman osan poistamiseksi. Lopuksi paistataan korkeassa-lämpötilassa vihreän maalin täydelliseksi kovettamiseksi.
Merkkien tulostus
Piirilevyjen asennuksen, virheenkorjauksen ja huollon helpottamiseksi merkit, kuten teksti, tavaramerkit ja osanumerot, painetaan levyn pinnalle silkkipainatuksella. Merkinmuste kovettuu lämpökuivauksen tai ultraviolettisäteilyn jälkeen, mikä tekee siitä kirkkaan, kiinteän ja helposti tunnistettavan.
Muotoilu ja leikkaus
Käytä asiakkaan vaatimien ulkomittojen mukaan CNC-muovauskoneita tai muottilävistyskoneita piirilevyn leikkaamiseen ja muotoiluun. Kun leikkaat, käytä kohdistusreikää pistokkeen työntämiseen ja kiinnitä piirilevy alustaan tai muottiin varmistaaksesi leikkaustarkkuuden. Kultasormilla varustetuissa piirilevyissä kultasormialue on muovauksen jälkeen hiottava ja kallistettava myöhemmän asennuksen helpottamiseksi. Jos kyseessä on monisiruinen piirilevy, X--muotoinen katkaisuviiva on avattava etukäteen, jotta asiakas voi purkaa ja halkaista asennuksen jälkeen.
Sähköisen suorituskyvyn testaus ja ulkonäön tarkastus
Sähköisen suorituskyvyn testaus
Suorita kattava sähköisen suorituskyvyn testaus piirilevyllä lentävällä neulatestauksella tai täysin automaattisilla testauskoneilla, mukaan lukien johtavuustestaus, tarkistaaksesi, onko piirissä aukkoja tai oikosulkuja; Impedanssitestaus varmistaa, että linjaimpedanssi täyttää suunnitteluvaatimukset ja takaa signaalinsiirron laadun; Ja muut erityiset sähköisen suorituskyvyn indikaattoritestit, kuten eristysresistanssitestit.
Silmämääräinen tarkastus
Tarkasta huolellisesti piirilevyn ulkonäkö manuaalisesti tai automaattisten testauslaitteiden avulla nähdäksesi, onko piirissä naarmuja tai aukkoja, onko juotosmaskikerroksessa kuplia tai puuttuvia jälkiä, ovatko merkit selkeitä ja täydellisiä ja täyttävätkö levyn paksuus ja aukko standardit. Korjaa tarkastuksen aikana havaitut pienet viat viipymättä ja poista vaatimustenvastaiset tuotteet, joita ei voida korjata.
pakkaus ja toimitus
Tiukan testauksen läpäisseet monikerroksiset piirilevyt tyhjiösuljetaan ja pakataan kosteuden, hapettumisen ja fyysisten vaurioiden estämiseksi kuljetuksen aikana. Kun pakkaus on valmis, liitä tuotteen etiketti ja asiaankuuluvat ohjeet, joissa on yksityiskohtaiset tiedot tuotteen mallista, tekniset tiedot, valmistuspäivämäärä ja muut tiedot, ja lähetä ja toimita asiakkaalle.