We współczesnych urządzeniach elektronicznych, czy to malutkim smartwatchu, czy skomplikowanym superkomputerze,płytka drukowanaprzenosi połączenia elektryczne elementów elektronicznych i jest kluczem do realizacji funkcji produktów elektronicznych. Proces produkcyjny jest złożony i precyzyjny, obejmuje wiele etapów, z których każdy odgrywa decydującą rolę w wydajności i jakości produktu końcowego.
Wybór materiału i cięcie: Budowanie solidnych podstaw do produkcji płytek PCB
Starannie dobrane surowce
Wybierz odpowiednie laminaty-powlekane miedzią zgodnie z wymaganiami projektowymi. Laminat pokryty miedzią składa się z folii miedzianej i podłoża izolacyjnego. Typowe podłoża izolacyjne obejmują żywicę epoksydową z włókna szklanego, poliimid itp. Różne podłoża mają różne właściwości elektryczne, mechaniczne i termiczne. FR-4 nadaje się do większości zwykłych produktów elektronicznych, podczas gdy PI sprawdza się lepiej w specjalnych scenariuszach zastosowań, takich jak wysoka temperatura i wysoka częstotliwość. Jednocześnie konieczne jest określenie grubości folii miedzianej w przypadku laminatów pokrytych miedzią, które zwykle obejmują grubości 18 μm, 35 μm, 70 μm itp., w oparciu o takie czynniki, jak obciążalność prądowa i wymagania dotyczące transmisji sygnału płytki drukowanej.
Dokładne cięcie
Używaj sprzętu do cięcia, takiego jak maszyny do cięcia CNC, aby ciąć duże-laminaty pokryte miedzią-na małe kawałki, które nadają się do późniejszej produkcji i przetwarzania. Podczas cięcia bezwzględnie wymagana jest dokładność wymiarowa, a błąd jest zwykle kontrolowany w bardzo małym zakresie, takim jak ± 0,1 mm, aby spełnić wymagania projektowe. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na płaskość cięcia, aby nie dopuścić do powstania zadziorów lub nierówności na krawędziach deski i nie wpływać na późniejszą obróbkę.
Rzeźba w warstwie wewnętrznej: Budowa obwodów rdzenia PCB
Wstępne przetwarzanie wewnętrznego transferu grafiki
Po cięciu powierzchnię płyty-pokrytej miedzią należy najpierw oczyścić i zszorkować. Czyszczenie ma na celu usunięcie z powierzchni płyty zanieczyszczeń, takich jak olej i kurz, i można je osiągnąć łącząc chemiczne środki czyszczące z szorowaniem fizycznym. Obróbka zgrubna wykorzystuje metody takie jak trawienie chemiczne lub szlifowanie mechaniczne w celu zszorstkowania powierzchni płyty i zwiększenia przyczepności pomiędzy suchą powłoką a powierzchnią płyty podczas późniejszego laminowania. Następnie przeprowadza się obróbkę mikrotrawienia w celu dalszego usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku i aktywacji powierzchni miedzi. Ilość mikrotrawienia jest ogólnie kontrolowana na poziomie około 1-2 μm.
Tłoczenie filmów i wywoływanie ekspozycji
Nałóż suchą warstwę na powierzchnię pokrytego miedzią-laminatu poprzez prasowanie na gorąco. Parametry temperatury, ciśnienia i prędkości procesu laminowania należy dostosować w oparciu o charakterystykę suchej folii i stan arkusza. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura laminowania wynosi od 100-120 stopni C, ciśnienie około 3-5 kg/cm ², a prędkość około 1-2 m/min. Następnie umieść laminowaną płytkę pokrytą miedzią pod naświetlarką i wystaw suchą warstwę na światło ultrafioletowe zgodnie ze wzorem obwodu warstwy wewnętrznej w pliku Gerber. Energia ekspozycji powinna być precyzyjnie kontrolowana. Jeśli będzie zbyt wysoka, sucha folia zostanie prześwietlona, a grafika zdeformowana. Jeśli będzie zbyt niska, naświetlenie suchego filmu będzie niewystarczające, a grafika będzie rozmyta. Energię naświetlania zwykle reguluje się w zakresie 80-150 mJ/cm², w zależności od rodzaju i grubości suchej warstwy. Następnie nienaświetloną suchą warstwę rozpuszczono i usunięto za pomocą wywoływacza, przy czym wzór naświetlonej suchej powłoki został zachowany, osiągając cel, jakim było przeniesienie wzoru obwodu warstwy wewnętrznej z pilnika Gerbera na laminat pokryty miedzią. Należy ściśle kontrolować stężenie, temperaturę i czas wywoływania wywoływacza. Na przykład stężenie wywoływacza wynosi zazwyczaj około 1% -3%, temperatura wynosi 30-35 stopni C, a czas wywoływania wynosi około 60-90 sekund.
Trawienie i wykrywanie warstwy wewnętrznej
Umieść wywołany laminat-pokryty miedzią w roztworze trawiącym, który spowoduje korozję folii miedzianej niezabezpieczonej suchą powłoką, tworząc w ten sposób obwód warstwy wewnętrznej. Jako roztwory trawiące często stosuje się kwaśne roztwory trawiące, takie jak roztwór trawiący chlorku miedzi. Podczas procesu trawienia należy kontrolować parametry, takie jak stężenie, temperatura i szybkość trawienia roztworu trawiącego. Stężenie roztworu trawiącego wynosi zazwyczaj około 1-2mol/l, temperatura wynosi 40-50 stopni C, a prędkość trawienia waha się od 1-3 μm/min, w zależności od gęstości linii i sprzętu do trawienia. Po wytrawieniu wyczyść wytrawioną płytkę pokrytą miedzią, aby usunąć pozostałości roztworu trawiącego i jonów miedzi. Na koniec użyj automatycznego sprzętu do kontroli optycznej, aby przeprowadzić kontrolę obwodu wewnętrznego. Sprzęt AOI wykorzystuje technologię obrazowania optycznego i analizy obrazu w celu sprawdzenia defektów, takich jak przerwy w obwodach, zwarcia i niespójna szerokość linii w obwodzie. Gdy różnica przekroczy ustawiony próg, zostanie oznaczona jako punkt wadliwy.
Proces kompresji: tworzenie-wielowarstwowej struktury PCB
Brązowienie zwiększa siłę wiązania
Przeprowadź brązowienie wewnętrznej płytki drukowanej, aby wytworzyć jednolitą, szorstką i chemicznie aktywną brązowiącą warstwę na powierzchni miedzi. Podczas procesu brązowienia roztwór brązujący ulega reakcji chemicznej z powierzchnią miedzi, a grubość brązowiącego filmu wynosi na ogół około 0,5-1,5 μm. Brązowiejąca folia może zwiększyć przyczepność pomiędzy obwodem warstwy wewnętrznej a częściowo utwardzonym arkuszem, skutecznie zapobiegając występowaniu rozwarstwiania.
Precyzyjne układanie w stosy oraz kompresja w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem
Zgodnie z warstwami projektowymi, płytki drukowane warstwy wewnętrznej i arkusze półutwardzone, które zostały poddane obróbce brązowienia, są ułożone w określonej kolejności. Podczas laminowania należy zadbać o dokładne ułożenie każdej warstwy i kontrolować błąd w bardzo małym zakresie, np. ± 0,05mm. Podczas procesu laminowania półutwardzony arkusz połączy ze sobą płytki drukowane każdej warstwy i wypełni szczeliny między warstwami. Następnie włóż ułożone wielowarstwowe-płyty do maszyny do laminowania w celu laminowania. Maszyna do laminowania topi i przepuszcza pół-arkusz w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, mocno łącząc warstwy płytek drukowanych, tworząc wielowarstwową-strukturę płytki. Parametry takie jak temperatura, ciśnienie i czas prasowania podczas procesu prasowania należy dokładnie dostosować w oparciu o takie czynniki, jak rodzaj płyty, liczba warstw i właściwości półutwardzonego arkusza. Czas prasowania wynosi zazwyczaj około 60-120 minut.
Obróbka końcowa poprawia jakość
Po laminowaniu płyta wielowarstwowa- musi zostać poddana-obróbce końcowej w celu usunięcia nadmiaru materiałów, np. nadmiaru kleju z krawędzi płyty, oraz wypolerowania i fazowania krawędzi płyty w celu poprawy jakości wyglądu i właściwości mechanicznych-płyty wielowarstwowej.
Wiercenie: Otworzyć kanały połączeń elektrycznych
Ścieżka planowania programowania wierceń
Na podstawie-informacji o otworze przelotowym w pliku Gerbera zaprogramuj sprzęt wiertniczy w celu określenia położenia współrzędnych, rozmiaru otworu, kolejności wiercenia i innych informacji dla każdego- otworu przelotowego. Podczas programowania ważne jest zrównoważenie wydajności i jakości wiercenia, optymalizacja sekwencji wierceń i skrócenie czasu przestoju sprzętu wiertniczego.
Precyzyjne wiercenie i czyszczenie ścianek otworów
Za pomocą wiertarki CNC wywiercić otwory według zaprogramowanych parametrów. Podczas wiercenia należy ściśle kontrolować parametry, takie jak prędkość wiercenia, posuw i prędkość wiertła. W przypadku wierteł o różnych średnicach i różnych materiałach blachy parametry te należy odpowiednio dostosować. Na przykład w przypadku wierteł o mniejszych średnicach, np. 0,2 mm, należy odpowiednio zmniejszyć prędkość wiercenia, aby zapobiec pękaniu wiertła; W przypadku twardszych materiałów arkuszowych może zaistnieć potrzeba zwiększenia prędkości wiercenia. Podczas wiercenia należy zadbać o dokładność średnicy otworu, z błędem kontrolowanym zwykle w granicach ± 0,05 mm. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na pionowość otworu wiertniczego, aby uniknąć otworów pochyłych, ponieważ mogą one mieć wpływ na późniejszą metalizację i jakość połączenia elektrycznego otworu. Po zakończeniu wiercenia należy oczyścić ścianę otworu z zanieczyszczeń, plam olejowych i innych zanieczyszczeń powstałych w procesie wiercenia. Można zastosować przedmuch powietrza pod wysokim ciśnieniem, czyszczenie chemiczne i inne metody, aby upewnić się, że ściana otworu jest czysta i sucha, przygotowując się do późniejszej metalizacji otworu.
Metalizacja i galwanizacja otworów: nadanie ścianom otworów przewodności
Zabieg aktywujący metalizację porów
Po pierwsze, aktywuj ścianę porów, aby aktywować miedzianą powierzchnię ściany porów, co ułatwia płynny postęp późniejszego chemicznego miedziowania. W procesie aktywacji zwykle stosuje się roztwór soli palladu, który adsorbuje warstwę atomów palladu na miedzianej powierzchni ściany porów w wyniku reakcji chemicznej, służąc jako centrum katalityczne w bezprądowym miedziowaniu. Podczas procesu aktywacji konieczna jest kontrola stężenia, temperatury i czasu obróbki roztworu aktywacyjnego. Stężenie roztworu aktywującego wynosi zazwyczaj około 0,1-0,3 g/l, temperatura wynosi 30-40 stopni C, a czas obróbki wynosi około 3-5 minut.
Chemiczne miedziowanie i zagęszczanie galwaniczne
Wykonać miedziowanie bezprądowe na aktywowanych ściankach porów. Roztwór chemicznego miedziowania zawiera sole miedzi, środki redukujące i inne składniki. Pod wpływem katalizy atomów palladu jony miedzi są redukowane do atomów miedzi na ścianie porów, tworząc cienką warstwę miedzi na ścianie porów. Podczas procesu miedziowania bezprądowego konieczna jest ścisła kontrola parametrów, takich jak stężenie, temperatura, wartość pH i czas galwanizacji roztworu galwanicznego. Stężenie roztworu galwanicznego wynosi na ogół 10-20 g/l siarczanu miedzi i 5-10 g/l formaldehydu, a temperatura wynosi 25-35 stopni C. Warstwa miedzi utworzona przez miedziowanie bezprądowe jest stosunkowo cienka i aby spełnić wymagania dotyczące wydajności elektrycznej, wymagane jest również zagęszczenie galwaniczne. Podczas galwanizacji warstwa miedzi o określonej grubości jest galwanizowana na odsłoniętej miedzianej powłoce lub ścianie otworu układu obwodu, a w razie potrzeby warstwy złota, niklu lub cyny są galwanizowane. Proces galwanizacji wymaga również precyzyjnej kontroli parametrów, takich jak skład, stężenie, temperatura i gęstość prądu roztworu galwanicznego, aby zapewnić jednolitą grubość powłoki i doskonałą wydajność.
Kształtowanie warstwy zewnętrznej: Popraw układ obwodu PCB
Zewnętrzne-przetwarzanie wstępne i transfer grafiki
Podobnie jak w przypadku warstwy wewnętrznej, najpierw oczyść powierzchnię zewnętrzną, aby usunąć zanieczyszczenia. Następnie wykonaj operacje laminowania, naświetlania i wywoływania, aby przenieść zaprojektowany wzór obwodu zewnętrznego na płytkę. Kontrola parametrów procesu prasowania, naświetlania i wywoływania folii jest podobna do kontroli produkcji obwodów warstwy wewnętrznej, ale ze względu na złożoność produkcji obwodów warstwy zewnętrznej i wyższe wymagania dotyczące precyzji, dokładność kontroli każdego parametru jest również bardziej rygorystyczna.
Formowanie galwaniczne i trawienie graficzne
Wykonaj graficzną galwanizację na odsłoniętym i rozwiniętym wzorze obwodu, aby pogrubić obwód. Po zakończeniu galwanizacji usuń suchą warstwę, a następnie za pomocą roztworu trawiącego wytraw niezabezpieczoną warstwę miedzi, tworząc końcowy obwód warstwy zewnętrznej. Następnie w razie potrzeby zostaną przeprowadzone kolejne zabiegi, takie jak usuwanie cyny, aby spełnić wymagania projektowe obwodu.
Ochrona zewnętrzna: Dbaj o bezpieczeństwo obwodu PCB
Fotoczuła maska lutownicza i obróbka powierzchni
Nałóż warstwę światłoczułego tuszu do maski lutowniczej na płytkę i uformuj warstwę maski lutowniczej poprzez naświetlanie i wywoływanie, aby zabezpieczyć obwód przed przypadkowym lutowaniem. Jednocześnie przeprowadza się obróbkę powierzchniową, taką jak chemiczna obróbka złotem niklowym, w celu poprawy wydajności spawania i odporności na korozję. W procesie chemicznej obróbki złota niklowego najpierw następuje niklowanie, a następnie złocenie. Warstwa niklu może blokować dyfuzję miedzi, podczas gdy warstwa złota ma dobrą odporność na utlenianie i przewodność, co może znacznie poprawić wydajność i niezawodność PCB.
Tekst i symbole znakowania wykonane metodą sitodruku
Drukowanie tekstu i symboli znakujących na płytce ułatwia późniejszy montaż i konserwację, zapewniając wygodę podczas produkcji, debugowania i konserwacji produktów elektronicznych.
Testowanie opakowań: zapewnienie dostawy jakości PCB
Starannie zapakowane i bezpiecznie dostarczone
Po przejściu kontroli płytka drukowana jest pakowana próżniowo i pakowana do wysyłki, aby mieć pewność, że produkt nie zostanie uszkodzony podczas transportu i sprawnie dostarczony do klienta.