Płytki czterowarstwowe, charakteryzujące się dużą gęstością okablowania i stabilną transmisją sygnału, stały się podstawowymi elementami wielu złożonych systemów elektronicznych. Ich proces produkcyjny łączy precyzyjną obróbkę i ścisłą kontrolę, a każdy etap ma decydujący wpływ na wydajność produktu.
1. Wstępny proces przygotowania
Wstępne przygotowania do produkcji płyt czterowarstwowych-są podstawą zapewnienia płynnego przebiegu kolejnych procesów. Pierwszym krokiem jest wybór podłoża, w przypadku którego należy wybrać odpowiednie laminaty-powlekane miedzią (CCL) w oparciu o scenariusze zastosowania produktu i wymagania dotyczące wydajności. Właściwości izolacyjne, wytrzymałość mechaniczna, odporność cieplna i inne parametry podłoża muszą zostać poddane rygorystycznym testom, aby upewnić się, że spełnia ono wymagania użytkowe płyt czterowarstwowych.
II. Proces produkcji warstwy wewnętrznej
Produkcja warstwy wewnętrznej jest jednym z kluczowych etapów produkcji płytki czterowarstwowej-, a jej jakość bezpośrednio wpływa na wydajność całej płytki drukowanej.
(1) Wstępna-obróbka podłoża wewnętrznego
Wstępna obróbka wewnętrznego laminatu-powlekanego miedzią (CCL) ma na celu usunięcie warstwy tlenku, plam olejowych i zanieczyszczeń z powierzchni podłoża, zwiększając w ten sposób przyczepność atramentu w kolejnych procesach. Obróbka wstępna zazwyczaj obejmuje takie etapy, jak odtłuszczanie i mikro-trawienie. Odtłuszczanie można osiągnąć poprzez czyszczenie chemiczne w celu usunięcia oleju i tłuszczu z powierzchni podłoża. Z drugiej strony mikro-trawienie polega na łagodnym trawieniu w celu utworzenia jednolitej, szorstkiej powierzchni na podłożu, wzmacniając w ten sposób wiązanie z tuszem.
(II) Produkcja obwodów warstwy wewnętrznej
Najpierw nałóż atrament światłoczuły, równomiernie rozprowadzając płynny atrament po powierzchni wewnętrznego podłoża, a następnie utwardzaj go w formie błony poprzez suszenie. Następnie przejdź do ekspozycji. Zaimportuj przygotowany plik wzoru obwodu cyfrowego do naświetlarki LDI, która wykorzystuje światło lasera do bezpośredniego skanowania i naświetlania podłoża pokrytego światłoczułym atramentem. Powoduje to, że atrament w obszarach narażonych na działanie lasera ulega reakcji utwardzania, podczas gdy obszary nienaświetlone pozostają rozpuszczalne.
Po naświetleniu wywoływanie przeprowadza się poprzez umieszczenie podłoża w roztworze wywoływacza. Nieutwardzony atrament jest rozpuszczany i usuwany, pozostawiając na powierzchni podłoża utwardzony wzór pasujący do wzoru cyfrowego. Następnie przeprowadza się trawienie poprzez umieszczenie podłoża w roztworze trawiącym. Folia miedziana nie pokryta tuszem jest wytrawiana, a pozostała folia miedziana tworzy obwód warstwy wewnętrznej. Następnie utwardzony atrament z powierzchni obwodu jest usuwany w procesie usuwania folii, odsłaniając przejrzysty obwód warstwy wewnętrznej.
(III) Kontrola warstwy wewnętrznej
Po zakończeniu wytwarzania obwodu warstwy wewnętrznej wymagana jest rygorystyczna kontrola. Treść kontroli obejmuje przewodność obwodu, warunki zwarcia oraz to, czy szerokość linii i odstępy spełniają wymagania. Zwykle stosuje się automatyczny sprzęt do kontroli optycznej w celu przeprowadzenia kompleksowego skanowania obwodu zgodnie z zasadami obrazowania optycznego, szybko wykrywając defekty w obwodzie i zapewniając jakość obwodu warstwy wewnętrznej.
III. Proces laminowania
Proces laminowania obejmuje połączenie wewnętrznego podłoża, prepregu i zewnętrznej folii miedzianej w celu utworzenia ogólnej struktury czterowarstwowej płyty.
(1) Przygotowanie do laminowania
Zgodnie z wymaganiami podłoże wewnętrzne, prepreg i zewnętrzna folia miedziana są ułożone w określonej kolejności. Prepreg wykonany jest z tkaniny z włókna szklanego impregnowanej żywicą epoksydową, która utwardza się pod wpływem ciepła i ciśnienia, służąc jako spoiwo pomiędzy warstwami. Podczas układania w stos konieczne jest zapewnienie dokładności wyrównania każdej warstwy, a kołki pozycjonujące są zwykle używane do pozycjonowania, aby uniknąć niewspółosiowości międzywarstwowej wpływającej na połączenia obwodów.
(II) Operacja laminowania
Umieść złożone płyty w laminatorze i kontynuuj laminowanie w określonych warunkach temperatury, ciśnienia i czasu. Podczas procesu laminowania żywica w prepregu topi się i przepływa, wypełniając szczeliny pomiędzy warstwami i ściśle łącząc się z wewnętrznym podłożem i zewnętrzną folią miedzianą. Jednocześnie żywica utwardzi się, tworząc sztywną warstwę izolacyjną, oddzielając obwody każdej warstwy i uzyskując izolację elektryczną. Parametry procesu laminowania muszą być ściśle kontrolowane, aby zapewnić mocne połączenie międzywarstwowe, brak pęcherzyków, rozwarstwienia i innych wad.
IV. Procedura obróbki warstwy zewnętrznej
Po laminowaniu rozpoczyna się etap przetwarzania warstwy zewnętrznej, który obejmuje głównie procesy takie jak wiercenie, metalizacja otworów i wytwarzanie obwodów warstwy zewnętrznej.
(1) Wiercenie
W zależności od wymagań wiertarka CNC służy do wiercenia różnych otworów przelotowych i montażowych w płycie laminowanej. Otwory przelotowe służą do uzyskania połączeń elektrycznych pomiędzy warstwami obwodów, natomiast otwory montażowe służą do zabezpieczenia elementów elektronicznych. Podczas wiercenia konieczne jest kontrolowanie dokładności położenia wierconego otworu, wielkości średnicy otworu i jakości ścianki otworu, aby uniknąć problemów, takich jak odchylenia otworu i szorstkie ściany otworu. Po zakończeniu wiercenia należy oczyścić zanieczyszczenia znajdujące się wewnątrz otworów, aby zapewnić jakość późniejszej metalizacji otworów.
(II) Metalizacja otworów
Metalizacja otworów jest kluczowym procesem zapewniającym połączenie elektryczne przelotek. Najpierw wykonuje się gratowanie, aby usunąć gruz i pozostałości żywicy pozostawione na ściance otworu podczas procesu wiercenia, zapewniając czystość i porządek ściany otworu. Następnie przeprowadza się chemiczne osadzanie miedzi poprzez umieszczenie podłoża w roztworze do osadzania miedzi w celu osadzenia cienkiej warstwy miedzi na powierzchni ściany otworu, dzięki czemu pierwotnie izolująca ściana otworu będzie przewodząca. Następnie, w procesie galwanizacji miedzi, warstwa miedzi jest dalej pogrubiana na bazie warstwy osadzania miedzi, co poprawia przewodność i niezawodność przelotki.
(III) Produkcja obwodów warstwy zewnętrznej
Proces produkcji obwodów warstwy zewnętrznej jest podobny do procesu produkcji obwodów warstwy wewnętrznej i obejmuje takie etapy, jak nakładanie atramentu światłoczułego, naświetlanie, wywoływanie, trawienie i usuwanie folii. W procesie naświetlania wykorzystuje się również maszynę naświetlającą LDI, aby uzyskać precyzyjną ekspozycję w oparciu o wzór obwodu cyfrowego. W wyniku tych etapów na zewnętrznej powierzchni czterowarstwowej płytki- powstaje pożądany wzór obwodu. W przeciwieństwie do obwodów warstwy wewnętrznej, obwody warstwy zewnętrznej muszą być podłączone do przelotek, aby zapewnić ciągłość elektryczną z obwodami warstwy wewnętrznej.
(IV) Maska lutownicza i drukowanie znaków
Aby chronić zewnętrzną warstwę obwodów elektrycznych i zapobiegać utlenianiu, korozji i zwarciom, konieczna jest powłoka maski lutowniczej. Zazwyczaj stosuje się światłoczuły tusz do maski lutowniczej, który tworzy warstwę maski lutowniczej na powierzchni obwodu, która ma być chroniona w procesach naświetlania i wywoływania, odsłaniając obszary takie jak pola lutownicze wymagające lutowania. Typowe kolory masek lutowniczych to zielony, niebieski, czarny i tak dalej.
Po nałożeniu maski lutowniczej następuje drukowanie znaków. Informacje znakowe, takie jak numer części komponentu, numer modelu i numer seryjny produkcji, są drukowane na powierzchni płytki, aby ułatwić instalację i identyfikację komponentów elektronicznych. Drukowanie znaków odbywa się zazwyczaj za pomocą sitodruku przy użyciu specjalistycznego atramentu znakowego, aby zapewnić wyraźne i trwałe znaki.
V. Procedury-przetwarzania końcowego
(1) Obróbka powierzchniowa
Aby zwiększyć lutowność i odporność pól lutowniczych na utlenianie, konieczna jest obróbka powierzchniowa. Typowe procesy obróbki powierzchni obejmują natryskiwanie cyny, złoto zanurzeniowe, niklowanie-złocenie i OSP (organiczny środek konserwujący umożliwiający lutowanie). Różne procesy obróbki powierzchni mają odrębną charakterystykę i zakres zastosowania i można je wybierać zgodnie z wymaganiami produktu.
(II) Przetwarzanie kształtu
Zgodnie z wymaganiami, za pomocą frezarki CNC lub prasy wykrawającej przetworzyć zewnętrzny kształt płytki drukowanej, przycinając ją do pożądanego kształtu i rozmiaru. Podczas obróbki kształtu zewnętrznego należy zapewnić dokładność wymiarową i jakość krawędzi, unikając problemów takich jak zadziory i odpryski.
(III) Kontrola końcowa
Na koniec przeprowadzana jest kompleksowa kontrola końcowa czterowarstwowej płyty-. Kontrola obejmuje badanie wydajności elektrycznej (takie jak badanie ciągłości, badanie izolacji), kontrolę wyglądu (np. jakość maski lutowniczej, przejrzystość znaków, zarysowania powierzchni itp.) oraz kontrolę dokładności wymiarowej. Jedynie produkty, które przejdą wszelkie kontrole, mogą zostać uznane za zakwalifikowane i przejść do kolejnych etapów pakowania i dostawy.