Viacvrstvové dosky plošných spojov sa stali základnými komponentmi mnohých elektronických produktov vďaka ich vyššej integrácii a vynikajúcemu elektrickému výkonu. Proces laminovania, ako kľúčový článok vo viacvrstvovom procese výroby PCB, priamo ovplyvňuje kvalitu, spoľahlivosť a výrobné náklady PCB. V súčasnosti medzi bežné viac-vrstvové procesy laminovania dosiek plošných spojov patria najmä tradičný proces laminácie, proces vákuovej laminácie a proces laminovania. Nasleduje podrobné porovnanie týchto procesov.
Tradičný proces laminácie
Tradičný proces laminovania je klasickou a široko používanou technikou pri výrobe viacvrstvových dosiek plošných spojov. Základným procesom je stohovanie vnútornej dosky plošných spojov, polovytvrdeného plechu a vonkajšej medenej fólie v poradí a ich umiestnenie do laminovacieho stroja. Za určitých teplotných a tlakových podmienok sa polovytvrdený plech postupne topí a tečie, pričom vypĺňa medzery medzi vnútornými doskami plošných spojov, pričom vrstvy navzájom pevne spájajú. Zvýšenie teploty spôsobí zosieťovanie-reakcie živice v polovytvrdnutom plechu, čím sa dosiahne vytvrdnutie a vytvorí sa pevná viacvrstvová štruktúra.
Výhodou tohto procesu je, že zariadenie je relatívne jednoduché, prevádzkový proces je vyspelý a je ľahké ho zvládnuť. Pre niektoré produkty, ktoré sú citlivé na náklady, majú veľké veľkosti šarží a nevyžadujú extrémne vysokú presnosť PCB, majú tradičné laminovacie procesy určité cenové výhody. Napríklad pri výrobe PCB niektorých produktov spotrebnej elektroniky, ako sú bežné nabíjačky mobilných telefónov, inteligentné reproduktory atď., môžu tradičné procesy laminácie spĺňať výrobné potreby a efektívne kontrolovať náklady. Tradičné procesy laminovania však majú aj značné obmedzenia. Kvôli ťažkostiam pri úplnom vytlačení plynov počas procesu laminácie sa vo vnútri dosky s plošnými spojmi ľahko vytvárajú bubliny, čo ovplyvňuje elektrický výkon a štrukturálnu pevnosť. Okrem toho existujú určité nedostatky v rovnomernosti tlaku, ktoré môžu viesť k nekonzistentnej sile spojenia medzi rôznymi časťami viacvrstvovej dosky, čo ovplyvňuje spoľahlivosť produktu.
Proces vákuovej laminácie
Proces vákuovej laminácie je vylepšením tradičného procesu laminácie a jeho najväčšou črtou je zavedenie vákuového prostredia počas procesu laminácie. Po naskladaní vnútornej dosky plošných spojov, polovytvrdeného plechu a vonkajšej medenej fólie vložte celý stoh do vákuového laminovacieho stroja. Najprv povysávajte vnútro laminovacieho stroja, aby ste z vrstiev odstránili čo najviac vzduchu a prchavých látok, a potom použite teplotu a tlak na laminovanie.
Zavedenie vákuového prostredia efektívne rieši problém s ťažkosťami pri odstraňovaní bublín pri tradičných laminovacích procesoch. Odsávaním vzduchu pred lamináciou sa výrazne znižuje možnosť tvorby bublín, čím sa výrazne zlepšuje štrukturálna integrita a elektrický výkon vo vnútri dosky plošných spojov. Proces vákuovej laminácie zároveň dokáže rovnomernejšie rozložiť tlak na vrstvy, čím sa zabezpečí pevné a rovnomerné spojenie medzi každou vrstvou a zvýši sa spoľahlivosť viacvrstvových dosiek. V niektorých oblastiach, ktoré si vyžadujú extrémne vysokú kvalitu PCB, ako je letecký priemysel a špičkové servery, sa široko používa technológia vákuovej laminácie. Elektronické zariadenia v týchto oblastiach musia fungovať stabilne v zložitých a drsných prostrediach s prísnymi normami pre výkon a spoľahlivosť dosiek plošných spojov. Viacvrstvové PCB vyrobené technológiou vákuovej laminácie môžu tieto požiadavky dobre spĺňať. Ani proces vákuového laminovania však nie je dokonalý. Náklady na jeho vybavenie sú relatívne vysoké a má prísnejšie požiadavky na prevádzkové prostredie a personálne schopnosti, čo do určitej miery zvyšuje výrobné náklady a výrobné ťažkosti.
Proces laminovania filmu
Proces laminovania využíva špeciálny laminovací materiál, ako je polyimidový film. Pri výrobe viacvrstvových dosiek plošných spojov sa laminovací materiál umiestni na vonkajšiu vrstvu zväzku a laminuje sa spolu s vnútornou doskou plošných spojov, polovytvrdeným plechom a vonkajšou medenou fóliou. Počas procesu zahrievania a tlakovania fóliový materiál interaguje s polovytvrdenou fóliou, čo nielen pomáha pri spájaní, ale tiež zlepšuje tekutosť a plniace vlastnosti počas procesu laminácie.
Výhodou procesu laminovania je, že môže účinne zlepšiť rovinnosť PCB. Vďaka dobrej flexibilite a plasticite sa laminovací materiál dokáže lepšie prispôsobiť tvaru viac{1}}vrstvovej dosky počas procesu laminácie, rovnomerne prenášať tlak a povrch viacvrstvovej dosky je hladší, čo prispieva k následnej inštalácii a zváraniu elektronických súčiastok. Okrem toho môžu laminovacie materiály do určitej miery blokovať aj vonkajšiu vlhkosť a nečistoty, čím sa zlepšuje odolnosť dosiek s plošnými spojmi proti vlhkosti a korózii. Tento proces funguje dobre v niektorých produktoch, ktoré vyžadujú vysokú rovinnosť PCB, ako sú dosky ovládačov LCD, flexibilné dosky plošných spojov a kombinované dosky s pevnými obvodmi. Avšak proces laminovania má vysoké požiadavky na výber a použitie laminovacích materiálov a náklady na vhodné laminovacie materiály môžu byť vysoké. Okrem toho sú potrebné určité technické skúsenosti s riadením procesu, aby sa zabezpečil najlepší synergický efekt medzi laminovacími materiálmi a inými vrstvami.