Štvor{0}}vrstvové dosky so svojimi výhodami vysokej hustoty káblov a stabilného prenosu signálu sa stali základnými komponentmi mnohých zložitých elektronických systémov. Ich výrobný proces integruje presné obrábanie a prísnu kontrolu, pričom každý krok má zásadný vplyv na výkonnosť produktu.
1. Proces predbežnej prípravy
Predbežné prípravy na výrobu štvor{0}}vrstvových dosiek sú základom pre zabezpečenie hladkého priebehu nasledujúcich procesov. Prvým krokom je výber substrátu, kde je potrebné vybrať vhodné lamináty plátované meďou (CCL) na základe scenárov aplikácie produktu a požiadaviek na výkon. Izolačný výkon, mechanická pevnosť, tepelná odolnosť a ďalšie parametre podkladu musia prejsť prísnym testovaním, aby sa zaistilo, že spĺňa požiadavky na použitie štvor-vrstvových dosiek.
II. Proces výroby vnútornej vrstvy
Výroba vnútornej vrstvy je jedným z kľúčových krokov pri výrobe štvor{0}}vrstvovej dosky a jej kvalita priamo ovplyvňuje výkon celej dosky plošných spojov.
(1) Pred-úprava vnútorného substrátu
Predbežná úprava vnútorného laminátu plátovaného meďou (CCL) má za cieľ odstrániť vrstvu oxidu, olejové škvrny a nečistoty na povrchu substrátu, čím sa zvýši priľnavosť atramentu v následných procesoch. Predúprava zvyčajne zahŕňa kroky, ako je odmasťovanie a mikro-leptanie. Odmasťovanie je možné dosiahnuť chemickým čistením na odstránenie oleja a mastnoty z povrchu podkladu. Na druhej strane mikro-leptanie zahŕňa mierne leptanie na vytvorenie rovnomerného drsného povrchu na substráte, čím sa posilní väzba s atramentom.
(II) Výroba obvodov vnútornej vrstvy
Najprv naneste fotosenzitívny atrament, rovnomerne rozotrite tekutý atrament po povrchu vnútorného substrátu a potom ho vytvrdzujte do filmu sušením. Ďalej pokračujte v expozícii. Importujte pripravený súbor so vzorom digitálneho obvodu do expozičného stroja LDI, ktorý využíva laserové svetlo na priame skenovanie a exponovanie substrátu potiahnutého fotocitlivým atramentom. To spôsobuje, že atrament v oblastiach vystavených laseru podlieha vytvrdzovacej reakcii, zatiaľ čo neexponované oblasti zostávajú rozpustné.
Po expozícii sa vyvolávanie uskutoční umiestnením substrátu do roztoku vývojky. Nevytvrdený atrament sa rozpustí a odstráni, pričom na povrchu substrátu zostane vzor vytvrdeného atramentu, ktorý sa zhoduje s digitálnym vzorom. Ďalej sa uskutoční leptanie umiestnením substrátu do roztoku na leptanie. Medená fólia nepokrytá atramentom sa odleptá a zvyšná medená fólia tvorí obvod vnútornej vrstvy. Potom sa vytvrdený atrament na povrchu obvodu odstráni procesom odstraňovania filmu, čím sa odhalí čistý obvod vnútornej vrstvy.
(III) Kontrola vnútornej vrstvy
Po dokončení výroby obvodu vnútornej vrstvy je potrebná prísna kontrola. Obsah kontroly zahŕňa vodivosť obvodu, podmienky skratu a to, či šírka a rozstup vedenia spĺňajú požiadavky. Zvyčajne sa zariadenie na automatickú optickú kontrolu používa na vykonanie komplexného skenovania obvodu pomocou princípov optického zobrazovania, ktoré rýchlo zisťujú chyby v obvode a zabezpečujú kvalitu obvodu vnútornej vrstvy.
III. Proces laminovania
Proces laminácie zahŕňa spojenie vnútorného substrátu, predimpregnovaného laminátu a vonkajšej medenej fólie, aby vytvorili celkovú štruktúru štvor{0}}vrstvovej dosky.
(1) Príprava na lamináciu
Podľa požiadaviek sa vnútorný substrát, predimpregnovaný laminát a vonkajšia medená fólia ukladajú v určitom poradí. Predimpregnovaný laminát je vyrobený z tkaniny zo sklenených vlákien impregnovanej epoxidovou živicou, ktorá vytvrdzuje zahrievaním a tlakom a slúži ako spojivo medzi vrstvami. Pri stohovaní je potrebné zabezpečiť presnosť zarovnania každej vrstvy a na polohovanie sa zvyčajne používajú polohovacie kolíky, aby sa predišlo nesprávnemu zarovnaniu medzi vrstvami ovplyvňujúcemu zapojenia obvodov.
(II) Operácia laminovania
Umiestnite zložené dosky do laminátora a pokračujte v laminovaní pri špecifikovaných podmienkach teploty, tlaku a času. Počas procesu laminácie sa živica v predimpregnovanom lamináte roztopí a vytečie, vyplní medzery medzi vrstvami a pevne sa spojí s vnútorným substrátom a vonkajšou medenou fóliou. Súčasne živica vytvrdne a vytvorí tuhú izolačnú vrstvu, ktorá oddelí obvody každej vrstvy a dosiahne elektrickú izoláciu. Procesné parametre laminácie musia byť prísne kontrolované, aby sa zabezpečilo silné spojenie medzi vrstvami, absencia bublín, delaminácia a iné defekty.
IV. Postup spracovania vonkajšej vrstvy
Po laminácii začína fáza spracovania vonkajšej vrstvy, ktorá zahŕňa hlavne procesy, ako je vŕtanie, metalizácia otvorov a výroba obvodov vonkajšej vrstvy.
(1) Vŕtanie
Na vŕtanie rôznych priechodných a montážnych otvorov na laminovanej doske sa podľa požiadaviek používa CNC vŕtačka. Prechodové otvory sa používajú na dosiahnutie elektrických spojení medzi vrstvami obvodov, zatiaľ čo montážne otvory sa používajú na zaistenie elektronických komponentov. Počas vŕtania je potrebné kontrolovať presnosť polohy vyvŕtaného otvoru, veľkosť priemeru otvoru a kvalitu steny otvoru, aby sa predišlo problémom, ako je odchýlka otvoru a drsné steny otvoru. Po dokončení vŕtania je potrebné vyčistiť úlomky vo vnútri otvorov, aby sa zabezpečila kvalita následného pokovovania otvoru.
(II) Pokovovanie otvorov
Pokovovanie otvorov je kľúčovým procesom na dosiahnutie elektrického spojenia priechodov. Najprv sa vykoná odihlovanie, aby sa odstránili nečistoty a zvyšky živice, ktoré zostali na stene otvoru počas procesu vŕtania, čím sa zabezpečí, že stena otvoru bude čistá a uprataná. Potom sa uskutoční chemické nanášanie medi umiestnením substrátu do roztoku na nanášanie medi na nanesenie tenkej vrstvy medi na povrch steny otvoru, čím sa pôvodne izolačná stena otvoru stala vodivou. Potom sa prostredníctvom procesu galvanizácie medi medená vrstva ďalej zahusťuje na základe vrstvy nanášania medi, čím sa zlepšuje vodivosť a spoľahlivosť priechodu.
(III) Výroba obvodov vonkajšej vrstvy
Výrobný proces obvodov vonkajšej vrstvy je podobný ako proces výroby obvodov vnútornej vrstvy, vrátane krokov, ako je nanášanie fotosenzitívneho atramentu, expozícia, vyvolávanie, leptanie a odstraňovanie filmu. Expozičný proces využíva aj LDI expozičný stroj na dosiahnutie presnej expozície na základe vzoru digitálneho obvodu. Prostredníctvom týchto krokov sa na vonkajšom povrchu štvorvrstvovej dosky vytvorí požadovaný vzor obvodu. Na rozdiel od obvodov vnútornej vrstvy musia byť obvody vonkajšej vrstvy pripojené k priechodom, aby sa dosiahla elektrická kontinuita s obvodmi vnútornej vrstvy.
(IV) Spájkovacia maska a tlač znakov
Na ochranu vonkajšej vrstvy obvodov a zabránenie oxidácii, korózii a skratom je potrebná vrstva spájkovacej masky. Typicky sa používa atrament na spájkovaciu masku, ktorý vytvára vrstvu spájkovacej masky na povrchu obvodu, ktorý má byť chránený procesmi expozície a vyvolávania, čím sa odhalia oblasti, ako sú spájkovacie podložky, ktoré vyžadujú spájkovanie. Bežné farby pre spájkovacie masky zahŕňajú zelenú, modrú, čiernu atď.
Po aplikácii spájkovacej masky sa vykoná tlač znakov. Informácie o znakoch, ako sú číslo dielu komponentu, číslo modelu a výrobné sériové číslo, sú vytlačené na povrchu dosky, aby sa uľahčila inštalácia a identifikácia elektronických komponentov. Tlač znakov sa zvyčajne vykonáva pomocou sieťotlače so špecializovaným atramentom na znaky, aby sa zabezpečili jasné a odolné znaky.
V. Post-procesy spracovania
(1) Povrchová úprava
Na zvýšenie spájkovateľnosti a odolnosti spájkovacích plôšok proti oxidácii je potrebná povrchová úprava. Bežné procesy povrchovej úpravy zahŕňajú cínové striekanie, ponorné zlato, niklové{1}}zlatenie a OSP (Organic Solderability Preservative). Rôzne procesy povrchovej úpravy majú odlišné charakteristiky a použiteľné rozsahy a možno ich vybrať podľa požiadaviek na produkt.
(II) Tvarové spracovanie
Podľa požiadaviek použite CNC frézku alebo dierovací lis na spracovanie vonkajšieho tvaru dosky plošných spojov, vyrezanie do požadovaného tvaru a veľkosti. Pri spracovaní vonkajšieho tvaru je potrebné zabezpečiť rozmerovú presnosť a kvalitu hrán, pričom sa treba vyhnúť problémom, ako sú otrepy a triesky.
(III) Záverečná kontrola
Nakoniec sa vykoná komplexná záverečná kontrola štvor{0}}vrstvovej dosky. Kontrola zahŕňa testovanie elektrického výkonu (ako je testovanie kontinuity, testovanie izolácie), kontrolu vzhľadu (ako je kvalita spájkovacej masky, čistota znakov, povrchové škrabance atď.) a kontrola rozmerovej presnosti. Iba výrobky, ktoré prejdú všetkými kontrolami, môžu byť považované za kvalifikované a môžu prejsť do ďalších fáz balenia a dodávky.