Οι πλακέτες τεσσάρων-επιπέδων, με τα πλεονεκτήματα της υψηλής πυκνότητας καλωδίωσης και της σταθερής μετάδοσης σήματος, έχουν γίνει βασικά στοιχεία σε πολλά πολύπλοκα ηλεκτρονικά συστήματα. Η διαδικασία παραγωγής τους ενσωματώνει μηχανική κατεργασία ακριβείας και αυστηρό έλεγχο, με κάθε βήμα να έχει καθοριστικό αντίκτυπο στην απόδοση του προϊόντος.
1. Προκαταρκτική διαδικασία προετοιμασίας
Οι προκαταρκτικές προετοιμασίες για την παραγωγή τεσσάρων- σανίδων στρώσεων αποτελούν τη βάση για τη διασφάλιση της ομαλής προόδου των επόμενων διαδικασιών. Το πρώτο βήμα είναι η επιλογή του υποστρώματος, όπου χρειάζεται να επιλεχθούν-επενδυμένα ελάσματα χαλκού (CCL) με βάση τα σενάρια εφαρμογής του προϊόντος και τις απαιτήσεις απόδοσης. Η απόδοση μόνωσης, η μηχανική αντοχή, η αντίσταση στη θερμότητα και άλλες παράμετροι του υποστρώματος πρέπει να υποβληθούν σε αυστηρούς ελέγχους για να διασφαλιστεί ότι πληροί τις απαιτήσεις χρήσης τεσσάρων{4}}πλανών.
II. Διαδικασία παραγωγής εσωτερικού στρώματος
Η παραγωγή του εσωτερικού στρώματος είναι ένα από τα βασικά βήματα για την κατασκευή μιας πλακέτας τεσσάρων-επιπέδων και η ποιότητά της επηρεάζει άμεσα την απόδοση ολόκληρης της πλακέτας κυκλώματος.
(1) Προ-επεξεργασία εσωτερικού υποστρώματος
Η προεπεξεργασία του εσωτερικού-επενδυμένου με χαλκό laminate (CCL) στοχεύει στην αφαίρεση του στρώματος οξειδίου, των λεκέδων λαδιού και των ακαθαρσιών στην επιφάνεια του υποστρώματος, ενισχύοντας έτσι την πρόσφυση του μελανιού σε επόμενες διεργασίες. Η προεπεξεργασία συνήθως περιλαμβάνει βήματα όπως απολίπανση και μικρο-χαρακτική. Η απολίπανση μπορεί να επιτευχθεί μέσω χημικού καθαρισμού για την αφαίρεση του λαδιού και του λίπους στην επιφάνεια του υποστρώματος. Η μικρο-χαρακτική, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει ήπια χάραξη για τη δημιουργία μιας ομοιόμορφης τραχιάς επιφάνειας στο υπόστρωμα, ενισχύοντας έτσι τον δεσμό με το μελάνι.
(II) Παραγωγή κυκλωμάτων εσωτερικής στρώσης
Αρχικά, εφαρμόστε το φωτοευαίσθητο μελάνι, απλώνοντας το υγρό μελάνι ομοιόμορφα στην επιφάνεια του εσωτερικού υποστρώματος και, στη συνέχεια, πολυμερίστε το σε μεμβράνη στεγνώνοντας. Στη συνέχεια, προχωρήστε στην έκθεση. Εισαγάγετε το έτοιμο αρχείο μοτίβου ψηφιακού κυκλώματος στο μηχάνημα έκθεσης LDI, το οποίο χρησιμοποιεί φως λέιζερ για να σαρώσει και να εκθέσει απευθείας το υπόστρωμα που είναι επικαλυμμένο με φωτοευαίσθητο μελάνι. Αυτό προκαλεί το μελάνι στις περιοχές που εκτίθενται στο λέιζερ να υποστεί μια αντίδραση ωρίμανσης, ενώ οι μη εκτεθειμένες περιοχές παραμένουν διαλυτές.
Μετά την έκθεση, η ανάπτυξη πραγματοποιείται τοποθετώντας το υπόστρωμα σε διάλυμα ανάπτυξης. Το μη σκληρυμένο μελάνι διαλύεται και αφαιρείται, αφήνοντας ένα μοτίβο σκληρυμένης μελάνης στην επιφάνεια του υποστρώματος που ταιριάζει με το ψηφιακό σχέδιο. Στη συνέχεια, η χάραξη πραγματοποιείται τοποθετώντας το υπόστρωμα σε διάλυμα χάραξης. Το φύλλο χαλκού που δεν καλύπτεται από μελάνι χαράσσεται και το εναπομείναν φύλλο χαλκού σχηματίζει το κύκλωμα του εσωτερικού στρώματος. Στη συνέχεια, το σκληρυμένο μελάνι στην επιφάνεια του κυκλώματος αφαιρείται μέσω μιας διαδικασίας απογύμνωσης μεμβράνης, αποκαλύπτοντας το διαυγές κύκλωμα του εσωτερικού στρώματος.
(III) Επιθεώρηση εσωτερικού στρώματος
Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής του κυκλώματος εσωτερικού στρώματος, απαιτείται αυστηρός έλεγχος. Το περιεχόμενο επιθεώρησης περιλαμβάνει την αγωγιμότητα του κυκλώματος, τις συνθήκες βραχυκυκλώματος και εάν το πλάτος της γραμμής και η απόσταση πληρούν τις απαιτήσεις. Συνήθως, ο αυτόματος εξοπλισμός οπτικής επιθεώρησης χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή μιας ολοκληρωμένης σάρωσης του κυκλώματος μέσω αρχών οπτικής απεικόνισης, εντοπίζοντας έγκαιρα ελαττώματα στο κύκλωμα και διασφαλίζοντας την ποιότητα του κυκλώματος εσωτερικού στρώματος.
III. Διαδικασία πλαστικοποίησης
Η διαδικασία πλαστικοποίησης περιλαμβάνει το συνδυασμό του εσωτερικού υποστρώματος, του προεμποτίσματος και του εξωτερικού φύλλου χαλκού για να σχηματιστεί η συνολική δομή μιας σανίδας τεσσάρων- στρώσεων.
(1) Προετοιμασία για πλαστικοποίηση
Σύμφωνα με τις απαιτήσεις, το εσωτερικό υπόστρωμα, το προεμποτισμό και το εξωτερικό φύλλο χαλκού στοιβάζονται με συγκεκριμένη σειρά. Το prepreg είναι κατασκευασμένο από ύφασμα από ίνες γυαλιού εμποτισμένο με εποξειδική ρητίνη, το οποίο σκληραίνει υπό θέρμανση και πίεση, χρησιμεύοντας ως συνδετικό μέσο μεταξύ των στρωμάτων. Κατά τη στοίβαξη, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η ακρίβεια ευθυγράμμισης κάθε στρώσης και οι ακίδες τοποθέτησης χρησιμοποιούνται συνήθως για την τοποθέτηση, ώστε να αποφευχθεί η κακή ευθυγράμμιση των στρωμάτων που επηρεάζει τις συνδέσεις κυκλώματος.
(II) Λειτουργία πλαστικοποίησης
Τοποθετήστε τις διπλωμένες πλάκες στον πλαστικοποιητή και προχωρήστε στην πλαστικοποίηση υπό τις καθορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας, πίεσης και χρόνου. Κατά τη διαδικασία ελασματοποίησης, η ρητίνη στο προεμποτισμένο θα λιώσει και θα ρέει, γεμίζοντας τα κενά μεταξύ των στρωμάτων και κολλώντας σφιχτά με το εσωτερικό υπόστρωμα και το εξωτερικό φύλλο χαλκού. Ταυτόχρονα, η ρητίνη θα ωριμάσει για να σχηματίσει ένα άκαμπτο μονωτικό στρώμα, διαχωρίζοντας τα κυκλώματα κάθε στρώματος και επιτυγχάνοντας ηλεκτρική μόνωση. Οι παράμετροι της διαδικασίας για την πλαστικοποίηση πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να διασφαλίζεται η ισχυρή σύνδεση μεταξύ των στρωμάτων, η απουσία φυσαλίδων, η αποκόλληση και άλλα ελαττώματα.
IV. Διαδικασία επεξεργασίας εξωτερικού στρώματος
Μετά την πλαστικοποίηση, ξεκινά το στάδιο επεξεργασίας του εξωτερικού στρώματος, το οποίο περιλαμβάνει κυρίως διαδικασίες όπως διάτρηση, επιμετάλλωση οπών και κατασκευή κυκλώματος εξωτερικού στρώματος.
(1) Διάτρηση
Σύμφωνα με τις απαιτήσεις, μια μηχανή διάτρησης CNC χρησιμοποιείται για τη διάνοιξη διάφορων οπών και οπών στερέωσης στην πλαστικοποιημένη σανίδα. Οι οπές μέσω χρησιμοποιούνται για την επίτευξη ηλεκτρικών συνδέσεων μεταξύ των στρωμάτων του κυκλώματος, ενώ οι οπές στερέωσης χρησιμοποιούνται για τη στερέωση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Κατά τη διάτρηση, είναι απαραίτητο να ελέγχετε την ακρίβεια θέσης της οπής διάτρησης, το μέγεθος της διαμέτρου της οπής και την ποιότητα του τοιχώματος της οπής για να αποφύγετε ζητήματα όπως η απόκλιση οπών και τα τραχιά τοιχώματα οπών. Μετά την ολοκλήρωση της διάτρησης, τα υπολείμματα στο εσωτερικό των οπών πρέπει να καθαριστούν για να διασφαλιστεί η ποιότητα της επακόλουθης επιμετάλλωσης οπών.
(II) Επιμετάλλωση οπών
Η επιμετάλλωση οπών είναι μια κρίσιμη διαδικασία για την επίτευξη ηλεκτρικής σύνδεσης των vias. Πρώτον, πραγματοποιείται αφαίρεση γρεζιών για την απομάκρυνση των υπολειμμάτων και των υπολειμμάτων ρητίνης στο τοίχωμα της οπής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάτρησης, διασφαλίζοντας ότι το τοίχωμα της οπής είναι καθαρό και τακτοποιημένο. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται χημική εναπόθεση χαλκού τοποθετώντας το υπόστρωμα σε διάλυμα απόθεσης χαλκού για να εναποτεθεί ένα λεπτό στρώμα χαλκού στην επιφάνεια του τοιχώματος της οπής, καθιστώντας το αρχικά μονωτικό τοίχωμα της οπής αγώγιμο. Στη συνέχεια, μέσω της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής χαλκού, το στρώμα χαλκού παχύνεται περαιτέρω με βάση το στρώμα εναπόθεσης χαλκού, βελτιώνοντας την αγωγιμότητα και την αξιοπιστία του via.
(III) Παραγωγή κυκλωμάτων εξωτερικού στρώματος
Η διαδικασία παραγωγής για κυκλώματα εξωτερικού στρώματος είναι παρόμοια με εκείνη για κυκλώματα εσωτερικού στρώματος, συμπεριλαμβανομένων βημάτων όπως η εφαρμογή φωτοευαίσθητης μελάνης, η έκθεση, η ανάπτυξη, η χάραξη και η αφαίρεση φιλμ. Η διαδικασία έκθεσης χρησιμοποιεί επίσης μια μηχανή έκθεσης LDI για την επίτευξη ακριβούς έκθεσης με βάση το μοτίβο ψηφιακού κυκλώματος. Μέσω αυτών των βημάτων, το επιθυμητό μοτίβο κυκλώματος σχηματίζεται στην εξωτερική επιφάνεια της πλακέτας τεσσάρων- επιπέδων. Σε αντίθεση με τα κυκλώματα εσωτερικής στρώσης, τα κυκλώματα εξωτερικού στρώματος πρέπει να συνδέονται σε διόδους για να επιτευχθεί ηλεκτρική συνέχεια με τα κυκλώματα εσωτερικού στρώματος.
(IV) Εκτύπωση μάσκας συγκόλλησης και χαρακτήρων
Για να προστατεύσετε το εξωτερικό στρώμα του κυκλώματος και να αποτρέψετε την οξείδωση, τη διάβρωση και τα βραχυκυκλώματα, είναι απαραίτητη μια επίστρωση μάσκας συγκόλλησης. Συνήθως, χρησιμοποιείται φωτοευαίσθητο μελάνι μάσκας συγκόλλησης, το οποίο σχηματίζει ένα στρώμα μάσκας συγκόλλησης στην επιφάνεια του κυκλώματος για προστασία μέσω διαδικασιών έκθεσης και ανάπτυξης, εκθέτοντας περιοχές όπως τα μαξιλαράκια συγκόλλησης που απαιτούν συγκόλληση. Τα κοινά χρώματα για τις μάσκες συγκόλλησης περιλαμβάνουν το πράσινο, το μπλε, το μαύρο και ούτω καθεξής.
Μετά την εφαρμογή μάσκας συγκόλλησης, πραγματοποιείται εκτύπωση χαρακτήρων. Πληροφορίες χαρακτήρων όπως ο αριθμός εξαρτήματος, ο αριθμός μοντέλου και ο σειριακός αριθμός παραγωγής εκτυπώνονται στην επιφάνεια της πλακέτας για να διευκολυνθεί η εγκατάσταση και η αναγνώριση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Η εκτύπωση χαρακτήρων πραγματοποιείται συνήθως με τη χρήση μεταξοτυπίας με εξειδικευμένο μελάνι χαρακτήρων για την εξασφάλιση καθαρών και ανθεκτικών χαρακτήρων.
V. Δημοσίευση-διαδικασιών επεξεργασίας
(1) Επιφανειακή επεξεργασία
Για να ενισχυθεί η ικανότητα συγκόλλησης και η αντίσταση στην οξείδωση των μαξιλαριών συγκόλλησης, είναι απαραίτητη η επιφανειακή επεξεργασία. Οι συνήθεις διαδικασίες επεξεργασίας επιφανειών περιλαμβάνουν ψεκασμό κασσίτερου, χρυσό εμβάπτισης,-επιχρυσωμένη επίστρωση με νικέλιο και OSP (Οργανικό Συντηρητικό Συγκόλλησης). Οι διαφορετικές διεργασίες επιφανειακής επεξεργασίας έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και εφαρμοστέα πεδία και μπορούν να επιλεγούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προϊόντος.
(II) Επεξεργασία σχήματος
Σύμφωνα με τις απαιτήσεις, χρησιμοποιήστε μια φρέζα CNC ή μια πρέσα διάτρησης για να επεξεργαστείτε το εξωτερικό σχήμα της πλακέτας κυκλώματος, κόβοντάς την στο επιθυμητό σχήμα και μέγεθος. Κατά την επεξεργασία του εξωτερικού σχήματος, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η ακρίβεια των διαστάσεων και η ποιότητα των άκρων, αποφεύγοντας προβλήματα όπως γρέζια και θρυμματισμό.
(III) Τελική επιθεώρηση
Τέλος, διενεργείται μια ολοκληρωμένη τελική επιθεώρηση στον πίνακα τεσσάρων- επιπέδων. Η επιθεώρηση περιλαμβάνει δοκιμές ηλεκτρικής απόδοσης (όπως δοκιμή συνέχειας, δοκιμή μόνωσης), επιθεώρηση εμφάνισης (όπως ποιότητα μάσκας συγκόλλησης, καθαρότητα χαρακτήρων, επιφανειακές γρατσουνιές κ.λπ.) και επιθεώρηση ακρίβειας διαστάσεων. Μόνο προϊόντα που περνούν όλες τις επιθεωρήσεις μπορούν να θεωρηθούν πιστοποιημένα και να προχωρήσουν σε επόμενα στάδια συσκευασίας και παράδοσης.