Placas de circuitos multicapa, como componentes centrales, llevan conexiones de circuitos complejas entre componentes electrónicos y su proceso de fabricación integra varias tecnologías avanzadas y procesos de precisión. A continuación se detallará el proceso de fabricación de placas de circuitos multi-capas.
Preparación de materia prima
Para fabricar placas de circuitos multi-capas, el primer paso es seleccionar las materias primas adecuadas. El laminado revestido de cobre es un material básico, comúnmente conocido como sustrato FR-4, que tiene buenas propiedades mecánicas y de aislamiento y es adecuado para la mayoría de los productos electrónicos convencionales; Para escenarios de aplicaciones de alta-frecuencia y alta-velocidad, como equipos de comunicación 5G, se requieren sustratos de politetrafluoroetileno de baja constante dieléctrica para reducir las pérdidas de transmisión de señal. Además del sustrato, la lámina semicurada es indispensable en el proceso de laminación. Se compone principalmente de resina y materiales de refuerzo, que pueden curarse bajo calor y presión para lograr una fuerte unión entre capas. Al mismo tiempo, se utiliza una lámina de cobre de alta calidad para formar líneas de circuito. Se seleccionan diferentes espesores de lámina de cobre según los requisitos de transporte actuales, con espesores comunes como 18 μ y 35 μ.
Producción de circuitos de capa interior.
transferencia de patrón
Después de cortar el tablero revestido de cobre-al tamaño adecuado, realice un tratamiento de limpieza de la superficie para eliminar manchas de aceite, impurezas, etc., para asegurar la adhesión de procesos posteriores. A continuación, aplique uniformemente una película seca fotosensible sobre la superficie del sustrato y expóngala usando una máquina de exposición. Durante el proceso de exposición, el patrón del circuito de la capa interna se proyecta sobre la película seca mediante luz ultravioleta a través de una fotomáscara, y la película seca de la parte receptora de luz sufre una reacción de fotopolimerización, lo que resulta en un cambio en sus propiedades. Luego, la película seca no expuesta se disuelve usando una solución reveladora para transferir con precisión el patrón del circuito de la capa interna al laminado revestido de cobre-.
aguafuerte
Una vez completado el desarrollo, entra en el proceso de grabado. La máquina de grabado contiene una solución de grabado específica que puede reaccionar químicamente con la lámina de cobre que no está protegida por una película seca, corroyéndola y eliminándola, dejando atrás la parte cubierta por la película seca para formar un circuito de capa interior preciso. Una vez completado el grabado, utilice una solución decapante de película especializada para eliminar la película seca residual del circuito y se completará el circuito de la capa interna transparente. Una vez finalizado, utilice equipos de inspección óptica automática para realizar una inspección exhaustiva del circuito, utilizando cámaras de alta-definición y sistemas de procesamiento de imágenes para identificar si hay cortocircuitos, circuitos abiertos, desviaciones del ancho de línea y otros problemas en el circuito, y repárelos de manera oportuna.
óxido marrón
Para mejorar la fuerza de unión entre la lámina de cobre de la capa interna y la lámina semicurada, se requiere un tratamiento de dorado. Al utilizar una solución química específica, se forma una capa de óxido uniforme con una estructura de micropanal en la superficie de la lámina de cobre, lo que aumenta el área de superficie de la lámina de cobre, mejora su adhesión a la resina y mejora su capacidad de humectación de la resina que fluye. Esto garantiza que la resina pueda llenarse completamente y unirse firmemente durante la laminación posterior, evitando problemas como la delaminación causada por una unión débil.
laminación
La estratificación es un proceso clave en la fabricación de placas de circuitos multi-capas, cuyo objetivo es apilar varias placas de circuitos de capas internas con láminas semicuradas y láminas de cobre externas según los requisitos de diseño para formar un todo. En primer lugar, según la cantidad de capas y la estructura de diseño de la placa de circuito, planifique cuidadosamente la secuencia de apilamiento de la placa interior, la lámina semicurada y la lámina de cobre exterior. Al apilar, es necesario asegurarse de que las posiciones de cada capa estén alineadas con precisión; de lo contrario, afectará la conectividad del circuito y la transmisión de la señal. A continuación, la lámina de metal apilada se coloca en una máquina laminadora de alta-temperatura y alta-presión, y se somete a una temperatura alta de alrededor de 150 grados y un entorno de alta-presión de alrededor de 400 psi durante un período de tiempo para derretir y hacer fluir la resina en la lámina semicurada, llenar los pequeños espacios entre cada capa y solidificarse después del enfriamiento, logrando una unión firme entre cada capa. La tecnología avanzada de unión al vacío puede extraer aire durante el proceso de unión, evitar la generación de burbujas, garantizar que la uniformidad del espesor medio se controle dentro de ± 3% y mejorar la calidad general de la placa de circuito.
perforación
Las conexiones eléctricas entre las capas de la placa de circuito multicapa laminada-aún no se han logrado y los canales de conexión deben abrirse mediante el proceso de perforación. Según los documentos de diseño, se utilizan equipos de perforación de alta-precisión, como máquinas perforadoras mecánicas o taladros láser de CO ₂, para perforar orificios de diferentes diámetros en lugares designados, incluidos orificios pasantes para conectar varias capas de circuitos, orificios ciegos para conectar solo capas parciales y orificios enterrados. La tecnología de fabricación moderna puede lograr un mecanizado preciso de aperturas tan bajas como 50 μm, satisfaciendo las necesidades de producción de placas de circuitos de alta-densidad. Una vez completada la perforación, quedarán restos de perforación y residuos de adhesivo en la pared del orificio, que deben limpiarse y tratarse para eliminar los residuos de adhesivo. Elimine completamente las impurezas sumergiéndolas en soluciones químicas o enjuagándolas con pistolas de agua a alta-presión para garantizar la limpieza de la pared del orificio y prepararla para la metalización posterior del orificio.
Metalización de agujeros y galvanoplastia.
Deposición química de cobre
Para hacer que la pared del orificio aislado sea conductora, primero se lleva a cabo una deposición química de cobre. Sumerja la placa de circuito en una solución química que contenga iones de cobre y use el agente reductor en la solución para catalizar la reducción de una capa muy delgada de cobre en la superficie de la pared del orificio, generalmente con un espesor de 0,3-0,5 μ. Esta capa de cobre sirve como "capa semilla" para la galvanoplastia posterior, proporcionando un camino inicial para la conducción de corriente.
Revestimiento de paneles
Sobre la base de la fina capa de cobre formada por deposición química de cobre, se lleva a cabo la galvanoplastia de placa completa. Coloque la placa de circuito en un baño de revestimiento y, mediante electrólisis, los iones de cobre en el baño se depositan continuamente en las paredes del orificio y en la lámina de cobre en la superficie de la placa, aumentando el espesor de la capa de cobre. Generalmente, el espesor del cobre en las paredes del orificio se espesa a 25 μ o más para cumplir con los requisitos de conductividad del circuito y transporte de corriente.
Imagen de patrón
transferencia de patrón
De manera similar a la transferencia de patrones de circuitos de la capa interna, se aplica una película seca a la superficie de la capa externa de laminado revestido de cobre- y los patrones de circuitos de la capa externa se transfieren a la película seca utilizando tecnología de imágenes directas por láser o el método tradicional de exposición con fotomáscara. Luego, los patrones del circuito se desarrollan para hacerse visibles.
Galvanoplastia gráfica
Realice una galvanoplastia de patrón en la superficie de cobre expuesta del patrón de circuito desarrollado. Galvanizar una capa de cobre que cumpla con los requisitos de espesor de diseño, espesar aún más el espesor de cobre de la sección del circuito para mejorar la conductividad y recubrir una capa de estaño para protección en procesos de grabado posteriores.
Decapado y grabado de película
Utilice una solución de hidróxido de sodio para eliminar la capa de película seca galvanizada, exponiendo la capa de cobre sin línea desprotegida. Reutilice la solución de grabado para corroer y eliminar la capa de cobre en estas áreas sin circuito, formando líneas precisas del circuito exterior. Finalmente, utilice una solución decapante de estaño especializada para eliminar la capa de estaño que ha completado su misión protectora.
tratamiento superficial
Para proteger la lámina de cobre en la superficie de la placa de circuito, mejorar la soldabilidad y la resistencia a la oxidación, se requiere un tratamiento de la superficie. Los métodos de manipulación comunes incluyen:
inmersión en oro
En los puntos finales de soldadura e inserción, se cubre una capa de níquel y oro mediante el método de deposición química. La capa de níquel tiene alta dureza y buena resistencia al desgaste, y la capa de oro tiene una fuerte estabilidad química, lo que puede prevenir eficazmente la oxidación del punto final y garantizar un buen rendimiento de la conexión eléctrica. Se utiliza comúnmente en campos y productos electrónicos de alta-gama con requisitos de confiabilidad extremadamente altos.
Nivelación de soldadura por aire caliente (HASL)
Utilizando tecnología de nivelación de aire caliente, se aplica una capa de aleación de estaño y plomo para cubrir el punto final de la soldadura para protegerlo y proporcionar un excelente rendimiento de soldadura. El costo es relativamente bajo y se usa ampliamente.
Máscara de soldadura orgánica
Se forma una capa de película protectora orgánica sobre la superficie de la lámina de cobre para evitar la oxidación del cobre. Al mismo tiempo, la película protectora puede descomponerse rápidamente durante la soldadura sin afectar el efecto de la soldadura. El proceso es simple y el costo es bajo, lo que es adecuado para algunos productos que son sensibles al costo y tienen requisitos de confiabilidad moderados.
Máscara de soldadura e impresión de caracteres.
máscara de soldadura
Después de completar la producción de la placa de circuito, las áreas sin soldadura y de contacto deben protegerse con resistencia a la soldadura para evitar cortocircuitos y oxidación del circuito durante la soldadura. Primero, limpie y raspe la superficie del tablero para mejorar la adhesión. Luego, aplique uniformemente pintura verde líquida fotosensible mediante serigrafía, pulverización y otros métodos, y seque previamente la pintura verde para que se seque preliminarmente. A continuación, se lleva a cabo una exposición ultravioleta para permitir que la pintura verde en el área transparente de la película experimente una reacción de polimerización y se solidifique. Luego, se utiliza una solución de carbonato de sodio para revelar la parte no expuesta de la pintura verde. Finalmente, se realiza un horneado a alta-temperatura para endurecer completamente la pintura verde.
Impresión de personajes
Para facilitar la instalación, depuración y mantenimiento de las placas de circuito, caracteres como texto, marcas comerciales y números de piezas se imprimen en la superficie de la placa mediante serigrafía. La tinta de los caracteres se endurece después del secado con calor o la irradiación ultravioleta, lo que la hace clara, firme y fácil de identificar.
Formando y cortando
De acuerdo con las dimensiones externas requeridas por el cliente, utilice máquinas de moldeo CNC o punzonadoras de moldes para cortar y dar forma a la placa de circuito. Al cortar, utilice el orificio de posicionamiento para insertar el enchufe y fijar la placa de circuito en la cama o molde para garantizar la precisión del corte. Para placas de circuito con dedos dorados, después del moldeo, el área del dedo dorado debe rectificarse y colocarse en ángulo para facilitar la inserción posterior. Si se trata de una placa de circuito formada por varios chips, es necesario abrir previamente una línea de rotura en forma de X- para facilitar al cliente el desmontaje y la división después de la inserción.
Pruebas de rendimiento eléctrico e inspección de apariencia.
Pruebas de rendimiento eléctrico
Realizar pruebas integrales de rendimiento eléctrico en la placa de circuito mediante pruebas con aguja voladora o máquinas de prueba completamente automáticas, incluidas pruebas de conductividad, para verificar si hay circuitos abiertos o cortocircuitos en el circuito; Las pruebas de impedancia garantizan que la impedancia de la línea cumpla con los requisitos de diseño y garantice la calidad de la transmisión de la señal; Y otras pruebas específicas de indicadores de rendimiento eléctrico, como pruebas de resistencia de aislamiento.
Inspección visual
Manualmente o con la ayuda de equipos de prueba automatizados, inspeccione cuidadosamente la apariencia de la placa de circuito para ver si hay rayones o espacios en el circuito, si hay burbujas o faltan impresiones en la capa de máscara de soldadura, si los caracteres son claros y completos, y si el grosor y la apertura de la placa cumplen con los estándares. Repare rápidamente los defectos menores detectados durante la inspección y elimine los productos no conformes-que no puedan repararse.
embalaje y envío
Las placas de circuitos multicapa que han pasado pruebas estrictas están selladas al vacío y empaquetadas para evitar la humedad, la oxidación y los daños físicos durante el transporte. Una vez completado el embalaje, adjunte la etiqueta del producto y las instrucciones pertinentes, detallando el modelo del producto, las especificaciones, la fecha de producción y otra información, y luego envíelo y entregue al cliente.