Las placas de cuatro-capas, con sus ventajas de alta densidad de cableado y transmisión de señal estable, se han convertido en componentes centrales de numerosos sistemas electrónicos complejos. Su proceso de producción integra mecanizado de precisión y control estricto, y cada paso tiene un impacto crucial en el rendimiento del producto.
1. Proceso de preparación preliminar
Los preparativos preliminares para la producción de tableros de cuatro-capas son la base para garantizar el buen progreso de los procesos posteriores. El primer paso es la selección del sustrato, donde se deben elegir los laminados revestidos de cobre-(CCL) apropiados en función de los escenarios de aplicación y los requisitos de rendimiento del producto. El rendimiento del aislamiento, la resistencia mecánica, la resistencia al calor y otros parámetros del sustrato deben someterse a pruebas rigurosas para garantizar que cumpla con los requisitos de uso de los tableros de cuatro-capas.
II. Proceso de producción de la capa interior.
La producción de la capa interna es uno de los pasos clave en la fabricación de una placa de cuatro-capas, y su calidad afecta directamente el rendimiento de toda la placa de circuito.
(1) Pre-tratamiento del sustrato interior
El pretratamiento del laminado interior revestido de cobre-(CCL) tiene como objetivo eliminar la capa de óxido, las manchas de aceite y las impurezas de la superficie del sustrato, mejorando así la adhesión de la tinta en procesos posteriores. El pretratamiento normalmente incluye pasos como el desengrasado y el micro-grabado. El desengrase se puede lograr mediante una limpieza química para eliminar el aceite y la grasa de la superficie del sustrato. El micro-grabado, por otro lado, implica un grabado suave para crear una superficie rugosa uniforme en el sustrato, fortaleciendo así la unión con la tinta.
(II) Producción de circuitos de capa interior.
Primero, aplique la tinta fotosensible, extendiendo la tinta líquida uniformemente sobre la superficie del sustrato interno y luego cúrela hasta formar una película mediante secado. A continuación, proceda a la exposición. Importe el archivo de patrón de circuito digital preparado a la máquina de exposición LDI, que utiliza luz láser para escanear y exponer directamente el sustrato recubierto con tinta fotosensible. Esto hace que la tinta en las áreas expuestas al láser experimente una reacción de curado, mientras que las áreas no expuestas permanecen solubles.
Después de la exposición, el revelado se lleva a cabo colocando el sustrato en una solución reveladora. La tinta sin curar se disuelve y se elimina, dejando un patrón de tinta curada en la superficie del sustrato que coincide con el patrón digital. A continuación, se realiza el grabado colocando el sustrato en una solución de grabado. La lámina de cobre que no está cubierta por tinta se elimina y la lámina de cobre restante forma el circuito de la capa interna. Luego, la tinta curada en la superficie del circuito se elimina mediante un proceso de extracción de película, revelando la capa interna transparente del circuito.
(III) Inspección de la capa interior
Una vez finalizada la fabricación del circuito de la capa interna, se requiere una inspección rigurosa. El contenido de la inspección incluye la conductividad del circuito, las condiciones de cortocircuito y si el ancho y el espaciado de la línea cumplen con los requisitos. Por lo general, se utiliza un equipo de inspección óptica automática para realizar un escaneo completo del circuito a través de principios de imágenes ópticas, detectando rápidamente defectos en el circuito y garantizando la calidad del circuito de la capa interna.
III. Proceso de laminación
El proceso de laminación implica combinar el sustrato interior, el preimpregnado y la lámina de cobre exterior para formar la estructura general de un tablero de cuatro-capas.
(1) Preparación para la laminación
Según los requisitos, el sustrato interior, el preimpregnado y la lámina de cobre exterior se apilan en un orden determinado. El preimpregnado está hecho de tela de fibra de vidrio impregnada con resina epoxi, que cura bajo calentamiento y presión, sirviendo como agente adhesivo entre las capas. Al apilar, es necesario garantizar la precisión de la alineación de cada capa, y generalmente se utilizan pines de posicionamiento para el posicionamiento para evitar que la desalineación entre capas afecte las conexiones del circuito.
(II) Operación de laminación
Coloque las losas plegadas en la laminadora y proceda con la laminación bajo las condiciones de temperatura, presión y tiempo especificadas. Durante el proceso de laminación, la resina del preimpregnado se derretirá y fluirá, llenando los espacios entre las capas y uniéndose firmemente con el sustrato interior y la lámina de cobre exterior. Simultáneamente, la resina curará formando una capa aislante rígida, separando los circuitos de cada capa y consiguiendo un aislamiento eléctrico. Los parámetros del proceso de laminación deben controlarse estrictamente para garantizar una fuerte unión entre capas, ausencia de burbujas, delaminación y otros defectos.
IV. Procedimiento de procesamiento de la capa exterior.
Después de la laminación, comienza la etapa de procesamiento de la capa exterior, que incluye principalmente procesos como perforación, metalización de orificios y fabricación del circuito de la capa exterior.
(1) Perforación
De acuerdo con los requisitos, se utiliza una máquina perforadora CNC para perforar varios orificios pasantes y orificios de montaje en el tablero laminado. Los orificios de paso se utilizan para lograr conexiones eléctricas entre capas de circuitos, mientras que los orificios de montaje se utilizan para asegurar componentes electrónicos. Durante la perforación, es necesario controlar la precisión posicional del orificio de perforación, el tamaño del diámetro del orificio y la calidad de la pared del orificio para evitar problemas como la desviación del orificio y las paredes rugosas del orificio. Una vez completada la perforación, es necesario limpiar los residuos dentro de los orificios para garantizar la calidad de la metalización posterior de los orificios.
(II) Metalización del agujero
La metalización de agujeros es un proceso crucial para lograr la conexión eléctrica de vías. En primer lugar, se realiza el desbarbado para eliminar los desechos y residuos de resina que quedan en la pared del orificio durante el proceso de perforación, asegurando que la pared del orificio esté limpia y ordenada. Luego, se lleva a cabo la deposición química de cobre colocando el sustrato en una solución de deposición de cobre para depositar una capa delgada de cobre en la superficie de la pared del orificio, haciendo conductora la pared del orificio originalmente aislante. Posteriormente, mediante el proceso de galvanoplastia de cobre, la capa de cobre se espesa aún más sobre la base de la capa de deposición de cobre, mejorando la conductividad y confiabilidad de la vía.
(III) Producción de circuitos de capa exterior.
El proceso de producción de los circuitos de la capa exterior es similar al de los circuitos de la capa interior, e incluye pasos como la aplicación de tinta fotosensible, la exposición, el revelado, el grabado y la eliminación de la película. El proceso de exposición también utiliza una máquina de exposición LDI para lograr una exposición precisa basada en el patrón del circuito digital. A través de estos pasos, se forma el patrón de circuito deseado en la superficie exterior de la placa de cuatro-capas. A diferencia de los circuitos de la capa interna, los circuitos de la capa externa deben conectarse a vías para lograr continuidad eléctrica con los circuitos de la capa interna.
(IV) Máscara de soldadura e impresión de caracteres.
Para proteger la capa exterior de los circuitos y prevenir la oxidación, la corrosión y los cortocircuitos, es necesaria una capa de máscara de soldadura. Normalmente, se utiliza tinta de máscara de soldadura fotosensible, que forma una capa de máscara de soldadura en la superficie del circuito que se va a proteger mediante procesos de exposición y desarrollo, exponiendo áreas como las almohadillas de soldadura que requieren soldadura. Los colores comunes para las máscaras de soldadura incluyen verde, azul, negro, etc.
Después de la aplicación de la máscara de soldadura, se lleva a cabo la impresión de caracteres. La información de caracteres, como el número de pieza del componente, el número de modelo y el número de serie de producción, está impresa en la superficie de la placa para facilitar la instalación e identificación de los componentes electrónicos. La impresión de caracteres generalmente se realiza mediante serigrafía con tinta de caracteres especializada para garantizar caracteres claros y duraderos.
V. Procedimientos post-procesamiento
(1) Tratamiento superficial
Para mejorar la soldabilidad y la resistencia a la oxidación de los pads de soldadura, es necesario un tratamiento superficial. Los procesos comunes de tratamiento de superficies incluyen pulverización de estaño, inmersión en oro, enchapado en níquel-oro y OSP (conservante orgánico de soldabilidad). Los diferentes procesos de tratamiento de superficies tienen características distintas y alcances aplicables, y pueden seleccionarse según los requisitos del producto.
(II) Procesamiento de formas
Según los requisitos, utilice una fresadora CNC o una punzonadora para procesar la forma exterior de la placa de circuito, cortándola en la forma y tamaño deseados. Durante el procesamiento de la forma exterior, es necesario garantizar la precisión dimensional y la calidad de los bordes, evitando problemas como rebabas y astillas.
(III) Inspección final
Finalmente, se realiza una inspección final exhaustiva en el tablero de cuatro-capas. La inspección incluye pruebas de rendimiento eléctrico (como pruebas de continuidad, pruebas de aislamiento), inspección de apariencia (como calidad de la máscara de soldadura, claridad de caracteres, rayones en la superficie, etc.) e inspección de precisión dimensional. Sólo los productos que pasen todas las inspecciones pueden considerarse calificados y pasar a las etapas posteriores de embalaje y entrega.