بردهای مدار چند لایهبه عنوان اجزای اصلی، اتصالات مدار پیچیده ای را بین قطعات الکترونیکی حمل می کنند و فرآیند تولید آنها فناوری های مختلف پیشرفته و فرآیندهای دقیق را ادغام می کند. در ادامه روند تولید بردهای مدار چند لایه توضیح داده خواهد شد.
تهیه مواد اولیه
برای تولید بردهای مدار چند لایه، اولین قدم انتخاب مواد اولیه مناسب است. لمینت روکش مس یک ماده اولیه است که معمولاً به عنوان بستر FR-4 شناخته میشود که دارای خواص عایق و مکانیکی خوبی است و برای اکثر محصولات الکترونیکی معمولی مناسب است. برای سناریوهای کاربردی با فرکانس بالا و-سرعت بالا، مانند تجهیزات ارتباطی 5G، بسترهای پلی تترا فلوئورواتیلن ثابت دی الکتریک پایین برای کاهش تلفات انتقال سیگنال مورد نیاز است. علاوه بر بستر، ورق نیمه پخت در فرآیند لمینیت ضروری است. این ماده عمدتاً از رزین و مواد تقویت کننده تشکیل شده است که می توان آنها را تحت گرما و فشار برای رسیدن به پیوند قوی بین لایه ها پخت کرد. در عین حال، از فویل مس با کیفیت بالا برای تشکیل خطوط مدار استفاده می شود. ضخامت های مختلف فویل مس با توجه به الزامات حمل فعلی انتخاب می شود که ضخامت های رایج مانند 18 μ و 35 μ.
تولید مدار لایه داخلی
انتقال الگو
پس از برش تخته مسی- به اندازه مناسب، برای اطمینان از چسبندگی فرآیندهای بعدی، عملیات تمیز کردن سطح را برای حذف لکههای روغن، ناخالصیها و غیره انجام دهید. سپس، یک فیلم خشک حساس به نور را به طور یکنواخت روی سطح بستر بمالید و با استفاده از دستگاه نوردهی آن را در معرض دید قرار دهید. در طی فرآیند نوردهی، الگوی مدار لایه داخلی توسط نور ماوراء بنفش از طریق یک ماسک نوری بر روی فیلم خشک پخش می شود و فیلم خشک قسمت دریافت کننده نور تحت واکنش فتوپلیمریزاسیون قرار می گیرد و در نتیجه خواص آن تغییر می کند. سپس، فیلم خشک نشده با استفاده از یک محلول در حال توسعه حل می شود تا الگوی مدار لایه داخلی را به طور دقیق بر روی روکش مسی- منتقل کند.
حکاکی کردن
پس از تکمیل توسعه، وارد فرآیند اچینگ می شود. دستگاه اچینگ حاوی یک محلول اچینگ خاص است که می تواند با فویل مسی که توسط یک لایه خشک محافظت نمی شود، واکنش شیمیایی داده و آن را خورده و از بین ببرد و قسمتی را که توسط فیلم خشک پوشانده شده است باقی بگذارد تا یک مدار لایه داخلی دقیق تشکیل دهد. پس از اتمام اچ، از یک محلول جداکننده فیلم تخصصی استفاده کنید تا لایه خشک باقیمانده روی مدار را بردارید و مدار لایه داخلی شفاف تکمیل شود. پس از تکمیل، از تجهیزات بازرسی نوری خودکار برای انجام یک بازرسی جامع از مدار استفاده کنید، با استفاده از دوربینهای{3} با کیفیت بالا و سیستمهای پردازش تصویر برای شناسایی وجود مدارهای کوتاه، مدارهای باز، انحرافات عرض خط و سایر مسائل در مدار، و تعمیر آنها به موقع.
اکسید قهوه ای
برای افزایش استحکام اتصال بین فویل مسی لایه داخلی و ورق نیمه پخته شده، عملیات قهوه ای شدن مورد نیاز است. با استفاده از یک محلول شیمیایی خاص، یک لایه اکسیدی یکنواخت با ساختار میکرو لانه زنبوری بر روی سطح فویل مسی تشکیل میشود که باعث افزایش سطح فویل مسی، بهبود چسبندگی آن به رزین و افزایش قابلیت مرطوب کنندگی آن به رزین جاری میشود. این تضمین می کند که رزین می تواند به طور کامل پر شود و در طول لمینیت بعدی محکم شود و از مشکلاتی مانند لایه برداری ناشی از اتصال ضعیف جلوگیری کند.
لمینیت
لایهبندی فرآیندی کلیدی در تولید{0} بردهای مدار چندلایه است که هدف آن چیدن صفحات مدار لایه داخلی چندگانه با ورقهای نیمه پخته شده و ورقهای مسی بیرونی مطابق با الزامات طراحی برای تشکیل یک کل است. ابتدا، بر اساس تعداد لایه ها و ساختار طراحی برد مدار، ترتیب انباشته شدن برد داخلی، ورق نیمه پخته و فویل مسی بیرونی را با دقت برنامه ریزی کنید. هنگام انباشته شدن، لازم است اطمینان حاصل شود که موقعیت های هر لایه به طور دقیق تراز شده است، در غیر این صورت بر اتصال مدار و انتقال سیگنال تأثیر می گذارد. سپس، ورق فلزی انباشته شده در یک دستگاه لمینیت-در دمای بالا و{{5} فشار بالا قرار داده میشود و برای مدتی در معرض دمای بالا حدود 150 درجه و محیطی با فشار بالا در حدود 400psi برای مدتی قرار میگیرد تا ذوب شود و رزین در ورقه نیمه پخته جریان یابد، پس از هر لایه سرد و سفت شود، پس از یک لایه سرد، یک کاچی سفت شود. بین هر لایه فناوری پیوند خلاء پیشرفته می تواند هوا را در طول فرآیند اتصال استخراج کند، از تولید حباب جلوگیری کند، اطمینان حاصل کند که یکنواختی ضخامت متوسط در ± 3٪ کنترل می شود و کیفیت کلی برد مدار را بهبود می بخشد.
حفاری
اتصالات الکتریکی بین لایههای صفحه مدار چندلایه-لمینیت هنوز به دست نیامده است و کانالهای اتصال باید از طریق فرآیند حفاری باز شوند. طبق اسناد طراحی، تجهیزات حفاری با دقت بالا مانند ماشینهای حفاری مکانیکی یا متههای لیزر CO2 برای حفاری سوراخهایی با قطرهای مختلف در مکانهای تعیینشده، از جمله از طریق سوراخهایی برای اتصال لایههای مختلف مدارها، سوراخهای کور برای اتصال لایههای جزئی، و سوراخهای مدفون استفاده میشوند. فناوری ساخت مدرن میتواند به ماشینکاری دقیق دیافراگمهای کمتر از 50 میکرومتر دست یابد که نیازهای تولیدی بردهای مدار- با چگالی بالا را برآورده میکند. پس از اتمام حفاری، بقایای حفاری و بقایای چسب بر روی دیواره سوراخ وجود خواهد داشت که برای حذف بقایای چسب باید تمیز و درمان شود. ناخالصیها را با خیساندن در محلولهای شیمیایی یا شستشو با تفنگهای آب فشار قوی پاک کنید تا از تمیزی دیواره سوراخ اطمینان حاصل کنید و برای متالیزاسیون سوراخ بعدی آماده شوید.
متالیزاسیون سوراخ و آبکاری
رسوب شیمیایی مس
برای رسانایی دیوار سوراخ عایق شده، ابتدا رسوب شیمیایی مس انجام می شود. برد مدار را در محلول شیمیایی حاوی یون های مس فرو کنید و از عامل کاهنده در محلول برای کاتالیز کردن کاهش یک لایه بسیار نازک مس روی سطح دیواره سوراخ استفاده کنید که معمولاً به ضخامت 0.3-0.5 μ. این لایه مس به عنوان "لایه بذر" برای آبکاری بعدی عمل می کند و یک مسیر اولیه برای هدایت جریان را فراهم می کند.
آبکاری پانل
بر اساس لایه نازک مسی که از رسوب شیمیایی مس تشکیل شده است، آبکاری تمام صفحه انجام می شود. برد مدار را در حمام آبکاری قرار دهید و از طریق الکترولیز، یونهای مس موجود در حمام به طور مداوم روی دیوارههای سوراخ و فویل مسی روی سطح برد رسوب میکنند و ضخامت لایه مس را افزایش میدهند. به طور کلی، ضخامت مس روی دیواره های سوراخ تا 25 μ یا بیشتر ضخیم می شود تا الزامات هدایت مدار و حمل جریان را برآورده کند.
تصویربرداری الگو
انتقال الگو
مشابه انتقال الگوهای مدار لایه داخلی، یک فیلم خشک بر روی سطح لایه خارجی ورقه ورقه-روکش مسی اعمال میشود و الگوهای مدار لایه بیرونی با استفاده از فناوری تصویربرداری مستقیم لیزری یا روش سنتی قرار گرفتن در معرض ماسک نوری بر روی فیلم خشک منتقل میشوند. سپس، الگوهای مدار توسعه داده می شوند تا قابل مشاهده شوند.
آبکاری گرافیکی
آبکاری الگو را روی سطح مسی در معرض الگوی مدار توسعهیافته انجام دهید. آبکاری یک لایه مس که الزامات ضخامت طراحی را برآورده می کند، ضخامت بیشتر ضخامت مسی بخش مدار را برای افزایش رسانایی، و پوشش یک لایه قلع برای محافظت در فرآیندهای حکاکی بعدی.
برداشتن و اچ کردن فیلم
از محلول هیدروکسید سدیم برای جدا کردن لایه لایه خشک آبکاری شده استفاده کنید و لایه مس غیر خطی محافظت نشده را در معرض دید قرار دهید. از محلول اچ برای خوردگی و حذف لایه مس در این مناطق غیر مدار استفاده کنید و خطوط مدار بیرونی دقیقی را تشکیل دهید. در نهایت، از یک محلول قلع برداری تخصصی برای حذف لایه قلع که ماموریت محافظتی خود را به پایان رسانده است، استفاده کنید.
درمان سطح
برای محافظت از فویل مس روی سطح برد مدار، بهبود لحیم کاری و مقاومت در برابر اکسیداسیون، عملیات سطح مورد نیاز است. روش های متداول جابجایی عبارتند از:
غوطه وری طلا
در نقاط انتهایی جوشکاری و درج، لایه ای از نیکل و طلا با روش رسوب شیمیایی پوشانده می شود. لایه نیکل دارای سختی بالا و مقاومت در برابر سایش خوب است و لایه طلا دارای پایداری شیمیایی قوی است که می تواند به طور موثر از اکسیداسیون نقطه پایانی جلوگیری کند و عملکرد اتصال الکتریکی خوب را تضمین کند. معمولاً در محصولات و زمینههای الکترونیکی پیشرفته-با الزامات قابلیت اطمینان بسیار بالا استفاده میشود.
تراز کردن لحیم کاری با هوای گرم (HASL)
با استفاده از فناوری تراز هوای گرم، یک لایه از آلیاژ سرب قلع برای پوشاندن نقطه انتهایی جوشکاری اعمال می شود تا از آن محافظت کند و عملکرد جوشکاری عالی را ارائه دهد. هزینه نسبتا کم است و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
ماسک لحیم کاری ارگانیک
لایه ای از فیلم محافظ آلی بر روی سطح فویل مس تشکیل می شود تا از اکسیداسیون مس جلوگیری کند. در عین حال، فیلم محافظ می تواند به سرعت در حین جوشکاری بدون تأثیر بر اثر جوش تجزیه شود. فرآیند ساده و هزینه کم است که برای برخی از محصولاتی که به هزینه حساس هستند و الزامات اطمینان متوسطی دارند مناسب است.
ماسک لحیم کاری و چاپ کاراکتر
ماسک لحیم کاری
پس از اتمام تولید برد مدار، مناطق غیر لحیم کاری و تماس باید با مقاومت لحیم کاری محافظت شوند تا از اتصال کوتاه و اکسید شدن مدار در حین لحیم کاری جلوگیری شود. ابتدا سطح تخته را تمیز و زبر کنید تا چسبندگی بیشتر شود. سپس رنگ سبز حساس به نور مایع را از طریق چاپ روی صفحه، اسپری کردن و روشهای دیگر به طور یکنواخت اعمال کنید و رنگ سبز را از قبل خشک کنید تا کاملاً خشک شود. در مرحله بعد، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش انجام می شود تا رنگ سبز در ناحیه شفاف فیلم تحت واکنش پلیمریزاسیون قرار گیرد و جامد شود. سپس از محلول کربنات سدیم برای توسعه برای حذف قسمتی از رنگ سبز استفاده می شود. در نهایت، پخت{5}}در دمای بالا برای سفت شدن کامل رنگ سبز انجام می شود.
چاپ کاراکتر
برای سهولت نصب، اشکال زدایی و نگهداری بردهای مدار، کاراکترهایی مانند متن، علائم تجاری و شماره قطعه از طریق چاپ صفحه روی سطح برد چاپ می شوند. جوهر کاراکتر پس از خشک شدن گرما یا تابش اشعه ماوراء بنفش سخت می شود و باعث شفافیت، سفت شدن و شناسایی آسان می شود.
شکل دهی و برش
با توجه به ابعاد خارجی مورد نیاز مشتری، از دستگاه های قالب گیری CNC یا دستگاه های پانچ قالب برای برش و شکل دادن به برد مدار استفاده کنید. هنگام برش، از سوراخ تعیین موقعیت برای وارد کردن دوشاخه استفاده کنید و برای اطمینان از دقت برش، برد مدار را روی تخت یا قالب ثابت کنید. برای تخته های مدار با انگشتان طلایی، پس از قالب گیری، ناحیه انگشت طلایی باید آسیاب و زاویه دار شود تا درج بعدی تسهیل شود. اگر یک برد مدار چند تراشه ای است، باید یک خط شکست به شکل X از قبل باز شود تا پس از قرار دادن، جداسازی و تقسیم مشتری تسهیل شود.
تست عملکرد الکتریکی و بازرسی ظاهری
تست عملکرد الکتریکی
انجام آزمایش جامع عملکرد الکتریکی بر روی برد مدار از طریق تست سوزن پرنده یا دستگاه های تست کاملا اتوماتیک، از جمله تست هدایت، برای بررسی وجود مدار باز یا کوتاه در مدار. تست امپدانس تضمین می کند که امپدانس خط مطابق با الزامات طراحی است و کیفیت انتقال سیگنال را تضمین می کند. و سایر تست های شاخص عملکرد الکتریکی خاص، مانند تست های مقاومت عایق.
بازرسی بصری
به صورت دستی یا با کمک تجهیزات تست خودکار، ظاهر برد مدار را به دقت بررسی کنید تا ببینید آیا خراش یا شکافی در مدار وجود دارد یا خیر، آیا حباب یا چاپی در لایه ماسک لحیم وجود ندارد، آیا کاراکترها واضح و کامل هستند، و آیا ضخامت و دیافراگم برد مطابق با استانداردها است یا خیر. عیوب جزئی شناسایی شده در طول بازرسی را سریعاً تعمیر کنید و محصولات غیر منطبق را که قابل تعمیر نیستند حذف کنید.
بسته بندی و حمل و نقل
بردهای مدار چند لایه ای که آزمایشات دقیق را گذرانده اند برای جلوگیری از رطوبت، اکسیداسیون و آسیب فیزیکی در حین حمل و نقل با خلاء آب بندی و بسته بندی می شوند. پس از تکمیل بسته بندی، برچسب محصول و دستورالعمل های مربوطه را با جزئیات مدل محصول، مشخصات، تاریخ تولید و سایر اطلاعات ضمیمه کنید و سپس ارسال و تحویل مشتری دهید.