در فرآیند تولید برد مدار چاپی، مرحله شکلدهی یک مرحله کلیدی در پردازش برد مدار تکمیلشده به شکل و اندازهای است که الزامات طراحی را برآورده میکند. روشهای مختلف شکلدهی برد مدار چاپی برای نیازهای مختلف تولید مناسب هستند و تفاوتهای قابل توجهی در ویژگیهای فنی و سناریوهای کاربردی آنها وجود دارد.
1، پردازش و شکل دهی مکانیکی
شکلدهی پردازش مکانیکی یک روش نسبتاً سنتی و پرکاربرد شکلدهی برد مدار چاپی است که عمدتاً شامل شکلدهی فرز و مهر زنی است.
(1) فرآوری آسیاب
فرز استفاده از ماشین های فرز CNC برای برش بردهای مدار چاپی با استفاده از فرزهای چرخشی با سرعت بالا-است. قبل از پردازش، لازم است کدهای ماشینکاری CNC بر اساس فایل طراحی برد مدار چاپی تولید شود تا مسیر چرخش فرز به طور دقیق کنترل شود. برش های فرز معمولاً از مواد فولادی تنگستن ساخته می شوند که قطر آنها معمولاً بین 0.8-3 میلی متر است و می توان آنها را با توجه به ضخامت ورق فلز و الزامات دقت برش به طور انعطاف پذیر انتخاب کرد. این روش برای پردازش بردهای مدار چاپی با اشکال مختلف، به ویژه برای بردهای مدار با اشکال پیچیده و نیازهای دقت بالا، مانند بردهای نامنظم، بردهای مدار چاپی با بریدگی یا سوراخ های نامنظم، مناسب است. مزیت آن در دقت پردازش بالا است که به طور کلی می تواند در ± 0.1 میلی متر کنترل شود و می تواند با نیازهای تولید دسته های کوچک و انواع مختلف سازگار شود. اما نقطه ضعف این است که سرعت پردازش نسبتاً آهسته است، ابزارهای برش دارای مشکلات سایش هستند، نیاز به تعویض منظم دارند و هزینه پردازش نیز بر این اساس افزایش می یابد. علاوه بر این، زباله و گرد و غبار تولید شده در طول فرآیند آسیاب ممکن است بر محیط پردازش و کیفیت محصول تأثیر بگذارد و تجهیزات خلاء مربوطه باید مجهز شوند.
(2) شکل گیری مهر زنی
شکل دهی مهر زنی عمدتاً برای بردهای مدار چاپی استاندارد شده تولید شده در مقادیر زیاد استفاده می شود. اصل این است که از قبل قالبی بسازید که با شکل برد مدار چاپی مطابقت داشته باشد و از طریق یک پرس پانچ فشار وارد کنید تا به سرعت برد مدار چاپی را تحت تأثیر قالب شکل دهید. قالب های مهر زنی معمولا از آلیاژ سخت ساخته می شوند که سختی و مقاومت در برابر سایش بالایی دارد. این روش دارای راندمان تولید بسیار بالایی است و می توان بردهای مدار چاپی متعددی را در یک مهر زنی شکل داد که برای تولید بردهای مدار با ظاهر منظم و اندازه یکنواخت مانند برد مدار چاپی جهانی در محصولات الکترونیکی مصرفی مناسب است. از مزایای آن می توان به راندمان تولید بالا، هزینه کم و توانایی پاسخگویی به نیازهای تولید در مقیاس بزرگ اشاره کرد. با این حال، هزینه تولید قالب بالا و چرخه طولانی است. اگر طراحی محصول تغییر کند، قالب نیاز به بازسازی دارد و در نتیجه انعطاف پذیری ضعیفی دارد. بنابراین، برای تولید دسته ای کوچک یا سفارشی مناسب نیست.
2، تشکیل برش لیزری
قالبگیری برش لیزری فرآیند استفاده از پرتو لیزر با چگالی بالا-برای تابش برد مدار چاپی است که باعث ذوب و تبخیر آنی ورق فلز میشود و در نتیجه جداسازی برش حاصل میشود. با توجه به منابع مختلف لیزر، می توان آن را به برش لیزر CO2 و برش لیزر ماوراء بنفش تقسیم کرد.
(1) برش لیزر CO2
طول موج لیزر CO2 10.6 میکرومتر است و انرژی آن عمدتاً توسط مواد آلی موجود در برد مدار چاپی مانند رزین، فیبر شیشه و غیره جذب میشود. در طول فرآیند برش، پرتو لیزر در طول یک مسیر از پیش تعیینشده اسکن میشود و به سرعت مواد را تا دمای تبخیر گرم میکند تا برش ایجاد کند. برش لیزر CO2 دارای سرعت سریع و راندمان بالا است، مناسب برای برش بردهای مدار چاپی با ضخامت نازک (معمولا کمتر از 2 میلی متر)، به ویژه به طور گسترده در شکل گیری و پردازش بردهای مدار انعطاف پذیر استفاده می شود. این می تواند اشکال پیچیده را با حداقل عرض خط 0.15 میلی متر و لبه های برش صاف، بدون نیاز به پرداخت بعدی پردازش کند. با این حال، برش لیزر CO2 یک منطقه متاثر از گرما ایجاد می کند که ممکن است باعث کربن شدن مواد لبه برش شود و بر عملکرد الکتریکی و کیفیت ظاهر برد مدار تأثیر بگذارد.
(2) برش لیزر UV
طول موج لیزر فرابنفش نسبتاً کوتاه است و معمولاً حدود 355 نانومتر است و انرژی فوتون آن بالا است. می تواند مستقیماً پیوندهای مولکولی مواد را از طریق واکنش های فتوشیمیایی بشکند و به "فرآوری سرد" دست یابد. این روش تقریباً هیچ منطقه متاثر از حرارت و دقت برش بسیار بالایی دارد، تا 0.02 ± میلیمتر، که آن را به ویژه برای پردازش بردهای مدار چاپی با دقت بالا و قابلیت اطمینان بالا، مانند تختههای اتصال با چگالی بالا، زیرلایههای بستهبندی نیمه هادی، و غیره مناسب میکند. و فلزات، با طیف وسیعی از کاربردها؛ با این حال، هزینه تجهیزات بالا است و راندمان پردازش نسبتا پایین است. در حال حاضر، عمدتاً در تولید-محصولات برد مدار چاپی پیشرفته استفاده میشود.
3، تشکیل حکاکی شیمیایی
قالبگیری حکاکی شیمیایی استفاده از معرفهای شیمیایی برای خوردگی انتخابی ورقههای مسی{0}}روکش شده، و در نتیجه شکلگیری شکل تخته مدار مورد نظر است. قبل از تشکیل، باید یک لایه مقاوم در برابر خوردگی-روی سطح روکش مسی- با استفاده از فناوری فوتولیتوگرافی برای محافظت از مناطقی که نیازی به حکاکی ندارند، تشکیل شود. سپس، ورق فلز را در محلول اچینگ غوطه ور می کنند تا فویل مسی محافظت نشده حل شود و از بین برود. قالبگیری حکاکی شیمیایی برای تولید بردهای مدار چاپی با ظاهری ساده و نیازمندیهای دقت کم، مانند بردهای مدار یک طرفه{6} یا برخی محصولات الکترونیکی حساس به هزینه، مناسب است. مزایای آن این است که به تجهیزات مکانیکی پیچیده نیاز ندارد، هزینه های تولید پایینی دارد و می تواند مدارهای فویل مسی بسیار نازک را پردازش کند. اما معایب آن نیز کاملا مشهود است. کنترل دقیق فرآیند اچ کردن دشوار است و دقت شکلدهی کم است، معمولاً بین 0.2-0.3 ± میلیمتر. علاوه بر این، محلول اچینگ شیمیایی دارای آلودگی خاصی برای محیط زیست است و نیاز به درمان مناسب دارد.
4، روش های دیگر قالب گیری
(1) برش جت آب
برش با جت آب استفاده از جتهای آب با فشار بالا- حامل مواد ساینده برای برش بردهای مدار چاپی است. این روش برای برش بردهای مدار چاپی با ضخامت ها و مواد مختلف به ویژه برای پردازش برد مدارهای با سختی بالا مانند سرامیک و بسترهای فلزی مناسب است. برش جت آب بدون منطقه متاثر از حرارت و کیفیت لبه برش خوب، با دقت ± 0.1 میلی متر است. با این حال، در طول فرآیند برش، نویز قابل توجهی ایجاد میشود و جت آب میتواند تأثیر خاصی بر روی برد مدار داشته باشد که ممکن است بر عملکرد اجزای روی برد تأثیر بگذارد. در عین حال، هزینه عملیاتی تجهیزات بالا است.
(2) تشکیل قالب
در برخی سناریوهای خاص، مانند تولید بردهای مدار چاپی با ساختارهای سه بعدی{0} ویژه، از روشهای شکلدهی قالب استفاده میشود. مواد رزین مایع را از طریق قالب گیری تزریقی به داخل حفره قالب تزریق کنید و برد مدار از پیش ساخته شده را در آن قرار دهید. پس از پخت، اجزای برد مدار چاپی را با اشکال و عملکردهای خاص تشکیل دهید. این روش میتواند به قالبگیری یکپارچه تختهها و بدنههای مدار دست یابد و یکپارچگی و قابلیت اطمینان محصولات را بهبود بخشد. با این حال، طراحی و تولید قالب پیچیده و پرهزینه است و عمدتا برای تولید محصول سفارشی خاص استفاده می شود.