بردهای چهار لایه، با مزایای چگالی سیمکشی بالا و انتقال سیگنال پایدار، به اجزای اصلی در بسیاری از سیستمهای پیچیده الکترونیکی تبدیل شدهاند. فرآیند تولید آنها ماشینکاری دقیق و کنترل دقیق را ادغام می کند و هر مرحله تأثیر مهمی بر عملکرد محصول دارد.
1. فرآیند آماده سازی اولیه
آمادهسازی اولیه برای تولید تختههای چهار-لایه پایهای برای اطمینان از پیشرفت روان فرآیندهای بعدی است. اولین مرحله انتخاب بستر است، در جایی که لایههای روکششده مسی (CCL) مناسب باید بر اساس سناریوهای کاربردی محصول و الزامات عملکرد انتخاب شوند. عملکرد عایق، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر حرارت و سایر پارامترهای زیرلایه باید تحت آزمایشهای دقیق قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که الزامات استفاده از تختههای چهار لایه را برآورده میکند.
II. فرآیند تولید لایه داخلی
تولید لایه داخلی یکی از مراحل کلیدی در ساخت یک برد چهار لایه است و کیفیت آن به طور مستقیم بر عملکرد کل برد مدار تأثیر میگذارد.
(1) پیش-تصفیه بستر داخلی
پیش تصفیه لایه داخلی مسی (CCL) با هدف حذف لایه اکسید، لکههای روغن و ناخالصیهای سطح زیرلایه، در نتیجه افزایش چسبندگی جوهر در فرآیندهای بعدی انجام میشود. پیش تصفیه معمولاً شامل مراحلی مانند چربی زدایی و میکرو{2}}اچ کردن است. چربی زدایی را می توان از طریق تمیز کردن شیمیایی برای حذف روغن و گریس روی سطح زیرلایه انجام داد. از سوی دیگر، اچ کردن میکرو، شامل حکاکی ملایم برای ایجاد یک سطح ناصاف یکنواخت بر روی بستر است، در نتیجه پیوند با جوهر تقویت میشود.
(II) تولید مدارهای لایه داخلی
ابتدا جوهر حساس به نور را بمالید و جوهر مایع را به طور یکنواخت روی سطح زیرلایه داخلی پخش کنید و سپس از طریق خشک کردن آن را به یک فیلم تبدیل کنید. بعد، به نوردهی ادامه دهید. فایل الگوی مدار دیجیتالی آماده شده را به دستگاه نوردهی LDI وارد کنید، که از نور لیزر برای اسکن مستقیم و افشای بستر پوشش داده شده با جوهر حساس به نور استفاده می کند. این باعث می شود جوهر در مناطقی که در معرض لیزر قرار دارند، تحت یک واکنش پخت قرار گیرد، در حالی که مناطق در معرض نور محلول باقی می مانند.
پس از قرار گرفتن در معرض، توسعه با قرار دادن بستر در محلول توسعه دهنده انجام می شود. جوهر خشک نشده حل می شود و حذف می شود و یک الگوی جوهر خشک شده بر روی سطح زیرلایه باقی می ماند که با الگوی دیجیتال مطابقت دارد. در مرحله بعد، اچینگ با قرار دادن بستر در محلول اچینگ انجام می شود. فویل مسی که با جوهر پوشانده نشده است، کنده می شود و فویل مسی باقیمانده مدار لایه داخلی را تشکیل می دهد. پس از آن، جوهر پخته شده روی سطح مدار از طریق فرآیند جداسازی فیلم حذف می شود و مدار لایه داخلی شفاف را آشکار می کند.
(III) بازرسی لایه داخلی
پس از اتمام ساخت مدار لایه داخلی، بازرسی دقیق مورد نیاز است. محتوای بازرسی شامل رسانایی مدار، شرایط اتصال کوتاه، و اینکه آیا عرض خط و فاصله با الزامات مطابقت دارد یا خیر. معمولاً از تجهیزات بازرسی نوری خودکار برای انجام یک اسکن جامع از مدار از طریق اصول تصویربرداری نوری، تشخیص سریع عیوب در مدار و اطمینان از کیفیت مدار لایه داخلی استفاده می شود.
III. فرآیند لمینیت
فرآیند لمینیت شامل ترکیب زیرلایه داخلی، پیشآبسازی و فویل مسی خارجی برای تشکیل ساختار کلی یک تخته-چهار لایه است.
(1) آماده سازی برای لمینیت
با توجه به الزامات، بستر داخلی، پیش آغشته سازی و فویل مسی بیرونی به ترتیب خاصی روی هم چیده می شوند. پیش آغشته از پارچه الیاف شیشه آغشته به رزین اپوکسی ساخته شده است که تحت حرارت و فشار سخت می شود و به عنوان یک عامل اتصال بین لایه ها عمل می کند. هنگام انباشته شدن، لازم است از دقت تراز هر لایه اطمینان حاصل شود و معمولاً از پین های تعیین موقعیت برای تعیین موقعیت استفاده می شود تا از عدم تراز بین لایه ها بر اتصالات مدار تأثیر بگذارد.
(II) عملیات لمینیت
اسلب های تا شده را در لمینیت قرار دهید و تحت شرایط دما، فشار و زمان مشخص شده، لمینیت را ادامه دهید. در طول فرآیند لمینیت، رزین موجود در پیش آغشته سازی ذوب می شود و جریان می یابد، شکاف های بین لایه ها را پر می کند و محکم با بستر داخلی و فویل مسی بیرونی می چسبد. به طور همزمان، رزین برای تشکیل یک لایه عایق سفت و سخت عمل می کند، مدارهای هر لایه را جدا می کند و به عایق الکتریکی می رسد. پارامترهای فرآیند برای لمینیت باید به شدت کنترل شوند تا از اتصال بین لایه ای قوی، عدم وجود حباب، لایه لایه شدن و سایر عیوب اطمینان حاصل شود.
IV. روش پردازش لایه بیرونی
پس از لمینت، مرحله پردازش لایه بیرونی آغاز می شود که عمدتاً شامل فرآیندهایی مانند حفاری، متالیزاسیون سوراخ و ساخت مدار لایه بیرونی است.
(1) حفاری
با توجه به الزامات، از دستگاه حفاری CNC برای حفاری های مختلف از طریق سوراخ ها و سوراخ های نصب روی تخته چند لایه استفاده می شود. حفره های Via برای دستیابی به اتصالات الکتریکی بین لایه های مدار استفاده می شود، در حالی که سوراخ های نصب برای ایمن سازی قطعات الکترونیکی استفاده می شود. در حین حفاری، لازم است دقت موقعیت سوراخ مته، اندازه قطر سوراخ و کیفیت دیواره سوراخ کنترل شود تا از مسائلی مانند انحراف سوراخ و دیواره های سوراخ ناهموار جلوگیری شود. پس از اتمام حفاری، زباله های داخل سوراخ ها باید تمیز شوند تا از کیفیت متالیزاسیون سوراخ بعدی اطمینان حاصل شود.
(II) متالیزاسیون سوراخ
متالیزاسیون سوراخ یک فرآیند حیاتی برای دستیابی به اتصال الکتریکی ویاس ها است. در مرحله اول، سوراخزدایی برای حذف زبالهها و بقایای رزین بر روی دیواره سوراخ در طول فرآیند حفاری انجام میشود و از تمیز و مرتب بودن دیواره سوراخ اطمینان حاصل میشود. سپس، رسوب شیمیایی مس با قرار دادن بستر در محلول رسوب مس انجام می شود تا لایه نازکی از مس روی سطح دیواره سوراخ رسوب کند و دیواره سوراخ عایق اولیه را رسانا کند. پس از آن، از طریق فرآیند آبکاری مس، لایه مس بر اساس لایه رسوب مس بیشتر ضخیم می شود و رسانایی و قابلیت اطمینان ویا را بهبود می بخشد.
(III) تولید مدارهای لایه بیرونی
فرآیند تولید مدارهای لایه بیرونی مشابه مدارهای لایه داخلی است که شامل مراحلی مانند اعمال جوهر حساس به نور، نوردهی، توسعه، اچ کردن و حذف فیلم می شود. فرآیند نوردهی همچنین از یک دستگاه نوردهی LDI برای دستیابی به نوردهی دقیق بر اساس الگوی مدار دیجیتال استفاده می کند. از طریق این مراحل، الگوی مدار مورد نظر در سطح بیرونی تخته چهار لایه شکل میگیرد. برخلاف مدارهای لایه داخلی، مدارهای لایه بیرونی باید به Vias متصل شوند تا پیوستگی الکتریکی با مدارهای لایه داخلی حاصل شود.
(IV) ماسک لحیم کاری و چاپ کاراکتر
برای محافظت از لایه بیرونی مدار و جلوگیری از اکسید شدن، خوردگی و اتصال کوتاه، پوشش ماسک لحیم کاری ضروری است. معمولاً از جوهر ماسک لحیم حساس به نور استفاده می شود که یک لایه ماسک لحیم کاری را روی سطح مدار تشکیل می دهد تا از طریق قرار گرفتن در معرض و فرآیندهای توسعه محافظت شود و مناطقی مانند لحیم کاری که نیاز به لحیم کاری دارند را در معرض دید قرار می دهد. رنگ های رایج برای ماسک های لحیم کاری شامل سبز، آبی، سیاه و غیره است.
پس از اعمال ماسک لحیم کاری، چاپ کاراکتر انجام می شود. اطلاعات کاراکتری مانند شماره قطعه قطعه، شماره مدل و شماره سریال تولید بر روی سطح برد چاپ می شود تا نصب و شناسایی قطعات الکترونیکی تسهیل شود. چاپ کاراکتر معمولاً با استفاده از چاپ روی صفحه با جوهر کاراکتر تخصصی انجام می شود تا از کاراکترهای واضح و بادوام اطمینان حاصل شود.
رویههای پردازش{1} را ارسال کنید
(1) درمان سطحی
برای افزایش قابلیت لحیم کاری و مقاومت در برابر اکسیداسیون لحیم کاری، عملیات سطح ضروری است. فرآیندهای معمول درمان سطحی شامل پاشش قلع، طلای غوطهوری، آبکاری نیکل{1} و OSP (حفاظکننده لحیمپذیری ارگانیک) است. فرآیندهای مختلف تصفیه سطح دارای ویژگیهای متمایز و دامنه قابل اجرا هستند و میتوانند بر اساس نیاز محصول انتخاب شوند.
(II) پردازش شکل
با توجه به الزامات، از یک دستگاه فرز CNC یا پرس پانچ برای پردازش شکل بیرونی برد مدار استفاده کنید و آن را به شکل و اندازه دلخواه برش دهید. در طول پردازش شکل بیرونی، لازم است از دقت ابعاد و کیفیت لبه اطمینان حاصل شود و از مسائلی مانند بریدگی و بریدگی اجتناب شود.
(III) بازرسی نهایی
در نهایت، یک بازرسی نهایی جامع روی تخته-چهار لایه انجام میشود. این بازرسی شامل تست عملکرد الکتریکی (مانند آزمایش تداوم، آزمایش عایق)، بازرسی ظاهری (مانند کیفیت ماسک لحیم کاری، وضوح کاراکتر، خراش سطح و غیره) و بازرسی دقت ابعادی است. فقط محصولاتی که تمام بازرسی ها را پشت سر بگذارند می توانند واجد شرایط تلقی شوند و به مراحل بسته بندی و تحویل بعدی ادامه دهند.