A placa PCB de controle de impedância de alta precisão desempenha um papel fundamental para garantir a integridade do sinal e melhorar o desempenho geral do equipamento. O processo de produção envolve múltiplas etapas complexas e precisas, cada uma das quais tem um impacto profundo na qualidade e no desempenho do produto final.
A placa PCB de controle de impedância de alta precisão desempenha um papel fundamental para garantir a integridade do sinal e melhorar o desempenho geral do equipamento. O processo de produção envolve múltiplas etapas complexas e precisas, cada uma das quais tem um impacto profundo na qualidade e no desempenho do produto final.
1, seleção de materiais
(1) Material de substrato
O controle de impedância de alta precisão é preferido para materiais de alta-frequência com altos valores de Tg e baixos valores de Dk, como ROGERS4350B, Taconic RF-35, etc. Materiais de alta Tg podem manter boas propriedades físicas em ambientes de alta temperatura, garantindo a estabilidade de placas PCB sob condições de trabalho complexas. Um valor Dk baixo pode efetivamente reduzir o atraso e a perda durante a transmissão do sinal e melhorar a velocidade e a qualidade da transmissão do sinal. Ao mesmo tempo, parâmetros como tolerância à espessura do material e rugosidade da folha de cobre também são cruciais e precisam ser rigorosamente controlados, pois esses fatores afetarão diretamente a precisão do cálculo da impedância e o efeito da transmissão do sinal.
(2) Material de folha de cobre
A escolha de uma folha de cobre com baixa rugosidade superficial pode reduzir a dispersão e a perda do sinal durante a transmissão na superfície da folha de cobre. Por exemplo, existem diferenças nas características entre a folha de cobre eletrolítica e a folha de cobre laminada. A folha de cobre laminada, devido à sua estrutura de superfície mais fina, tem melhor desempenho na transmissão de sinais de alta-frequência e é comumente usada na produção de placas PCB de controle de impedância de alta-precisão que requer qualidade de sinal extremamente alta.
2, Processo de produção
(1) Produção de circuito de camada interna
Transferência de padrão: usando a tecnologia de fotolitografia, o padrão de circuito projetado é transferido para um laminado-revestido de cobre por meio de uma máscara fotográfica. Este processo exige que a máquina de exposição tenha posicionamento de alta{2}}precisão e capacidade de exposição, garantindo a precisão da transferência gráfica, evitando problemas como deslocamento e deformação da linha e garantindo assim a precisão e consistência da linha.
Processo de gravação: O equipamento de gravação de canal vertical é comumente usado para gravação de camada interna para garantir uniformidade de gravação de linha. O controle preciso do fator de gravação entre 1,8-2,2, por meio de monitoramento em tempo real e ajuste dinâmico dos parâmetros de gravação, como concentração da solução de gravação, temperatura, pressão de pulverização, etc., garante a estabilidade do processo de gravação, faz com que a largura do circuito gravado atenda aos requisitos do projeto e reduz o impacto do desvio da largura da linha na impedância.
(2) Processo de compressão
Pré-tratamento do material: Controle rigorosamente o tempo de pré-empilhamento para evitar danos por umidade ao material da camada interna e à folha semicurada. Materiais úmidos podem produzir defeitos como bolhas e delaminação durante o processo de laminação, o que pode afetar a força de ligação entre camadas e o desempenho elétrico das placas PCB.
Controle de parâmetros de compressão: Adotando um sistema preciso de controle de distribuição de pressão para garantir distribuição uniforme de força em todas as peças durante o processo de compressão. Implemente o gerenciamento segmentado da curva de aquecimento, defina temperaturas apropriadas em diferentes estágios de acordo com as características dos diferentes materiais, para curar completamente a chapa semicurada e formar uma boa ligação entre camadas. Ao mesmo tempo, certifique-se de que o grau de vácuo atinja -0,095 MPa ou superior, eliminando efetivamente o ar intercalar e substâncias voláteis e melhorando a qualidade da compressão.
(3) Perfuração e Galvanoplastia
Perfuração: Máquinas de perfuração CNC de alta precisão são usadas para operações de perfuração para garantir que posições de perfuração precisas e diâmetros de furos atendam aos requisitos do projeto. O desvio de perfuração pode levar a conexões de circuito ruins e afetar o desempenho elétrico, especialmente para placas PCB de controle de impedância de alta-interconexão de densidade e alta{2}}precisão, onde a precisão da perfuração precisa ser maior.
Galvanoplastia: O metal é depositado na parede do furo e na superfície do circuito através do processo de galvanoplastia para obter a conexão elétrica. É necessário controlar rigorosamente a uniformidade da espessura do revestimento de cobre, garantir que a espessura da parede do furo e do revestimento da superfície seja consistente e evitar resistência inconsistente causada por diferenças na espessura do revestimento, o que pode afetar a transmissão do sinal.
(4) Produção de circuito de camada externa
Semelhante à produção de circuitos de camada interna, os circuitos de camada externa são produzidos através de processos de transferência gráfica e gravação. No entanto, devido ao contacto direto entre o circuito exterior e o mundo exterior, são impostos requisitos mais elevados à qualidade da sua superfície. É necessário garantir que as bordas do circuito estejam limpas, lisas e livres de defeitos como rebarbas e lacunas, a fim de reduzir a interferência durante a transmissão do sinal.
(5) Tratamento de superfície
Escolha processos de tratamento de superfície de alta planicidade, como ENIG ou OSP. A tecnologia ENIG pode fornecer bom desempenho de soldagem e confiabilidade de conexão elétrica, enquanto sua camada de ouro pode prevenir eficazmente a oxidação da superfície do cobre; A tecnologia OSP tem as vantagens de baixo custo e processo simples, podendo formar uma película protetora na superfície do cobre para garantir soldabilidade durante a soldagem. Durante o processamento, é necessário controlar a uniformidade da espessura do revestimento de cobre para garantir que a rugosidade da superfície Ra seja menor ou igual a 0,4 μm, a fim de atender aos requisitos de transmissão de sinal de alta-precisão para a qualidade da superfície.
3, Teste e Verificação
(1) Inspeção de aparência
Ao combinar a inspeção visual manual com equipamento de inspeção óptica automatizado, é realizada uma inspeção abrangente da superfície da placa PCB. O conteúdo da inspeção inclui a integridade do circuito, a presença de curtos-circuitos, circuitos abertos, lacunas no circuito, resíduos de corrosão e outros defeitos de aparência para garantir que a aparência da placa PCB atenda aos padrões de qualidade.
(2) Análise seccional
Usando um mecanismo de fatiamento de alta{0}}precisão, a placa PCB é cortada em uma direção específica e as fatias são observadas e medidas usando um microscópio digital. O conteúdo da medição inclui parâmetros-chave como largura da linha, espessura da folha de cobre e uniformidade da espessura da camada dielétrica, para verificar se o processo de fabricação atende aos requisitos do projeto e fornecer suporte de dados para otimização do processo.
(3) Teste de impedância
Use equipamento profissional de teste de impedância, como TDR, para realizar testes de impedância em placas PCB. De acordo com o valor alvo de impedância projetado, o erro de impedância deve ser controlado dentro de ± 8%. Para produtos de alta-precisão, é necessário controlar até ± 5%. Registre as características da forma de onda do teste, analise o coeficiente de reflexão e determine a qualidade de transmissão do sinal na placa PCB. Se for encontrado um desvio excessivo de impedância, a causa deverá ser rastreada e ajustada em tempo hábil.
(4) Verificação de confiabilidade
Realizar testes de choque térmico para simular o uso de placas PCB em diferentes ambientes de temperatura e verificar sua confiabilidade sob estresse térmico; Realizar testes de confiabilidade do IST para avaliar o desempenho de isolamento das placas PCB; Implemente testes de tolerância CAF para detectar se as placas PCB produzirão fios anódicos condutores em ambientes agressivos, como umidade e campos elétricos, o que afetará o desempenho elétrico e garantirá uma operação estável e confiável de placas PCB em vários cenários de aplicação complexos.
4, controle de qualidade
(1) Estabelecer um banco de dados de parâmetros de processo
Durante o processo de produção, são mantidos registros detalhados dos parâmetros do processo para cada lote de produtos, como tempo de gravação, temperatura, pressão de prensagem, tempo, temperatura, corrente de galvanoplastia, tempo, etc., e um banco de dados de parâmetros do processo é estabelecido. Ao analisar os dados do banco de dados, resumir o impacto dos diferentes parâmetros do processo na qualidade do produto, fornecer referência para a produção subsequente e obter otimização e padronização dos parâmetros do processo.
(2) Implementar análise de capacidade do processo SPC
Usando técnicas estatísticas de controle de processo, monitoramento-em tempo real e análise das principais características de qualidade no processo de produção, como largura da linha, impedância, espessura do revestimento etc. Ao calcular o índice de capacidade do processo, avalie a estabilidade e a capacidade do processo de produção, detecte prontamente flutuações anormais no processo e tome as medidas correspondentes para ajustar, garantindo que o processo de produção esteja sempre em um estado controlado.
(3) Implementar o primeiro sistema de confirmação de artigo
Antes de cada lote de produtos ser produzido oficialmente, o primeiro produto é fabricado e inspecionado de forma abrangente, incluindo aparência, tamanho, desempenho elétrico, impedância, etc. Somente depois que o primeiro produto passar por testes e confirmação rigorosos e atender a todos os padrões de qualidade, a produção em massa poderá ser realizada para evitar a produção de um grande número de produtos não qualificados devido a problemas de processo.
(4) Estabelecer um mecanismo de rastreabilidade
Atribua um código de rastreabilidade exclusivo a cada placa PCB, registrando todas as informações do processo, desde a aquisição de matéria-prima, produção e processamento, testes até embalagem e envio. Uma vez que ocorrem problemas de qualidade durante o uso subsequente do produto, todas as informações relevantes durante o processo de produção podem ser rapidamente rastreadas através do código de rastreabilidade, rastreando com precisão a causa raiz do problema e tomando medidas oportunas, como recall e melhoria para melhorar a qualidade do produto e a satisfação do cliente.