Placas de circuito multicamadas, como componentes principais, carregam conexões de circuitos complexos entre componentes eletrônicos, e seu processo de fabricação integra várias tecnologias avançadas e processos de precisão. A seguir iremos detalhar o processo de fabricação de placas de circuito-multicamadas.
Preparação de matéria-prima
Para fabricar placas de circuito-multicamadas, o primeiro passo é selecionar matérias-primas adequadas. O laminado revestido de cobre é um material básico, comumente conhecido como substrato FR-4, que possui bom isolamento e propriedades mecânicas e é adequado para a maioria dos produtos eletrônicos convencionais; Para cenários de aplicação de alta-frequência e{9}}velocidade, como equipamentos de comunicação 5G, substratos de politetrafluoroetileno de baixa constante dielétrica são necessários para reduzir as perdas de transmissão de sinal. Além do substrato, a chapa semi curada é indispensável no processo de laminação. É composto principalmente de resina e materiais de reforço, que podem ser curados sob calor e pressão para obter uma forte ligação entre as camadas. Ao mesmo tempo, uma folha de cobre de alta qualidade é usada para formar linhas de circuito. Diferentes espessuras de folha de cobre são selecionadas de acordo com os requisitos de transporte de corrente, com espessuras comuns como 18 μ e 35 μ.
Produção de circuito de camada interna
transferência de padrão
Após cortar a placa-de cobre no tamanho adequado, realize um tratamento de limpeza superficial para remover manchas de óleo, impurezas, etc., para garantir a aderência dos processos subsequentes. Em seguida, aplique uniformemente um filme seco fotossensível na superfície do substrato e exponha-o usando uma máquina de exposição. Durante o processo de exposição, o padrão do circuito da camada interna é projetado no filme seco pela luz ultravioleta através de uma fotomáscara, e o filme seco da parte receptora de luz sofre reação de fotopolimerização, resultando em uma alteração em suas propriedades. Em seguida, o filme seco não exposto é dissolvido usando uma solução reveladora para transferir com precisão o padrão do circuito da camada interna para o laminado-revestido de cobre.
gravura
Após a conclusão do desenvolvimento, ele entra no processo de gravação. A máquina de gravação contém uma solução de gravação específica que pode reagir quimicamente com a folha de cobre que não está protegida por uma película seca, corroendo-a e removendo-a, deixando para trás a parte coberta pela película seca para formar um circuito preciso da camada interna. Após a conclusão da gravação, use uma solução especializada de remoção de filme para remover o filme seco residual do circuito e o circuito da camada interna transparente estará concluído. Após a conclusão, use equipamento automático de inspeção óptica para realizar uma inspeção abrangente do circuito, usando câmeras de alta{3}}definição e sistemas de processamento de imagem para identificar se há curtos-circuitos, circuitos abertos, desvios de largura de linha e outros problemas no circuito, e repará-los em tempo hábil.
óxido marrom
Para aumentar a resistência da ligação entre a camada interna da folha de cobre e a folha semicurada, é necessário um tratamento de escurecimento. Ao usar uma solução química específica, uma camada uniforme de óxido com uma estrutura de micro favo de mel é formada na superfície da folha de cobre, aumentando a área superficial da folha de cobre, melhorando sua adesão à resina e aumentando sua capacidade de umedecimento à resina fluida. Isto garante que a resina possa ser totalmente preenchida e firmemente ligada durante a laminação subsequente, evitando problemas como a delaminação causada por uma ligação fraca.
laminação
A disposição em camadas é um processo fundamental na fabricação de placas de circuito-de múltiplas camadas, com o objetivo de empilhar diversas placas de circuito de camada interna com folhas semicuradas e folhas externas de cobre de acordo com os requisitos do projeto para formar um todo. Em primeiro lugar, com base no número de camadas e na estrutura do projeto da placa de circuito, planeje cuidadosamente a sequência de empilhamento da placa interna, da folha semicurada e da folha de cobre externa. Ao empilhar, é necessário garantir que as posições de cada camada estejam alinhadas com precisão, caso contrário isso afetará a conectividade do circuito e a transmissão do sinal. Em seguida, a chapa metálica empilhada é colocada em uma máquina de laminação de alta-temperatura e alta-pressão e submetida a uma alta temperatura de cerca de 150 graus e um ambiente de alta-pressão de cerca de 400psi por um período de tempo para derreter e fluir a resina na folha semicurada, preencher as pequenas lacunas entre cada camada e solidificar após o resfriamento, conseguindo uma ligação firme entre cada camada. A tecnologia avançada de colagem a vácuo pode extrair ar durante o processo de colagem, evitar a geração de bolhas, garantir que a uniformidade da espessura média seja controlada dentro de ± 3% e melhorar a qualidade geral da placa de circuito.
perfuração
As conexões elétricas entre as camadas da placa de circuito multi{0}}laminada ainda não foram alcançadas e os canais de conexão precisam ser abertos por meio do processo de perfuração. De acordo com os documentos de projeto, equipamentos de perfuração de alta-precisão, como furadeiras mecânicas ou brocas a laser CO ₂, são usados para fazer furos de diferentes diâmetros em locais designados, incluindo furos passantes para conectar várias camadas de circuitos, furos cegos para conectar apenas camadas parciais e furos enterrados. A tecnologia de fabricação moderna pode obter usinagem precisa de aberturas tão baixas quanto 50 μm, atendendo às necessidades de produção de placas de circuito-de alta densidade. Após a conclusão da perfuração, haverá resíduos de perfuração e resíduos de adesivo na parede do furo, que precisam ser limpos e tratados para remover resíduos de adesivo. Remova completamente as impurezas por imersão em soluções químicas ou enxaguando com pistolas de água de alta-pressão para garantir a limpeza da parede do furo e preparar a subsequente metalização do furo.
Metalização de furos e galvanoplastia
Deposição química de cobre
Para tornar a parede do furo isolada condutora, primeiro é realizada a deposição química de cobre. Mergulhe a placa de circuito em uma solução química contendo íons de cobre e use o agente redutor na solução para catalisar a redução de uma camada muito fina de cobre na superfície da parede do furo, geralmente com uma espessura de 0,3-0,5 μ. Esta camada de cobre serve como “camada semente” para galvanoplastia subsequente, fornecendo um caminho inicial para a condução de corrente.
Chapeamento de painel
Com base na fina camada de cobre formada pela deposição química do cobre, é realizada a galvanoplastia de placa completa. Coloque a placa de circuito em um banho de revestimento e, por meio da eletrólise, os íons de cobre do banho depositam-se continuamente nas paredes do furo e na folha de cobre na superfície da placa, aumentando a espessura da camada de cobre. Geralmente, a espessura do cobre nas paredes do furo é espessada para 25 μ ou mais para atender aos requisitos de condutividade do circuito e transporte de corrente.
Imagem de padrão
transferência de padrão
Semelhante à transferência de padrões de circuito da camada interna, um filme seco é aplicado à superfície da camada externa do laminado-revestido de cobre, e os padrões de circuito da camada externa são transferidos para o filme seco usando tecnologia de imagem direta a laser ou método tradicional de exposição por máscara fotográfica. Então, os padrões do circuito são desenvolvidos para se tornarem visíveis.
Galvanoplastia gráfica
Execute a galvanoplastia padrão na superfície de cobre exposta do padrão de circuito desenvolvido. Galvanoplastia de uma camada de cobre que atenda aos requisitos de espessura do projeto, engrossando ainda mais a espessura do cobre da seção do circuito para aumentar a condutividade e revestindo uma camada de estanho para proteção em processos de gravação subsequentes.
Decapagem e gravação de filme
Use solução de hidróxido de sódio para remover a camada de filme seco galvanizado, expondo a camada de cobre não-linha desprotegida. Reutilize a solução de corrosão para corroer e remover a camada de cobre nessas áreas sem circuito, formando linhas precisas do circuito externo. Finalmente, use uma solução especializada de remoção de estanho para remover a camada de estanho que completou sua missão protetora.
tratamento de superfície
Para proteger a folha de cobre na superfície da placa de circuito, melhorar a soldabilidade e a resistência à oxidação, é necessário tratamento de superfície. Os métodos de manuseio comuns incluem:
imersão em ouro
Nos pontos finais de soldagem e inserção, uma camada de níquel e ouro é coberta pelo método de deposição química. A camada de níquel tem alta dureza e boa resistência ao desgaste, e a camada de ouro tem forte estabilidade química, o que pode prevenir eficazmente a oxidação do ponto final e garantir um bom desempenho da conexão elétrica. É comumente usado em produtos eletrônicos-de alta tecnologia e em campos com requisitos de confiabilidade extremamente altos.
Nivelamento de solda por ar quente (HASL)
Usando tecnologia de nivelamento de ar quente, uma camada de liga de estanho-chumbo é aplicada para cobrir o ponto final da soldagem para protegê-lo e fornecer excelente desempenho de soldagem. O custo é relativamente baixo e é amplamente utilizado.
Máscara de solda orgânica
Uma camada de película protetora orgânica é formada na superfície da folha de cobre para evitar a oxidação do cobre. Ao mesmo tempo, a película protetora pode se decompor rapidamente durante a soldagem sem afetar o efeito da soldagem. O processo é simples e o custo baixo, o que é adequado para alguns produtos sensíveis ao custo e com requisitos moderados de confiabilidade.
Máscara de solda e impressão de caracteres
máscara de solda
Após a conclusão da produção da placa de circuito, as áreas sem solda e de contato precisam ser protegidas com resistência de solda para evitar curtos-circuitos e oxidação do circuito durante a soldagem. Primeiro, limpe e torne áspera a superfície da placa para aumentar a aderência. Em seguida, aplique uniformemente tinta verde fotossensível líquida por meio de serigrafia, pulverização e outros métodos, e pré-seque a tinta verde para torná-la preliminarmente seca. Em seguida, é realizada exposição ultravioleta para permitir que a tinta verde na área transparente do filme sofra reação de polimerização e solidifique. Em seguida, é utilizada solução de carbonato de sódio para revelação para remover a parte não exposta da tinta verde. Finalmente, o cozimento em alta-temperatura é realizado para endurecer completamente a tinta verde.
Impressão de caracteres
Para conveniência de instalação, depuração e manutenção de placas de circuito, caracteres como texto, marcas registradas e números de peças são impressos na superfície da placa por meio de serigrafia. A tinta do caractere endurece após secagem por calor ou irradiação ultravioleta, tornando-a clara, firme e fácil de identificar.
Formando e cortando
De acordo com as dimensões externas exigidas pelo cliente, utilize máquinas de moldagem CNC ou puncionadeiras para cortar e modelar a placa de circuito. Ao cortar, use o orifício de posicionamento para inserir o plugue e fixar a placa de circuito na base ou molde para garantir a precisão do corte. Para placas de circuito com dedos dourados, após a moldagem, a área dos dedos dourados precisa ser retificada e inclinada para facilitar a inserção posterior. Se for uma placa de circuito formada por vários chips, uma linha de quebra em forma de X precisa ser pré-aberta para facilitar a desmontagem e divisão do cliente após a inserção.
Teste de desempenho elétrico e inspeção de aparência
Teste de desempenho elétrico
Realize testes abrangentes de desempenho elétrico na placa de circuito por meio de testes de agulha voadora ou máquinas de teste totalmente automáticas, incluindo testes de condutividade, para verificar se há circuitos abertos ou curtos no circuito; O teste de impedância garante que a impedância da linha atenda aos requisitos do projeto e garanta a qualidade da transmissão do sinal; E outros testes específicos de indicadores de desempenho elétrico, como testes de resistência de isolamento.
Inspeção visual
Manualmente ou com a ajuda de equipamento de teste automatizado, inspecione cuidadosamente a aparência da placa de circuito para ver se há arranhões ou lacunas no circuito, se há bolhas ou impressões faltantes na camada da máscara de solda, se os caracteres estão claros e completos, e se a espessura e a abertura da placa atendem aos padrões. Repare imediatamente pequenos defeitos detectados durante a inspeção e remova-produtos não conformes que não possam ser reparados.
embalagem e envio
As placas de circuito multicamadas que passaram por testes rigorosos são seladas a vácuo e embaladas para evitar umidade, oxidação e danos físicos durante o transporte. Após a conclusão da embalagem, anexe a etiqueta do produto e as instruções relevantes, detalhando o modelo do produto, especificações, data de produção e outras informações e, em seguida, envie e entregue ao cliente.