I moderne elektroniske enheter, enten det er en liten smartklokke eller en kompleks superdatamaskin,pcbbærer de elektriske koblingene til elektroniske komponenter og er nøkkelen til å realisere funksjonene til elektroniske produkter. Produksjonsprosessen er kompleks og presis, og involverer en rekke prosesstrinn, som hver spiller en avgjørende rolle for ytelsen og kvaliteten til sluttproduktet.
Materialvalg og kapping: Bygge et solid fundament for PCB-produksjon
Nøye utvalgte råvarer
Velg passende kobber-kledde laminater i henhold til designkravene. Kobberkledd laminat er sammensatt av kobberfolie og isolerende underlag. Vanlige isolerende underlag inkluderer glassfiberepoksyharpiks, polyimid osv. Ulike underlag har forskjellige elektriske, mekaniske og termiske egenskaper. FR-4 passer for de fleste vanlige elektroniske produkter, mens PI yter bedre i spesielle applikasjonsscenarier som høy temperatur og høy frekvens. Samtidig er det nødvendig å bestemme tykkelsen på kobberfolie for kobberkledde laminater, som vanligvis inkluderer tykkelser på 18 μm, 35 μm, 70 μm, etc., basert på faktorer som gjeldende bæreevne og signaloverføringskrav til kretskortet.
Nøyaktig kutteoperasjon
Bruk kutteutstyr, for eksempel CNC-skjæremaskiner, til å kutte store-kobberkledde-laminater i små biter som er egnet for påfølgende produksjon og prosessering. Ved skjæring er dimensjonsnøyaktigheten strengt nødvendig, og feilen kontrolleres vanligvis innenfor et veldig lite område, for eksempel ± 0,1 mm, for å oppfylle designkravene. Vær samtidig oppmerksom på å kutte flathet for å forhindre grader eller ujevnheter på kantene av brettet, for ikke å påvirke etterfølgende behandlingsprosedyrer.
Innerlagsskjæring: Bygge PCB-kjernekretser
Forbehandling av indre grafisk overføring
Etter kutting bør overflaten på den kobber-kledde platen rengjøres og gjøres ru først. Rengjøring tar sikte på å fjerne urenheter som olje og støv fra overflaten av platen, og kan oppnås ved å kombinere kjemiske rengjøringsmidler med fysisk skrubbing. Grovbehandling benytter metoder som kjemisk etsing eller mekanisk sliping for å gjøre overflaten på platen ru og forbedre adhesjonen mellom den tørre filmen og platens overflate under påfølgende laminering. Etterpå utføres mikroetsebehandling for å fjerne overflateoksidlaget ytterligere og aktivere kobberoverflaten. Mengden av mikroetsing er generelt kontrollert til rundt 1-2 μm.
Filmpressing og eksponeringsfremkalling
Påfør den tørre filmen på overflaten av det behandlede kobber-belagte laminatet ved varmpressing. Temperatur-, trykk- og hastighetsparametrene for lamineringsprosessen må justeres basert på egenskapene til tørrfilmen og tilstanden til arket. Generelt er lamineringstemperaturen mellom 100-120 grader C, trykket er rundt 3-5 kg/cm ², og hastigheten er rundt 1-2m/min. Plasser deretter den laminerte kobberkledde platen under eksponeringsmaskinen og eksponer den tørre filmen for ultrafiolett lys i henhold til det indre lagets kretsmønster i Gerber-filen. Eksponeringsenergien bør kontrolleres nøyaktig. Hvis den er for høy, vil den tørre filmen bli overeksponert og grafikken vil bli deformert. Hvis den er for lav, vil eksponeringen for tørr film være utilstrekkelig og grafikken vil bli uskarp. Eksponeringsenergien justeres vanligvis mellom 80-150 mJ/cm ² i henhold til typen og tykkelsen på den tørre filmen. Deretter ble den ueksponerte tørre filmen løst opp og fjernet ved hjelp av en fremkaller, og det eksponerte tørre filmmønsteret ble beholdt, for å oppnå målet om å overføre det indre lagkretsmønsteret fra Gerber-filen til det kobberkledde laminatet. Konsentrasjonen, temperaturen og utviklingstiden til utvikleren må kontrolleres strengt. For eksempel er konsentrasjonen av fremkalleren generelt rundt 1% -3%, temperaturen er mellom 30-35 grader C, og utviklingstiden er rundt 60-90s.
Etsing og deteksjon av indre lag
Legg det utviklede kobber-belagte laminatet i en etseløsning, som vil korrodere kobberfolien som ikke er beskyttet av den tørre filmen, og dermed danne en indre lagkrets. Sure etseløsninger, for eksempel kobberklorid-etseløsning, brukes ofte som etseløsninger. Under etseprosessen må parametere som konsentrasjonen, temperaturen og etsehastigheten til etseløsningen kontrolleres. Konsentrasjonen av etseløsning er generelt rundt 1-2mol/L, temperaturen er mellom 40-50 grader C, og etsehastigheten varierer fra 1-3 μm/min avhengig av linjetetthet og etseutstyr. Etter etsing, rengjør den etsede kobberkledde platen for å fjerne gjenværende etseløsning og kobberioner. Til slutt, bruk automatisk optisk inspeksjonsutstyr for å utføre inspeksjoner på den indre kretsen. AOI-utstyr bruker optisk bildebehandling og bildeanalyseteknologi for å se etter defekter som åpne kretsløp, kortslutninger og inkonsekvente linjebredder i kretsen. Når forskjellen overstiger den angitte terskelen, vil den bli merket som et defektpunkt.
Komprimeringsprosess: Opprette flerlags-PCB-struktur
Bruning forbedrer bindingsstyrken
Utfør bruningsbehandling på det indre kretskortet for å generere en jevn, grov og kjemisk aktiv bruningsfilm på kobberoverflaten. Under bruningsprosessen gjennomgår bruningsløsningen en kjemisk reaksjon med kobberoverflaten, og tykkelsen på bruningsfilmen er vanligvis rundt 0,5-1,5 μm. Bruningsfilmen kan forbedre adhesjonen mellom den indre lagkretsen og det halvherdede arket, og effektivt forhindre forekomsten av delaminering.
Nøyaktig stabling og høy temperatur og høytrykkskompresjon
I henhold til designlagene, stables de indre lagkretskortene og halvherdede arkene som har gjennomgått bruningsbehandling i en bestemt rekkefølge. Ved laminering er det nødvendig å sikre nøyaktig plassering av hvert lag og kontrollere feilen innenfor et veldig lite område, for eksempel ± 0,05 mm. Under lamineringsprosessen vil det halvherdede arket binde kretskortene til hvert lag sammen og fylle hullene mellom lagene. Etterpå legger du de stablede flerlags-platene i lamineringsmaskinen for laminering. Lamineringsmaskinen smelter og flyter det halv-faste arket gjennom høy temperatur og høyt trykk, og binder lagene av kretskort fast for å danne en flerlags-kortstruktur. Parametrene som temperatur, trykk og pressetid under presseprosessen må justeres nøyaktig basert på faktorer som type plate, antall lag og egenskapene til det halvherdede arket. Pressetiden er vanligvis rundt 60-120 minutter.
Etterbehandling forbedrer kvaliteten
Etter laminering må flerlagsplaten gjennomgå etter-behandling for å fjerne overflødig materiale som limoverløp fra platekantene, og for å polere og avfase platekantene for å forbedre utseendekvaliteten og de mekaniske egenskapene til flerlagsplaten.
Boreoperasjon: Åpne elektriske tilkoblingskanaler
Planleggingsvei for boreprogrammering
Basert på informasjonen om gjennomgående-hull i Gerber-filen, programmerer du boreutstyret for å bestemme koordinatposisjonen, åpningsstørrelsen, boresekvensen og annen informasjon for hvert gjennomgående-hull. Ved programmering er det viktig å balansere boreeffektivitet og kvalitet, optimalisere boresekvensen og redusere tomgangstiden for boreutstyr.
Nøyaktig boring og rengjøring av hullvegger
Bruk en CNC-boremaskin til å bore hull i henhold til programmerte parametere. Ved boring er det nødvendig å strengt kontrollere parametere som borehastighet, matehastighet og borkronehastighet. For bor med forskjellige diametre og forskjellige platematerialer, må disse parametrene justeres tilsvarende. For eksempel, for borkroner med mindre diametre, slik som 0,2 mm, bør borehastigheten reduseres passende for å forhindre at borkronen brekker; For hardere platematerialer må borehastigheten kanskje økes. Under boreprosessen er det nødvendig å sikre nøyaktigheten til hulldiameteren, med en feil som vanligvis kontrolleres innenfor ± 0,05 mm. Samtidig bør det tas hensyn til vertikaliteten til borehullet for å unngå skrånende hull, da de kan påvirke den påfølgende metalliseringen og den elektriske forbindelseskvaliteten til hullet. Etter at boringen er fullført, bør hullveggen rengjøres for å fjerne rusk, oljeflekker og andre urenheter som genereres under boreprosessen. Høytrykksluftblåsing, kjemisk rengjøring og andre metoder kan brukes for å sikre at hullveggen er ren og tørr, og forbereder seg på påfølgende hullmetallisering.
Hullmetallisering og galvanisering: gir hullvegger ledningsevne
Pore metallisering aktiveringsbehandling
Først aktiverer du poreveggen for å aktivere kobberoverflaten til poreveggen, noe som letter jevn fremdrift av etterfølgende kjemisk kobberplettering. Aktiveringsbehandling bruker vanligvis palladiumsaltløsning, som adsorberer et lag med palladiumatomer på kobberoverflaten av poreveggen gjennom kjemisk reaksjon, og fungerer som det katalytiske senteret for strømløs kobberplettering. Under aktiveringsprosessen er det nødvendig å kontrollere konsentrasjonen, temperaturen og behandlingstiden til aktiveringsløsningen. Konsentrasjonen av aktiveringsløsningen er generelt rundt 0,1-0,3g/L, temperaturen er mellom 30-40 grader C, og behandlingstiden er rundt 3-5 minutter.
Kjemisk kobberbelegg og galvaniseringsfortykning
Utfør strømløs kobberplettering på de aktiverte poreveggene. Den kjemiske kobberpletteringsløsningen inneholder kobbersalter, reduksjonsmidler og andre komponenter. Under katalyse av palladiumatomer reduseres kobberioner til kobberatomer på poreveggen, og danner et tynt kobberlag på poreveggen. Under prosessen med strømløs kobberplettering er det nødvendig å strengt kontrollere parametere som konsentrasjonen, temperaturen, pH-verdien og pletteringstiden til pletteringsløsningen. Konsentrasjonen av pletteringsløsningen er generelt 10-20g/L kobbersulfat og 5-10g/L formaldehyd, og temperaturen er mellom 25-35 grader C. Kobberlaget som dannes av strømløs kobberplettering er relativt tynt, og for å oppfylle kravene til elektrisk ytelse er det også nødvendig med elektroplettering. Ved elektroplettering blir et lag av kobber med en spesifisert tykkelse galvanisert på den eksponerte kobberhuden eller hullveggen i kretsmønsteret, og gull-, nikkel- eller tinnlag blir galvanisert etter behov. Elektropletteringsprosessen krever også presis kontroll av parametere som sammensetning, konsentrasjon, temperatur og strømtetthet til pletteringsløsningen for å sikre jevn beleggtykkelse og utmerket ytelse.
Forming av ytre lag: Forbedre utforming av PCB-kretser
Ytre for-forbehandling og grafikkoverføring
I likhet med det indre laget, rengjør først den ytre overflaten for å fjerne forurensninger. Utfør deretter laminerings-, eksponerings- og utviklingsoperasjoner for å overføre det utformede ytre kretsmønsteret til brettet. Kontrollen av prosessparametere for filmpressing, eksponering og utvikling ligner på produksjon av indre lagkretser, men på grunn av kompleksiteten til produksjon av ytre lagkretser og høyere presisjonskrav, er kontrollnøyaktigheten til hver parameter også strengere.
Grafisk galvanisering og etsende forming
Utfør grafisk galvanisering på det eksponerte og utviklede kretsmønsteret for å gjøre kretsen tykkere. Etter at elektropletteringen er fullført, fjern den tørre filmen og bruk deretter etseløsning for å etse av det ubeskyttede kobberlaget, og danner den endelige ytre lagkretsen. Etterpå vil påfølgende behandlinger som tinnstripping utføres etter behov for å oppnå designkravene til kretsen.
Ytre beskyttelse: Ta vare på PCB-kretssikkerheten
Fotosensitiv loddemaske og overflatebehandling
Påfør et lag med lysfølsom loddemaskeblekk på brettet, og lag et loddemaskelag gjennom eksponering og fremkalling for å beskytte kretsen mot tilfeldig lodding. Samtidig utføres overflatebehandling som kjemisk nikkelgullbehandling for å forbedre sveiseytelsen og korrosjonsbestandigheten. I prosessen med kjemisk nikkelgullbehandling blir nikkelbelegg først etterfulgt av gullbelegg. Nikkellaget kan blokkere diffusjonen av kobber, mens gulllaget har god oksidasjonsmotstand og ledningsevne, noe som kan forbedre ytelsen og påliteligheten til PCB betydelig.
Silketrykk tekst og merkesymboler
Utskrift av tekst og merkesymboler på tavlen letter etterfølgende montering og vedlikehold, noe som gir bekvemmelighet for produksjon, feilsøking og vedlikehold av elektroniske produkter.
Testing av emballasje: sikre levering av PCB-kvalitet
Nøye pakket og trygt levert
Etter å ha bestått inspeksjonen, vakuumpakkes og pakkes PCB-kortet for forsendelse for å sikre at produktet ikke blir skadet under transport og levert problemfritt til kunden.