Cartes de circuits imprimés multicouches, en tant que composants de base, réalisent des connexions de circuits complexes entre les composants électroniques, et leur processus de fabrication intègre diverses technologies avancées et processus de précision. Ce qui suit détaillera le processus de fabrication des cartes de circuits imprimés multi-couches.
Préparation des matières premières
Pour fabriquer des circuits imprimés multi-couches, la première étape consiste à sélectionner les matières premières appropriées. Le stratifié cuivré est un matériau de base, communément appelé substrat FR-4, qui possède de bonnes propriétés isolantes et mécaniques et convient à la plupart des produits électroniques conventionnels ; Pour les scénarios d'application à haute-fréquence et à haute-vitesse, tels que les équipements de communication 5G, des substrats en polytétrafluoroéthylène à faible constante diélectrique sont nécessaires pour réduire les pertes de transmission du signal. En plus du substrat, la feuille semi-durcie est indispensable dans le processus de laminage. Il est principalement composé de résine et de matériaux de renforcement, qui peuvent être durcis sous la chaleur et la pression pour obtenir une forte liaison entre les couches. Dans le même temps, une feuille de cuivre de haute qualité est utilisée pour former les lignes de circuit. Différentes épaisseurs de feuille de cuivre sont sélectionnées en fonction des exigences de courant, avec des épaisseurs communes telles que 18 μ et 35 μ.
Production de circuits de couche interne
transfert de motif
Après avoir coupé le panneau cuivré-à la taille appropriée, effectuez un traitement de nettoyage de surface pour éliminer les taches d'huile, les impuretés, etc., afin de garantir l'adhérence des processus ultérieurs. Ensuite, appliquez uniformément un film sec photosensible sur la surface du substrat et exposez-le à l'aide d'une machine d'exposition. Pendant le processus d'exposition, le motif du circuit de la couche interne est projeté sur le film sec par la lumière ultraviolette à travers un photomasque, et le film sec de la partie réceptrice de lumière subit une réaction de photopolymérisation, entraînant une modification de ses propriétés. Ensuite, le film sec non exposé est dissous à l'aide d'une solution de développement pour transférer avec précision le motif de circuit de la couche interne sur le stratifié recouvert de cuivre-.
gravure
Une fois le développement terminé, il entre dans le processus de gravure. La machine de gravure contient une solution de gravure spécifique qui peut réagir chimiquement avec une feuille de cuivre non protégée par un film sec, la corroder et l'enlever, laissant derrière elle la partie recouverte par le film sec pour former un circuit de couche interne précis. Une fois la gravure terminée, utilisez une solution de décapage de film spécialisée pour éliminer le film sec résiduel sur le circuit, et le circuit de la couche interne transparente est terminé. Une fois terminé, utilisez un équipement d'inspection optique automatique pour effectuer une inspection complète du circuit, à l'aide de caméras haute -définition et de systèmes de traitement d'image pour identifier s'il y a des courts-circuits, des circuits ouverts, des écarts de largeur de ligne et d'autres problèmes dans le circuit, et réparez-les en temps opportun.
oxyde brun
Pour améliorer la force de liaison entre la feuille de cuivre de la couche interne et la feuille semi-durcie, un traitement de brunissement est nécessaire. En utilisant une solution chimique spécifique, une couche d'oxyde uniforme avec une structure en micro-nid d'abeilles est formée sur la surface de la feuille de cuivre, augmentant la surface de la feuille de cuivre, améliorant son adhérence à la résine et améliorant sa capacité de mouillage à la résine fluide. Cela garantit que la résine peut être entièrement remplie et étroitement liée lors du laminage ultérieur, évitant ainsi des problèmes tels que le délaminage causé par une faible liaison.
laminage
La superposition est un processus clé dans la fabrication de cartes de circuits imprimés multi-couches, visant à empiler plusieurs cartes de circuits imprimés à couches internes avec des feuilles semi-durcies et des feuilles de cuivre externes selon les exigences de conception pour former un tout. Tout d'abord, en fonction du nombre de couches et de la structure de conception du circuit imprimé, planifiez soigneusement la séquence d'empilement de la carte interne, de la feuille semi-durcie et de la feuille de cuivre externe. Lors de l'empilement, il est nécessaire de s'assurer que les positions de chaque couche sont précisément alignées, sinon cela affectera la connectivité du circuit et la transmission du signal. Ensuite, la tôle empilée est placée dans une machine à plastifier à haute -température et haute-pression, et soumise à une température élevée d'environ 150 degrés et à un environnement à haute-pression d'environ 400 psi pendant une période de temps pour faire fondre et faire couler la résine dans la feuille semi-durcie, combler les petits espaces entre chaque couche et se solidifier après refroidissement, obtenant ainsi une liaison ferme entre chaque couche. La technologie avancée de collage sous vide peut extraire l'air pendant le processus de collage, éviter la génération de bulles, garantir que l'uniformité de l'épaisseur moyenne est contrôlée à ± 3 % et améliorer la qualité globale du circuit imprimé.
forage
Les connexions électriques entre les couches du circuit imprimé multicouche laminé -n'ont pas encore été réalisées et les canaux de connexion doivent être ouverts via le processus de perçage. Selon les documents de conception, des équipements de forage de haute-précision tels que des perceuses mécaniques ou des perceuses laser CO₂ sont utilisés pour percer des trous de différents diamètres à des emplacements désignés, y compris des trous traversants pour connecter diverses couches de circuits, des trous borgnes pour connecter uniquement des couches partielles et des trous enterrés. La technologie de fabrication moderne permet d'usiner avec précision des ouvertures aussi basses que 50 μm, répondant ainsi aux besoins de production de cartes de circuits imprimés à haute-densité. Une fois le forage terminé, il y aura des débris de forage et des résidus d'adhésif sur la paroi du trou, qui doivent être nettoyés et traités pour éliminer les résidus d'adhésif. Éliminez soigneusement les impuretés en trempant dans des solutions chimiques ou en rinçant avec des pistolets à eau haute -pression pour garantir la propreté de la paroi du trou et préparer la métallisation ultérieure du trou.
Métallisation des trous et galvanoplastie
Dépôt chimique de cuivre
Pour rendre conductrice la paroi du trou isolé, un dépôt chimique de cuivre est d'abord effectué. Plongez le circuit imprimé dans une solution chimique contenant des ions de cuivre et utilisez l'agent réducteur présent dans la solution pour catalyser la réduction d'une très fine couche de cuivre à la surface de la paroi du trou, généralement d'une épaisseur de 0,3 à 0,5 μ. Cette couche de cuivre sert de « couche de départ » pour la galvanoplastie ultérieure, fournissant ainsi un chemin initial pour la conduction du courant.
Placage de panneaux
Sur la base de la fine couche de cuivre formée par dépôt chimique de cuivre, une galvanoplastie sur plaque complète est réalisée. Placez la carte de circuit imprimé dans un bain de placage et, par électrolyse, les ions de cuivre contenus dans le bain se déposent continuellement sur les parois des trous et une feuille de cuivre sur la surface de la carte, augmentant ainsi l'épaisseur de la couche de cuivre. Généralement, l'épaisseur du cuivre sur les parois des trous est épaissie à 25 μ ou plus pour répondre aux exigences de conductivité du circuit et de transport de courant.
Imagerie de motifs
transfert de motif
Semblable au transfert des motifs de circuits de la couche interne, un film sec est appliqué sur la surface de la couche externe de stratifié cuivré-, et les motifs de circuits de la couche externe sont transférés sur le film sec à l'aide de la technologie d'imagerie directe au laser ou de la méthode traditionnelle d'exposition au photomasque. Ensuite, les modèles de circuits sont développés pour devenir visibles.
Galvanoplastie graphique
Effectuez une galvanoplastie de motif sur la surface de cuivre exposée du motif de circuit développé. Galvanoplastie d'une couche de cuivre qui répond aux exigences d'épaisseur de conception, épaississement supplémentaire de l'épaisseur de cuivre de la section de circuit pour améliorer la conductivité et revêtement d'une couche d'étain pour la protection lors des processus de gravure ultérieurs.
Décapage et gravure de film
Utilisez une solution d'hydroxyde de sodium pour retirer la couche de film sec électrolytique, exposant ainsi la couche de cuivre non protégée. Réutilisez la solution de gravure pour corroder et éliminer la couche de cuivre dans ces zones hors circuit, formant ainsi des lignes de circuit externes précises. Enfin, utilisez une solution spécialisée de décapage de l’étain pour retirer la couche d’étain qui a terminé sa mission protectrice.
traitement de surface
Pour protéger la feuille de cuivre sur la surface du circuit imprimé, améliorer la soudabilité et la résistance à l'oxydation, un traitement de surface est nécessaire. Les méthodes de manipulation courantes comprennent :
immersion dans l'or
Aux extrémités du soudage et de l'insertion, une couche de nickel et d'or est recouverte par une méthode de dépôt chimique. La couche de nickel a une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure, et la couche d'or a une forte stabilité chimique, ce qui peut efficacement empêcher l'oxydation du point final et garantir de bonnes performances de connexion électrique. Il est couramment utilisé dans les-produits électroniques haut de gamme et dans les domaines ayant des exigences de fiabilité extrêmement élevées.
Nivellement de soudure à air chaud (HASL)
Grâce à la technologie de nivellement à air chaud, une couche d'alliage étain-plomb est appliquée pour recouvrir le point final de soudage afin de le protéger et d'offrir d'excellentes performances de soudage. Le coût est relativement faible et il est largement utilisé.
Masque de soudure bio
Une couche de film protecteur organique est formée sur la surface de la feuille de cuivre pour empêcher l'oxydation du cuivre. Dans le même temps, le film protecteur peut se décomposer rapidement pendant le soudage sans affecter l'effet de soudage. Le processus est simple et le coût est faible, ce qui convient à certains produits sensibles au coût et ayant des exigences de fiabilité modérées.
Masque de soudure et impression de caractères
masque de soudure
Une fois la production du circuit imprimé terminée, les zones non soudées et les zones de contact doivent être protégées avec une réserve de soudure pour éviter les courts-circuits et l'oxydation des circuits pendant le soudage. Tout d’abord, nettoyez et dépolissez la surface du panneau pour améliorer l’adhérence. Ensuite, appliquez uniformément de la peinture verte photosensible liquide par sérigraphie, pulvérisation et d'autres méthodes, et pré-séchez la peinture verte pour la rendre préalablement sèche. Ensuite, une exposition aux ultraviolets est effectuée pour permettre à la peinture verte dans la zone transparente du film de subir une réaction de polymérisation et de se solidifier. Ensuite, une solution de carbonate de sodium est utilisée pour le développement afin d'éliminer la partie non exposée de la peinture verte. Enfin, une cuisson à haute-température est effectuée pour durcir complètement la peinture verte.
Impression de caractères
Pour faciliter l'installation, le débogage et la maintenance des cartes de circuits imprimés, des caractères tels que du texte, des marques commerciales et des numéros de pièces sont imprimés sur la surface de la carte par sérigraphie. L'encre des caractères est durcie après séchage thermique ou irradiation ultraviolette, ce qui la rend claire, ferme et facile à identifier.
Formage et découpe
Selon les dimensions externes requises par le client, utilisez des machines de moulage CNC ou des poinçonneuses de moules pour couper et façonner le circuit imprimé. Lors de la coupe, utilisez le trou de positionnement pour insérer le bouchon et fixer le circuit imprimé sur le lit ou le moule pour garantir la précision de la coupe. Pour les circuits imprimés avec des doigts en or, après le moulage, la zone des doigts en or doit être meulée et inclinée pour faciliter l'insertion ultérieure. S'il s'agit d'un circuit imprimé multipuce, une ligne de rupture en forme de X- doit être pré-ouverte pour faciliter le démontage et le fractionnement par le client après l'insertion.
Tests de performances électriques et inspection de l’apparence
Tests de performances électriques
Effectuer des tests complets de performances électriques sur le circuit imprimé au moyen de tests à aiguille volante ou de machines de test entièrement automatiques, y compris des tests de conductivité, pour vérifier les circuits ouverts ou les courts-circuits dans le circuit ; Les tests d'impédance garantissent que l'impédance de la ligne répond aux exigences de conception et garantissent la qualité de la transmission du signal ; Et d'autres tests d'indicateurs de performances électriques spécifiques, tels que les tests de résistance d'isolement.
Inspection visuelle
Manuellement ou à l'aide d'un équipement de test automatisé, inspectez soigneusement l'apparence du circuit imprimé pour voir s'il y a des rayures ou des espaces dans le circuit, s'il y a des bulles ou des impressions manquantes dans la couche du masque de soudure, si les caractères sont clairs et complets et si l'épaisseur et l'ouverture de la carte répondent aux normes. Réparez rapidement les défauts mineurs détectés lors de l'inspection et supprimez-les produits non conformes qui ne peuvent pas être réparés.
emballage et expédition
Les circuits imprimés multicouches qui ont passé des tests stricts sont scellés sous vide et emballés pour éviter l'humidité, l'oxydation et les dommages physiques pendant le transport. Une fois l'emballage terminé, attachez l'étiquette du produit et les instructions pertinentes, détaillant le modèle du produit, les spécifications, la date de production et d'autres informations, puis expédiez et livrez au client.