В областта на съвременната апаратура технологията за производство на много{0}}слойни печатни платки се превърна в основен елемент за насърчаване на подобряване на производителността на продуктите и функционална диверсификация. Строгите изисквания за висока прецизност и надеждност в уредите правят всеки аспект напроизводство на много{0}}слойни печатни платки, от дизайна до производството, следват изключително стриктни стандарти, за да отговорят на нуждите от сложно оформление на веригата и предаване на сигнал.
Проектни характеристики на много{0}}слойни печатни платки за инструменти и измервателни уреди
При проектирането на много{0}}слойни печатни платки за инструменти и измервателни уреди първо трябва изцяло да се вземе предвид целостта на сигнала. Поради честото откриване и обработка на слаби сигнали в инструментариума, като например получаване на сензорен сигнал, дори незначителната интерференция на сигнала може значително да увеличи грешките при измерване. Следователно, в процеса на проектиране е необходимо внимателно да се планира оформлението на веригата, да се намали отражението на сигнала и кръстосаните смущения чрез разумна ширина на линията, настройки за разстояние между линиите и съвпадение на импеданса.
Междувременно дизайнът на системата за разпределение на енергия също е от решаващо значение при много-слойните печатни платки за измервателни уреди. Различните функционални модули вътре в инструмента често изискват захранване с различни нива на напрежение и имат изключително високи изисквания за стабилност на мощността. При проектирането на много-слойни печатни платки, захранващият и заземяващият слой са специално настроени да осигурят стабилно и чисто захранване на различни модули чрез разумно сегментиране на равнината на захранване, намалявайки влиянието на колебанията на мощността върху производителността на веригата. В допълнение, голям брой отделящи кондензатори ще бъдат добавени близо до захранващите щифтове на чипа, за да филтрират високо-честотния шум и да осигурят качество на захранването.
Поток на производствения процес и ключови технологии
Производство на вътрешен слой верига
Производството на многослойни печатни платки започва с производството на вериги с вътрешен слой. Като се използва ламинат с медно- покритие като субстрат, проектираният модел на веригата се прехвърля върху повърхността на медното фолио чрез процес на фотолитография. В процеса на фотолитография се изисква изключително висока точност на експозицията. Използва се усъвършенствано литографско оборудване, за да се гарантира, че фините характеристики на модела на веригата могат да бъдат точно възпроизведени и толерансът на ширината на линията може да се контролира в рамките на няколко микрометра. Например за печатни платки на прецизни инструменти и измервателни уреди ширината на линиите и разстоянието под 0,1 mm са доста често срещани.
След като фотолитографията приключи, ненужното медно фолио се отстранява чрез процеси като проявяване и ецване, като същевременно се запазват прецизните модели на веригата. Процесът на ецване изисква строг контрол на концентрацията, температурата и времето за ецване на разтвора за ецване, за да се осигури равномерно ецване и да се избегне прекомерно ецване или недостатъчно ецване на веригата.
Процес на ламиниране
След като веригата на вътрешния слой е завършена, всяка дъска на вътрешния слой се подрежда с полувтвърден лист (PP лист) в предвидения ред и се поставя в машина за ламиниране за ламиниране при висока-температура и високо-налягане. Параметрите на температурата, налягането и времето на процеса на ламиниране трябва да бъдат прецизно контролирани, за да се гарантира, че PP листът се разтопява напълно и тече, запълва празнините между вътрешните слоеве и е здраво свързан с вътрешните слоеве, за да образува едно цяло. Подходящите параметри на ламиниране могат да осигурят добро междуслойно свързване, да предотвратят разслояването и да осигурят плоскостта на печатната платка, отговаряйки на изискванията за последваща високо-прецизна обработка. Например, типичната температура на ламиниране е между 180-220 градуса, налягането е между 3-5MPa и времето е около 60-90 минути.
Пробиване и медно покритие
Ламинираната печатна платка трябва да бъде пробита, за да се постигнат електрически връзки между слоевете вериги. Използвайки високо-прецизно оборудване за пробиване с ЦПУ, сондажните операции се извършват според проектираните координати на пробиване. Диаметърът на отвора за пробиване може да бъде толкова малък, колкото 0,15 mm или дори по-малък, а стената на отвора трябва да е гладка и без грапавини, за да се избегне повлияване на качеството на последващото медно покритие.
След завършване на пробиването върху стената на отвора се отлага равномерен слой мед чрез процеси на химическо медно покритие и галванопластика, осигуряващи добра проводимост и надеждна връзка между слоевете на вериги. По време на процеса на медно покритие се извършва строг мониторинг на състава на разтвора за покритие, плътността на тока, температурата и други параметри, за да се гарантира, че дебелината и еднородността на слоя медно покритие отговарят на стандартите. Обикновено дебелината на медното покритие на стената на отвора трябва да бъде между 20-35 μm.
Производство на верига на външен слой и повърхностна обработка
Производството на външната верига е подобно на това на вътрешната верига, а моделът на външната верига се формира чрез процеси като фотолитография и ецване. Въпреки това, поради директното заваряване на външната верига с електронни компоненти, се поставят по-високи изисквания към точността и качеството на повърхността на веригата.
Процесът на повърхностна обработка се използва за защита на медния слой върху повърхността на печатните платки, подобряване на способността за запояване и устойчивост на окисление. Обичайните процеси за обработка на повърхността включват изравняване с горещ въздух (HASL), никелово златно покритие без електролити (ENIG), органична маска за запояване (OSP) и т.н. В областта на инструментите, като се има предвид надеждността и -трайната стабилност на заваряването, процесът на химическо никелиране се използва широко. Може да образува равномерен слой от никелова златна сплав върху повърхността на печатната платка, който има добра проводимост и може ефективно да предотврати окисляването на медния слой, осигурявайки дългосрочна-надеждност на спойките.
Контрол на качеството и методи за изпитване
Тестване на електрически характеристики
С помощта на машина за тестване на летяща игла за извършване на тестове за електрическа ефективност на печатни платки, проводимостта, късото съединение и отворената верига на веригата се откриват чрез контакт на сондата с точката за тестване на печатната платка. Тестването с летяща игла може бързо и точно да открие проблеми с електрическото свързване в печатни платки. За сложни много-слойни печатни платки могат да се настроят множество точки за изпитване, за да се покрие напълно мрежата на веригата и да се гарантира, че електрическите характеристики отговарят на проектните изисквания.
За високо{0}}честотни сигнални линии също се изисква тестване на импеданса, като се използва професионален анализатор на импеданса за измерване на характеристичния импеданс на линията, като се гарантира, че отклонението му от проектната стойност е в рамките на допустимия диапазон и се гарантира целостта на предаването на сигнала.
Проверка на външен вид и размери
Използвайте оптични микроскопи, електронни микроскопи и друго оборудване, за да проверите външния вид на печатните платки, като проверите за дефекти във веригата, драскотини по медното фолио и аномалии в стените на отвора. Чрез високо{1}}прецизна технология за разпознаване на изображения могат да бъдат открити малки дефекти, като отклонение в ширината на линиите и изпъкналости по ръбовете на линиите.
Размерът на печатните платки трябва да бъде точно измерен с аниме и третични измервателни инструменти, включително ключови размери като дължина на платката, ширина на платката, диаметър на отвора и разстояние между линиите, за да се гарантира, че размерът на печатната платка отговаря на изискванията на проектните чертежи и изискванията за точност на следващите процеси на сглобяване.
тест за надеждност
Провеждане на тестове за надеждност на печатни платки и симулиране на различни работни условия в действителни среди на използване, като висока температура, ниска температура, влажност, вибрации и т.н. Чрез провеждане на високо-температурни тестове за стареене, печатната платка се поставя в среда с висока-температура за определен период от време, за да се тества стабилността на нейната електрическа ефективност при високи-температурни условия; Чрез провеждане на тестове за студен и горещ удар, печатните платки могат бързо да превключват между различни температурни диапазони, за да проверят своята адхезия между слоевете и надеждността на спойката. Тези тестове за надеждност могат да открият потенциални опасности за качеството на печатните платки предварително, като гарантират дългосрочна-стабилна работа на продуктите в сложни среди.