Op het gebied van moderne instrumentatie is de productietechnologie van meer-printplaten een kernelement geworden bij het bevorderen van verbetering van de productprestaties en functionele diversificatie. De strenge eisen voor hoge precisie en betrouwbaarheid in instrumentatie maken elk aspect duidelijkmeer-laagse PCB-productieVan ontwerp tot productie volgen wij uiterst strikte normen om te voldoen aan de behoeften van complexe circuitlay-out en signaaloverdracht.
Ontwerpkenmerken van meer-laagse printplaten voor instrumenten en meters
Bij het ontwerp van meer-laagse printplaten voor instrumenten en meters moet eerst volledig rekening worden gehouden met de signaalintegriteit. Vanwege de frequente detectie en verwerking van zwakke signalen in instrumentatie, zoals sensorsignaalacquisitie, kunnen zelfs kleine signaalinterferenties de meetfouten aanzienlijk vergroten. Daarom is het tijdens het ontwerpproces noodzakelijk om de circuitindeling zorgvuldig te plannen, signaalreflectie en overspraak te verminderen door middel van een redelijke lijnbreedte, instellingen voor de lijnafstand en impedantie-aanpassing.
Ondertussen is het ontwerp van het stroomdistributiesysteem ook cruciaal bij meer-laagse printplaten voor instrumentatie. De verschillende functionele modules in het instrument vereisen vaak een voeding met verschillende spanningsniveaus en stellen extreem hoge eisen aan de stroomstabiliteit. Bij het ontwerpen van meer-laags printplaten worden de stroom- en aardlagen specifiek opgezet om stabiele en zuivere stroom te leveren aan verschillende modules via redelijke segmentatie van het stroomvlak, waardoor de impact van stroomfluctuaties op de circuitprestaties wordt verminderd. Bovendien zal er een groot aantal ontkoppelcondensatoren worden toegevoegd nabij de stroompinnen van de chip om hoogfrequente ruis weg te filteren en de stroomkwaliteit te garanderen.
Productieprocesstroom en sleuteltechnologieën
Productie van binnenlaagcircuits
De productie van meerlaagse printplaten begint met de productie van binnenlaagcircuits. Met koper-bekleed laminaat als substraat wordt het ontworpen circuitpatroon via een fotolithografisch proces overgebracht naar het oppervlak van de koperfolie. Bij het fotolithografieproces is een extreem hoge belichtingsnauwkeurigheid vereist. Er wordt gebruik gemaakt van geavanceerde lithografieapparatuur om ervoor te zorgen dat de subtiele kenmerken van het circuitpatroon nauwkeurig kunnen worden gerepliceerd en dat de lijnbreedtetolerantie binnen enkele micrometers kan worden geregeld. Voor printplaten van precisie-instrumenten en meters zijn lijnbreedtes en -afstanden van minder dan 0,1 mm bijvoorbeeld vrij gebruikelijk.
Nadat de fotolithografie is voltooid, wordt onnodige koperfolie verwijderd door middel van processen zoals ontwikkelen en etsen, terwijl de precieze circuitpatronen behouden blijven. Het etsproces vereist strikte controle van de concentratie, temperatuur en etstijd van de etsoplossing om de etsuniformiteit te garanderen en overmatig etsen of onvoldoende etsen van het circuit te voorkomen.
Laminatieproces
Nadat het circuit van de binnenlaag is voltooid, wordt elke binnenlaagplaat gestapeld met een semi-uitgeharde plaat (PP-plaat) in de ontworpen volgorde en in een lamineermachine geplaatst voor lamineren op hoge- temperatuur en hoge- druk. De temperatuur-, druk- en tijdparameters van het lamineerproces moeten nauwkeurig worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat de PP-plaat volledig smelt en vloeit, de gaten tussen de binnenlagen opvult en stevig aan de binnenlagen wordt gehecht om een geheel te vormen. De juiste lamineerparameters kunnen zorgen voor een goede hechting tussen de lagen, delaminatie voorkomen en de vlakheid van de printplaat garanderen, waardoor wordt voldaan aan de vereisten van daaropvolgende hoge-precieze verwerking. De typische lamineertemperatuur ligt bijvoorbeeld tussen 180-220 graden, de druk ligt tussen 3-5 MPa en de tijd is ongeveer 60-90 minuten.
Boren en koperplaten
De gelamineerde printplaat moet worden geboord om elektrische verbindingen tussen de lagen van de circuits tot stand te brengen. Met behulp van zeer-precieze CNC-boorapparatuur worden boorwerkzaamheden uitgevoerd volgens de ontworpen boorcoördinaten. De diameter van het boorgat kan zo klein zijn als 0,15 mm of zelfs kleiner, en de gatwand moet glad en braamvrij zijn om te voorkomen dat de kwaliteit van het daaropvolgende koperbeplating wordt aangetast.
Nadat het boren is voltooid, wordt door middel van chemische koper- en galvaniseerprocessen een uniforme laag koper op de gatwand afgezet, waardoor een goede geleiding en een betrouwbare verbinding tussen de lagen van de circuits worden gegarandeerd. Tijdens het koperplatingsproces wordt strikt toezicht gehouden op de samenstelling van de galvaniseeroplossing, stroomdichtheid, temperatuur en andere parameters om ervoor te zorgen dat de dikte en uniformiteit van de koperplatingslaag aan de normen voldoen. Over het algemeen moet de koperlaagdikte op de gatwand tussen 20-35 μm liggen.
Fabricage van buitenlaagcircuits en oppervlaktebehandeling
De productie van het buitenste circuit is vergelijkbaar met die van het binnenste circuit, en het buitenste circuitpatroon wordt gevormd door processen zoals fotolithografie en etsen. Door het direct lassen van het buitencircuit met elektronische componenten worden er echter hogere eisen gesteld aan de nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van het circuit.
Het oppervlaktebehandelingsproces wordt gebruikt om de koperlaag op het oppervlak van de printplaten te beschermen, de soldeerbaarheid en oxidatieweerstand te verbeteren. Veel voorkomende oppervlaktebehandelingsprocessen zijn onder meer hete luchtnivellering (HASL), stroomloos nikkelvergulden (ENIG), organisch soldeermasker (OSP), enz. Op het gebied van instrumentatie wordt, gezien de betrouwbaarheid en stabiliteit op de lange termijn- van het lassen, het chemische nikkelvergulden proces veel gebruikt. Het kan een uniforme nikkel-goudlegeringslaag op het oppervlak van de printplaat vormen, die een goede geleidbaarheid heeft en oxidatie van de koperlaag effectief kan voorkomen, waardoor de betrouwbaarheid van de soldeerverbindingen op lange termijn wordt gewaarborgd.
Kwaliteitscontrole en testmethoden
Testen van elektrische prestaties
Met behulp van een vliegende naaldtestmachine om elektrische prestatietests uit te voeren op printplaten, worden de geleidbaarheid, kortsluiting en open circuit van het circuit gedetecteerd door de sonde in contact te brengen met het testpunt op de printplaat. Met vliegende-naaldtesten kunnen elektrische verbindingsproblemen in printplaten snel en nauwkeurig worden opgespoord. Voor complexe meer-laags printplaten kunnen meerdere testpunten worden opgezet om het circuitnetwerk volledig te dekken en ervoor te zorgen dat de elektrische prestaties voldoen aan de ontwerpvereisten.
Voor hoogfrequente signaallijnen is ook een impedantietest vereist, waarbij gebruik wordt gemaakt van een professionele impedantieanalysator om de karakteristieke impedantie van de lijn te meten, waarbij wordt verzekerd dat de afwijking van de ontwerpwaarde binnen het toegestane bereik ligt en de integriteit van de signaaloverdracht wordt gewaarborgd.
Uiterlijk en maatinspectie
Gebruik optische microscopen, elektronenmicroscopen en andere apparatuur om het uiterlijk van printplaten te inspecteren, waarbij u controleert op defecten in het circuit, krassen op de koperfolie en afwijkingen in de wanden van de gaten. Dankzij uiterst nauwkeurige beeldherkenningstechnologie- kunnen kleine defecten, zoals afwijkingen in de lijnbreedte en bramen aan de lijnrand, worden gedetecteerd.
De grootte van printplaten moet nauwkeurig worden gemeten met anime- en tertiaire meetinstrumenten, inclusief belangrijke afmetingen zoals plaatlengte, plaatbreedte, gatdiameter en lijnafstand, om ervoor te zorgen dat de grootte van de printplaat voldoet aan de eisen van ontwerptekeningen en de nauwkeurigheidseisen van daaropvolgende assemblageprocessen.
betrouwbaarheidstest
Voer betrouwbaarheidstests uit op printplaten en simuleer verschillende werkomstandigheden in daadwerkelijke gebruiksomgevingen, zoals hoge temperaturen, lage temperaturen, vochtigheid, trillingen, enz. Door verouderingstests bij hoge- temperaturen uit te voeren, wordt de printplaat gedurende een bepaalde periode in een omgeving met hoge- temperaturen geplaatst om de stabiliteit van de elektrische prestaties onder hoge- omstandigheden te testen; Door het uitvoeren van koude- en hete-schoktests kunnen de printplaten snel schakelen tussen verschillende temperatuurbereiken om de hechting tussen de lagen en de betrouwbaarheid van de soldeerverbinding te verifiëren. Deze betrouwbaarheidstests kunnen potentiële kwaliteitsrisico's van printplaten vooraf detecteren, waardoor een stabiele werking van producten op de lange- termijn in complexe omgevingen wordt gegarandeerd.