Vier-laagkaarten, met hun voordelen van hoge bedradingsdichtheid en stabiele signaaloverdracht, zijn kerncomponenten geworden in talloze complexe elektronische systemen. Hun productieproces integreert precisiebewerking en strikte controle, waarbij elke stap een cruciale impact heeft op de productprestaties.
1. Voorlopig voorbereidingsproces
De voorbereidende voorbereidingen voor de productie van platen met vier-lagen vormen de basis voor een soepel verloop van de daaropvolgende processen. De eerste stap is de substraatselectie, waarbij geschikte met koper-beklede laminaten (CCL's) moeten worden gekozen op basis van de toepassingsscenario's en prestatie-eisen van het product. De isolatieprestaties, mechanische sterkte, hittebestendigheid en andere parameters van de ondergrond moeten strenge tests ondergaan om ervoor te zorgen dat deze voldoen aan de gebruikseisen van platen met vier- lagen.
II. Productieproces van de binnenlaag
De productie van de binnenlaag is een van de belangrijkste stappen bij de productie van een bord met vier- lagen, en de kwaliteit ervan heeft rechtstreeks invloed op de prestaties van de gehele printplaat.
(1) Voor-behandeling van het binnensubstraat
De voorbehandeling van het binnenste met koper-beklede laminaat (CCL) heeft tot doel de oxidelaag, olievlekken en onzuiverheden op het substraatoppervlak te verwijderen, waardoor de hechting van inkt in daaropvolgende processen wordt verbeterd. De voorbehandeling omvat doorgaans stappen zoals ontvetten en micro-etsen. Ontvetten kan worden bereikt door middel van chemische reiniging om de olie en het vet op het substraatoppervlak te verwijderen. Bij micro-etsen daarentegen gaat het om mild etsen om een uniform ruw oppervlak op het substraat te creëren, waardoor de binding met de inkt wordt versterkt.
(II) Productie van binnenlaagcircuits
Breng eerst de lichtgevoelige inkt aan, verdeel de vloeibare inkt gelijkmatig over het oppervlak van het binnensubstraat en laat deze vervolgens door drogen uitharden tot een film. Ga vervolgens verder met de belichting. Importeer het voorbereide digitale circuitpatroonbestand in de LDI-belichtingsmachine, die laserlicht gebruikt om het substraat dat is bedekt met lichtgevoelige inkt direct te scannen en bloot te leggen. Hierdoor ondergaat de inkt in de aan de laser blootgestelde gebieden een uithardingsreactie, terwijl de niet-blootgestelde gebieden oplosbaar blijven.
Na de belichting wordt de ontwikkeling uitgevoerd door het substraat in een ontwikkelaaroplossing te plaatsen. De niet-uitgeharde inkt wordt opgelost en verwijderd, waardoor een uitgehard inktpatroon op het substraatoppervlak achterblijft dat overeenkomt met het digitale patroon. Vervolgens wordt het etsen uitgevoerd door het substraat in een etsoplossing te plaatsen. De koperfolie die niet bedekt is met inkt, wordt weggeëtst en de resterende koperfolie vormt het binnenlaagcircuit. Daarna wordt de uitgeharde inkt op het oppervlak van het circuit verwijderd door middel van een filmstripproces, waardoor het heldere binnenlaagcircuit zichtbaar wordt.
(III) Inspectie van de binnenlaag
Na de voltooiing van de fabricage van de binnenlaagcircuits is een strenge inspectie vereist. De inhoud van de inspectie omvat de geleidbaarheid van het circuit, kortsluitingsomstandigheden en of de lijnbreedte en -afstand aan de vereisten voldoen. Meestal wordt automatische optische inspectieapparatuur gebruikt om een uitgebreide scan van het circuit uit te voeren via optische beeldvormingsprincipes, waardoor defecten in het circuit onmiddellijk worden gedetecteerd en de kwaliteit van het binnenlaagcircuit wordt gewaarborgd.
III. Lamineren proces
Het lamineerproces omvat het combineren van het binnenste substraat, prepreg en buitenste koperfolie om de algehele structuur van een plaat met vier- lagen te vormen.
(1) Voorbereiding voor lamineren
Afhankelijk van de vereisten worden het binnensubstraat, de prepreg en de buitenste koperfolie in een bepaalde volgorde gestapeld. De prepreg is gemaakt van glasvezeldoek geïmpregneerd met epoxyhars, dat uithardt onder verwarming en druk en als bindmiddel tussen de lagen dient. Bij het stapelen is het noodzakelijk om de uitlijningsnauwkeurigheid van elke laag te garanderen, en voor het positioneren worden meestal positioneringspinnen gebruikt om te voorkomen dat een verkeerde uitlijning tussen de lagen de circuitverbindingen beïnvloedt.
(II) Lamineringsbewerking
Plaats de gevouwen platen in de laminator en ga verder met lamineren onder de gespecificeerde temperatuur-, druk- en tijdsomstandigheden. Tijdens het lamineerproces zal de hars in de prepreg smelten en vloeien, waardoor de gaten tussen de lagen worden opgevuld en een stevige verbinding ontstaat met het binnenste substraat en de buitenste koperfolie. Tegelijkertijd zal de hars uitharden om een stijve isolatielaag te vormen, waardoor de circuits van elke laag worden gescheiden en elektrische isolatie wordt bereikt. De procesparameters voor lamineren moeten strikt worden gecontroleerd om een sterke hechting tussen de lagen, de afwezigheid van luchtbellen, delaminatie en andere defecten te garanderen.
IV. Verwerkingsprocedure voor de buitenste laag
Na het lamineren begint de verwerkingsfase van de buitenlaag, die voornamelijk processen omvat zoals boren, metalliseren van gaten en fabricage van circuits voor de buitenlaag.
(1) Boren
Afhankelijk van de eisen wordt met een CNC-boormachine diverse via- en montagegaten in de gelamineerde plaat geboord. Via-gaten worden gebruikt om elektrische verbindingen tussen lagen van schakelingen tot stand te brengen, terwijl montagegaten worden gebruikt om elektronische componenten te bevestigen. Tijdens het boren is het noodzakelijk om de positionele nauwkeurigheid van het boorgat, de grootte van de gatdiameter en de kwaliteit van de gatwand te controleren om problemen zoals gatafwijkingen en ruwe gatwanden te voorkomen. Nadat het boren is voltooid, moet het vuil in de gaten worden verwijderd om de kwaliteit van de daaropvolgende metallisatie van het gat te garanderen.
(II) Metallisatie van gaten
Metallisatie van gaten is een cruciaal proces voor het bereiken van een elektrische verbinding van via's. Eerst wordt er ontbraamd om vuil en harsresten te verwijderen die tijdens het boorproces op de gatwand zijn achtergebleven, zodat de gatwand schoon en netjes is. Vervolgens wordt chemische koperafzetting uitgevoerd door het substraat in een koperafzettingsoplossing te plaatsen om een dunne laag koper op het oppervlak van de gatwand af te zetten, waardoor de oorspronkelijk isolerende gatwand geleidend wordt. Daarna wordt door het galvaniseren van koper de koperlaag verder verdikt op basis van de koperafzettingslaag, waardoor de geleidbaarheid en betrouwbaarheid van de via worden verbeterd.
(III) Productie van buitenlaagcircuits
Het productieproces voor circuits in de buitenlaag is vergelijkbaar met dat voor circuits in de binnenlaag, inclusief stappen zoals het aanbrengen van lichtgevoelige inkt, belichting, ontwikkeling, etsen en filmverwijdering. Het belichtingsproces maakt ook gebruik van een LDI-belichtingsmachine om een nauwkeurige belichting te bereiken op basis van het digitale circuitpatroon. Door deze stappen wordt het gewenste circuitpatroon gevormd op het buitenoppervlak van het vier--laags bord. In tegenstelling tot circuits in de binnenlaag moeten circuits in de buitenlaag worden aangesloten op via's om elektrische continuïteit met de circuits in de binnenlaag te bereiken.
(IV) Soldeermasker en karakterafdrukken
Om de buitenste laag van de schakelingen te beschermen en oxidatie, corrosie en kortsluiting te voorkomen, is een soldeermaskercoating noodzakelijk. Meestal wordt lichtgevoelige soldeermaskerinkt gebruikt, die een soldeermaskerlaag vormt op het oppervlak van de schakelingen die moeten worden beschermd door middel van belichtings- en ontwikkelingsprocessen, waardoor gebieden zoals soldeerkussentjes bloot komen te liggen die moeten worden gesoldeerd. Veel voorkomende kleuren voor soldeermaskers zijn groen, blauw, zwart, enzovoort.
Na het aanbrengen van het soldeermasker wordt het afdrukken van tekens uitgevoerd. Karakterinformatie zoals onderdeelnummer van het onderdeel, modelnummer en productieserienummer wordt op het oppervlak van het bord afgedrukt om de installatie en identificatie van elektronische componenten te vergemakkelijken. Het afdrukken van karakters wordt doorgaans gedaan met behulp van zeefdruk met gespecialiseerde karakterinkt om duidelijke en duurzame karakters te garanderen.
V. Na-verwerkingsprocedures
(1) Oppervlaktebehandeling
Om de soldeerbaarheid en oxidatieweerstand van soldeerpads te verbeteren, is oppervlaktebehandeling noodzakelijk. Veel voorkomende oppervlaktebehandelingsprocessen zijn onder meer tinspuiten, immersiegoud, nikkel-vergulden en OSP (Organic Solderability Conservative). Verschillende oppervlaktebehandelingsprocessen hebben verschillende kenmerken en toepasselijke toepassingsgebieden, en kunnen worden geselecteerd op basis van productvereisten.
(II) Vormverwerking
Gebruik, afhankelijk van de vereisten, een CNC-freesmachine of ponsmachine om de buitenvorm van de printplaat te bewerken en deze in de gewenste vorm en maat te snijden. Tijdens de buitenvormverwerking is het noodzakelijk om de maatnauwkeurigheid en randkwaliteit te garanderen, waarbij problemen zoals bramen en chippen worden vermeden.
(III) Eindinspectie
Ten slotte wordt er een uitgebreide eindinspectie uitgevoerd op de vier-laags plaat. De inspectie omvat het testen van elektrische prestaties (zoals continuïteitstests, isolatietests), uiterlijkinspectie (zoals soldeermaskerkwaliteit, karakterhelderheid, oppervlaktekrassen, enz.) en inspectie van de maatnauwkeurigheid. Alleen producten die alle inspecties doorstaan, kunnen als gekwalificeerd worden beschouwd en doorgaan naar de volgende verpakkings- en leveringsfasen.