Fire-lagstavler er med deres fordele ved høj ledningstæthed og stabil signaltransmission blevet kernekomponenter i adskillige komplekse elektroniske systemer. Deres produktionsproces integrerer præcisionsbearbejdning og streng kontrol, hvor hvert trin har en afgørende indflydelse på produktets ydeevne.
1. Indledende forberedelsesproces
De indledende forberedelser til produktionen af fire-lagstavler er grundlaget for at sikre en jævn fremdrift af efterfølgende processer. Det første trin er substratvalg, hvor passende kobber-beklædte laminater (CCL'er) skal vælges baseret på produktets anvendelsesscenarier og ydeevnekrav. Isoleringsydelsen, den mekaniske styrke, varmebestandigheden og andre parametre for underlaget skal gennemgå strenge tests for at sikre, at det opfylder brugskravene for fire-lagsplader.
II. Produktionsproces for indre lag
Produktionen af det indre lag er et af de vigtigste trin i fremstillingen af et fire-lagskort, og dets kvalitet påvirker direkte ydeevnen af hele printkortet.
(1) For-forbehandling af indre substrat
Forbehandlingen af det indre kobber-beklædte laminat (CCL) har til formål at fjerne oxidlaget, oliepletter og urenheder på substratoverfladen og derved forbedre vedhæftningen af blæk i efterfølgende processer. Forbehandlingen omfatter typisk trin såsom affedtning og mikro-ætsning. Affedtning kan opnås gennem kemisk rensning for at fjerne olie og fedt på underlagets overflade. Mikro-ætsning involverer på den anden side mild ætsning for at skabe en ensartet ru overflade på underlaget og derved styrke bindingen med blækket.
(II) Produktion af indre lag kredsløb
Påfør først den lysfølsomme blæk, fordel den flydende blæk jævnt over overfladen af det indre substrat, og hærd det derefter til en film gennem tørring. Fortsæt derefter til eksponering. Importer den forberedte digitale kredsløbsmønsterfil til LDI-eksponeringsmaskinen, som bruger laserlys til direkte at scanne og eksponere substratet belagt med lysfølsomt blæk. Dette får blækket i de områder, der udsættes for laseren, til at gennemgå en hærdningsreaktion, mens de ueksponerede områder forbliver opløselige.
Efter eksponering udføres udvikling ved at placere substratet i en fremkalderopløsning. Det uhærdede blæk opløses og fjernes, hvilket efterlader et hærdet blækmønster på substratoverfladen, der matcher det digitale mønster. Dernæst udføres ætsning ved at placere substratet i en ætseopløsning. Kobberfolien, der ikke er dækket af blæk, ætses væk, og den resterende kobberfolie danner det indre lagkredsløb. Bagefter fjernes den hærdede blæk på overfladen af kredsløbet gennem en filmstrippingsproces, hvilket afslører det klare indre lagkredsløb.
(III) Inspektion af inderste lag
Efter færdiggørelsen af det indre lags kredsløbsfabrikation kræves streng inspektion. Inspektionsindholdet omfatter kredsløbets ledningsevne, kortslutningsforhold og om ledningsbredden og -afstanden opfylder kravene. Normalt bruges automatisk optisk inspektionsudstyr til at udføre en omfattende scanning af kredsløbet gennem optiske billeddannelsesprincipper, der straks opdager defekter i kredsløbet og sikrer kvaliteten af det indre lags kredsløb.
III. Lamineringsproces
Lamineringsprocessen involverer at kombinere det indre substrat, prepreg og ydre kobberfolie for at danne den overordnede struktur af en fire-lagsplade.
(1) Forberedelse til laminering
I henhold til kravene er det indre substrat, prepreg og ydre kobberfolie stablet i en bestemt rækkefølge. Prepreg'en er lavet af glasfiberdug imprægneret med epoxyharpiks, som hærder under varme og tryk, og fungerer som bindemiddel mellem lagene. Ved stabling er det nødvendigt at sikre justeringsnøjagtigheden af hvert lag, og positioneringsstifter bruges normalt til positionering for at undgå forskydning af mellemlag, der påvirker kredsløbsforbindelser.
(II) Lamineringsoperation
Placer de foldede plader i laminatoren og fortsæt med laminering under de specificerede temperatur-, tryk- og tidsbetingelser. Under lamineringsprocessen vil harpiksen i prepreg'en smelte og flyde, udfylde hullerne mellem lagene og binde tæt med det indre substrat og den ydre kobberfolie. Samtidig vil harpiksen hærde for at danne et stift isolerende lag, der adskiller kredsløbene i hvert lag og opnår elektrisk isolering. Procesparametrene for laminering skal kontrolleres strengt for at sikre stærk mellemlagsbinding, fravær af bobler, delaminering og andre defekter.
IV. Yderlagsbehandlingsprocedure
Efter laminering begynder det ydre lagbehandlingstrin, som hovedsageligt omfatter processer som boring, hulmetallisering og fremstilling af ydre lagkredsløb.
(1) Boring
I henhold til kravene bruges en CNC-boremaskine til at bore forskellige gennemgangshuller og monteringshuller på den laminerede plade. Via huller bruges til at opnå elektriske forbindelser mellem lag af kredsløb, mens monteringshuller bruges til at sikre elektroniske komponenter. Under boring er det nødvendigt at kontrollere borehullets positionsnøjagtighed, størrelsen af huldiameteren og kvaliteten af hulvæggen for at undgå problemer som hulafvigelse og ru hulvægge. Efter at boringen er afsluttet, skal affald inde i hullerne renses for at sikre kvaliteten af den efterfølgende hulmetallisering.
(II) Hulmetallisering
Hulmetallisering er en afgørende proces for at opnå elektrisk forbindelse af vias. For det første udføres afgratning for at fjerne snavs og harpiksrester, der er efterladt på hulvæggen under boringsprocessen, for at sikre, at hulvæggen er ren og ryddelig. Derefter udføres kemisk kobberaflejring ved at placere substratet i en kobberaflejringsopløsning for at afsætte et tyndt lag kobber på overfladen af hulvæggen, hvilket gør den oprindeligt isolerende hulvæg ledende. Bagefter, gennem galvanisering af kobberprocessen, bliver kobberlaget yderligere fortykket på basis af kobberaflejringslaget, hvilket forbedrer ledningsevnen og pålideligheden af gennemgangen.
(III) Produktion af yderlagskredsløb
Produktionsprocessen for kredsløb i det ydre lag ligner den for kredsløb i det indre lag, herunder trin som påføring af lysfølsomt blæk, eksponering, fremkaldelse, ætsning og filmfjernelse. Eksponeringsprocessen anvender også en LDI-eksponeringsmaskine til at opnå præcis eksponering baseret på det digitale kredsløbsmønster. Gennem disse trin dannes det ønskede kredsløbsmønster på den ydre overflade af det fire-lagskort. I modsætning til indre lag kredsløb skal ydre lag kredsløb forbindes til vias for at opnå elektrisk kontinuitet med indre lag kredsløb.
(IV) Loddemaske og tegnudskrivning
For at beskytte det ydre lag af kredsløb og forhindre oxidation, korrosion og kortslutninger er en loddemaskebelægning nødvendig. Typisk bruges lysfølsomt loddemaskeblæk, som danner et loddemaskelag på overfladen af kredsløbet, der skal beskyttes gennem eksponerings- og udviklingsprocesser, hvilket blotlægger områder såsom loddepuder, der kræver lodning. Almindelige farver til loddemasker inkluderer grøn, blå, sort og så videre.
Efter påføring af loddemaske udføres tegnudskrivning. Karakteroplysninger såsom komponentdelsnummer, modelnummer og produktionsserienummer er trykt på overfladen af kortet for at lette installation og identifikation af elektroniske komponenter. Tegnudskrivning udføres typisk ved hjælp af serigrafi med specialiseret tegnblæk for at sikre klare og holdbare tegn.
V. Efter-behandlingsprocedurer
(1) Overfladebehandling
For at forbedre loddeevnen og oxidationsmodstanden af loddepuder er overfladebehandling nødvendig. Almindelige overfladebehandlingsprocesser omfatter tinsprøjtning, nedsænkningsguld, nikkel-forgyldning og OSP (Organic Solderability Preservative). Forskellige overfladebehandlingsprocesser har forskellige karakteristika og anvendelige omfang og kan vælges i henhold til produktkrav.
(II) Formbehandling
I henhold til kravene skal du bruge en CNC-fræser eller stansepresse til at behandle den ydre form af printpladen og skære den i den ønskede form og størrelse. Under bearbejdningen af den ydre form er det nødvendigt at sikre dimensionsnøjagtighed og kantkvalitet og undgå problemer såsom grater og afslag.
(III) Slutinspektion
Til sidst udføres en omfattende slutinspektion på fire-lagstavlen. Inspektionen omfatter test af elektrisk ydeevne (såsom kontinuitetstest, isolationstest), udseendeinspektion (såsom loddemaskekvalitet, karakterklarhed, overfladeridser osv.) og inspektion af dimensionsnøjagtighed. Kun produkter, der består alle inspektioner, kan betragtes som kvalificerede og fortsætter til efterfølgende emballerings- og leveringsstadier.