Là quy trình cốt lõi của sản xuất bảng mạch, việc khắc bảng mạch quyết định chất lượng và hiệu suất của bảng mạch. Nó không chỉ là một quy trình then chốt trong lĩnh vực sản xuất điện tử.
Quy trình khắc bảng mạch truyền thống
Quá trình khắc. Vào những ngày đầu, tấm phủ đồng-là vật liệu cơ bản để khắc bảng mạch, bao gồm lớp nền cách điện và lá đồng trên bề mặt. Các vật liệu nền phổ biến bao gồm các lớp giấy phenolic, các lớp vải thủy tinh epoxy, v.v. Trên các lớp phủ đồng-, bước đầu tiên là chuyển mẫu mạch đã thiết kế lên đó bằng công nghệ quang khắc. Quá trình quang khắc tương tự như chụp ảnh, phơi bày các mẫu mạch thông qua mặt nạ trên một lớp phủ bằng đồng-có phủ chất quang dẫn. Sau khi phơi sáng, phần chất cản quang không được phơi sáng sẽ được nhà phát triển hòa tan và loại bỏ, để lại mẫu chất cản quang phù hợp với mẫu mạch trên lớp phủ đồng-.
Sau đó tiến hành bước khắc. Dung dịch khắc là “dao khắc” dùng để khắc bảng mạch. Các giải pháp khắc thông thường bao gồm dung dịch clorua sắt, dung dịch clorua đồng có tính axit, v.v. Dung dịch khắc trải qua phản ứng hóa học với lá đồng trên bề mặt của lớp phủ đồng-không được bảo vệ bởi chất quang dẫn, hòa tan và loại bỏ nó, cuối cùng để lại các đường mạch chính xác trên lớp phủ đồng-và hoàn thành quá trình khắc sơ bộ trên bảng mạch.
Đặc điểm và thách thức của công nghệ khắc
Quá trình khắc bảng mạch có đặc điểm là độ chính xác cao và độ phức tạp cao. Với sự phát triển không ngừng của các thiết bị điện tử theo hướng thu nhỏ và hiệu suất cao, các đường nét trên bảng mạch ngày càng dày đặc, độ rộng và khoảng cách đường không ngừng bị thu hẹp. Ngày nay, công nghệ khắc bảng mạch tiên tiến có thể đạt được độ rộng và khoảng cách dòng ở mức micromet, chẳng hạn như trong một số bảng mạch điện thoại thông minh-cao cấp, chiều rộng đường có thể nhỏ tới 30 micromet hoặc thậm chí nhỏ hơn. Điều này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và kiểm soát quy trình của thiết bị khắc.
Đảm bảo tính đồng nhất của quá trình khắc trong quá trình khắc là một thách thức lớn. Việc khắc không đồng đều có thể dẫn đến chiều rộng mạch không đồng đều, ảnh hưởng đến hiệu suất điện của mạch. Nếu tốc độ khắc quá nhanh có thể khiến các cạnh của mạch trở nên thô ráp, lởm chởm; Nếu tốc độ khắc quá chậm sẽ làm giảm hiệu quả sản xuất. Để giải quyết vấn đề này, cần kiểm soát chính xác nồng độ, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy và thời gian ăn mòn của dung dịch ăn mòn trong quá trình sản xuất. Đồng thời, nên sử dụng khuấy, phun và các phương pháp khác để đảm bảo rằng dung dịch ăn mòn tiếp xúc hoàn toàn và đồng đều với lớp phủ đồng-.
Phát triển và đổi mới công nghệ
Công nghệ LDI trực tiếp bằng laser đang dần thay thế các quy trình quang khắc truyền thống và trở thành một trong những phương pháp khắc chủ đạo. Công nghệ LDI sử dụng chùm tia laze năng lượng cao-để quét trực tiếp các mẫu mạch trên các lớp mạ đồng-mà không cần mặt nạ, cải thiện đáng kể độ chính xác và tính linh hoạt của các mẫu. Nó có thể đạt được độ phân giải cao hơn, tạo ra các đường mạch tốt hơn, rút ngắn chu kỳ sản xuất và giảm chi phí sản xuất. Ví dụ: trong quá trình sản xuất bảng mạch cho trạm gốc truyền thông 5G, công nghệ LDI có thể đáp ứng các yêu cầu về mạch-có độ chính xác cao để truyền tín hiệu-tần số cao và tốc độ{8}}cao.
Công nghệ in 3D cũng đã xuất hiện trong lĩnh vực khắc bảng mạch. 3Bảng mạch in D, còn được gọi là bảng mạch sản xuất bồi đắp, xây dựng cấu trúc mạch bằng cách xếp chồng vật liệu lên nhau từng lớp. Công nghệ này có thể sản xuất bảng mạch có hình dạng ba chiều-phức tạp, đạt được những thiết kế mà kỹ thuật khắc truyền thống khó có thể thực hiện được. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, công nghệ in 3D có thể nhanh chóng đáp ứng nhu cầu về bảng mạch có hình dạng đặc biệt và cung cấp sản phẩm tùy chỉnh, mang đến khả năng thu nhỏ và tích hợp chức năng của máy bay. Ngoài ra, công nghệ in phun cũng đã được áp dụng để khắc bảng mạch, bằng cách phun mực dẫn điện chính xác lên bề mặt để tạo thành các đường mạch, mang lại phương pháp thuận tiện cho việc tạo mẫu nhanh và sản xuất bảng mạch số lượng nhỏ.