Trong xu hướng thu nhỏ hiện nay và các sản phẩm điện tử-hiệu suất cao,bảng mạch 8 lớpđã trở thành cốt lõi của các thiết bị điện tử cao cấp-do hiệu suất điện tuyệt vời và bố cục mật độ-cao. Điện thoại thông minh, trạm gốc liên lạc và các thiết bị khác dựa vào nó để đảm bảo hoạt động ổn định của các hệ thống phức tạp.
Ưu điểm độc đáo của bảng mạch 8 lớp
So với bảng mạch lớp thấp, bảng mạch 8 lớp có không gian đi dây rộng rãi hơn và có thể đáp ứng nhu cầu tích hợp một số lượng lớn linh kiện vào thiết bị phức tạp. Lập kế hoạch hợp lý của lớp tín hiệu và lớp năng lượng có thể giảm nhiễu tín hiệu, cải thiện độ ổn định và tốc độ truyền. Ví dụ: khi truyền dữ liệu tốc độ cao,-có thể thiết lập một lớp truyền độc lập để ngăn chặn nhiễu xuyên âm cho tín hiệu. Cấu trúc nhiều lớp của nó cũng giúp tản nhiệt đồng đều, nâng cao độ tin cậy của thiết bị và kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Các công đoạn chính trong quy trình sản xuất
Lựa chọn vật liệu nền
Bo mạch 8 lớp có yêu cầu cao về vật liệu nền, đòi hỏi tính chất điện, cơ, nhiệt tốt. Các vật liệu nền phổ biến bao gồm các lớp phủ đồng-được gia cố bằng nhựa epoxy được gia cố bằng sợi thủy tinh, polytetrafluoroethylene, v.v.FR-4Vật liệu có đặc điểm là chi phí thấp và hiệu suất toàn diện tốt, phù hợp với hầu hết các tình huống ứng dụng thông thường. Vật liệu PTFE có hiệu suất tần số cao-tuyệt vời và hằng số điện môi thấp, khiến vật liệu này phù hợp hơn để sử dụng trong các bảng mạch 8-lớp để truyền tín hiệu tốc độ cao và-tần số cao, chẳng hạn như bảng mạch trong thiết bị truyền thông. Khi lựa chọn vật liệu nền, cần xem xét toàn diện các chỉ số hiệu suất và hệ số chi phí khác nhau của vật liệu dựa trên yêu cầu ứng dụng cụ thể của bảng mạch.
Sản xuất mạch lớp bên trong
Việc sản xuất các mạch lớp bên trong là một bước quan trọng trong quá trình xử lý bảng mạch 8{2}}lớp. Đầu tiên, cắt tấm ốp đồng-thành các kích thước phù hợp, sau đó phủ đều một lớp vật liệu cảm quang, chẳng hạn như màng khô hoặc chất cảm quang lỏng, lên bề mặt của nó. Tiếp theo, mẫu mạch bên trong đã thiết kế sẽ được chuyển lên lớp mạ đồng-bằng máy phơi sáng. Vật liệu cảm quang tiếp xúc sẽ trải qua phản ứng polyme hóa quang học trong khu vực có hoa văn, tạo thành một lớp chống ăn mòn đã được xử lý. Sau đó, vật liệu cảm quang ở khu vực không được phơi sáng sẽ được hòa tan và loại bỏ bằng cách sử dụng chất trợ sáng, dẫn đến các mẫu mạch điện bên trong rõ ràng xuất hiện trên bảng đồng{10}}. Cuối cùng, đặt tấm laminate phủ đồng vào máy khắc, dung dịch khắc sẽ hòa tan và loại bỏ lá đồng không được bảo vệ, để lại các đường mạch bên trong chính xác. Trong quá trình này, cần kiểm soát chặt chẽ thời gian phơi sáng, nồng độ của chất phát triển và các thông số ăn mòn để đảm bảo tính chính xác và chất lượng của mạch lớp bên trong.
Quá trình cán
Phân lớp là quá trình ghép nhiều bảng mạch lớp bên trong và các tấm bán cứng theo cấu trúc xếp chồng được thiết kế để tạo thành một bảng mạch nhiều lớp hoàn chỉnh. Trước khi cán màng, cần thực hiện xử lý đen bảng mạch bên trong để tăng độ bám dính với tấm bán khô. Sau đó, xếp bảng mạch bên trong, tấm bán cứng và lá đồng bên ngoài theo thứ tự rồi đặt chúng vào máy ép chân không. Trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao, tấm bán bảo dưỡng sẽ dần tan chảy và lấp đầy các khoảng trống giữa các bảng mạch bên trong, khiến mỗi lớp liên kết chặt chẽ với nhau. Việc kiểm soát nhiệt độ, áp suất và thời gian trong quá trình cán màng là rất quan trọng. Nhiệt độ hoặc áp suất quá cao có thể gây biến dạng và tách lớp bảng mạch, trong khi nhiệt độ hoặc áp suất không đủ có thể dẫn đến liên kết yếu. Do đó, cần điều chỉnh chính xác các thông số cán màng dựa trên đặc tính của vật liệu nền và cấu trúc nhiều lớp để đảm bảo độ bền liên kết giữa các lớp và độ ổn định kích thước của bảng mạch.
Khoan và mạ đồng
Sau khi cán màng xong, cần khoan lỗ trên bảng mạch để lắp các chân linh kiện điện tử và kết nối các lớp mạch khác nhau. Việc khoan được thực hiện bằng cách sử dụng máy khoan CNC có độ chính xác-cao, đảm bảo độ chính xác về kích thước và độ thẳng đứng của lỗ bằng cách kiểm soát tốc độ quay, tốc độ tiến dao và vị trí khoan của mũi khoan. Sau khi khoan xong, thành lỗ cần được mạ đồng để đảm bảo độ dẫn điện tốt và đạt được kết nối điện giữa các lớp khác nhau. Quá trình mạ đồng thường áp dụng sự kết hợp giữa mạ đồng hóa học và đồng mạ điện. Đầu tiên, một lớp đồng mỏng được lắng đọng trên bề mặt thành lỗ thông qua mạ đồng hóa học, sau đó lớp đồng được làm dày đến độ dày mong muốn thông qua mạ điện đồng. Trong quá trình mạ đồng cần đảm bảo sự ổn định của các thông số như thành phần, nhiệt độ, mật độ dòng điện của dung dịch mạ để đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng của lớp mạ đồng.
Chế tạo mạch lớp ngoài và xử lý bề mặt
Quy trình sản xuất mạch lớp ngoài tương tự như quy trình sản xuất mạch lớp bên trong, cũng đòi hỏi các quy trình như phủ vật liệu cảm quang, phơi sáng, phát triển và khắc. Khi làm mạch bên ngoài cần chú ý căn chỉnh chính xác với mạch bên trong để đảm bảo kết nối điện chính xác của toàn bộ bảng mạch. Sau khi hoàn thiện mạch bên ngoài, để nâng cao khả năng hàn và chống oxy hóa của bảng mạch, cần phải xử lý bề mặt của bảng mạch. Các quy trình xử lý bề mặt phổ biến bao gồm san phẳng không khí nóng, mạ vàng niken điện phân, chất bảo vệ hàn hữu cơ, v.v. San lấp mặt bằng không khí nóng là quá trình nhúng bảng mạch vào hợp kim chì thiếc nóng chảy, sau đó sử dụng khí nóng để thổi bay chất hàn dư thừa để tạo thành lớp phủ hàn đồng nhất trên bề mặt bảng mạch; Mạ vàng niken hóa học là quá trình lắng đọng một lớp niken trên bề mặt bảng mạch, tiếp theo là một lớp vàng. Lớp vàng có khả năng dẫn điện và chống oxy hóa tốt, có thể cải thiện độ tin cậy của bảng mạch; Chất bảo vệ khả năng hàn hữu cơ là một lớp màng bảo vệ hữu cơ được phủ trên bề mặt bảng mạch để ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt đồng. Đồng thời, màng bảo vệ sẽ bị phân hủy trong quá trình hàn, làm lộ ra bề mặt đồng và đảm bảo hiệu suất hàn tốt. Việc lựa chọn quy trình xử lý bề mặt phải được xác định dựa trên kịch bản ứng dụng, yêu cầu về chi phí và kỳ vọng về hiệu suất điện cũng như độ tin cậy của bảng mạch.
Kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt
Kiểm tra trực quan
Sau khi bảng mạch 8 lớp được xử lý, bước đầu tiên là tiến hành kiểm tra trực quan. Kiểm tra bề mặt của bảng mạch xem có khuyết tật rõ ràng như vết trầy xước, vết bẩn, cặn lá đồng, đoản mạch hoặc hở mạch bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp, kính hiển vi và các dụng cụ khác. Đồng thời, kiểm tra xem các ký tự trên màn hình lụa có rõ ràng và đầy đủ hay không, vị trí lỗ có chính xác hay không. Kiểm tra trực quan là bước cơ bản của kiểm tra chất lượng, có thể xác định một số vấn đề chất lượng trực quan và nhanh chóng tiến hành làm lại hoặc loại bỏ.
Kiểm tra hiệu suất điện
Kiểm tra hiệu suất điện là một bước quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng của bảng mạch 8 lớp. Sử dụng các thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp như máy kiểm tra kim bay, máy kiểm tra trực tuyến, v.v. để kiểm tra toàn diện hiệu suất điện của bảng mạch. Máy kiểm tra kim bay phát hiện các thông số kết nối, ngắn mạch, hở mạch và thành phần của mạch bằng cách tiếp xúc đầu dò với điểm kiểm tra trên bảng mạch; Người kiểm tra trực tuyến có thể thực hiện kiểm tra chức năng trên các bộ phận được lắp đặt trên bảng mạch để xác định xem chúng có hoạt động tốt hay không. Ngoài ra, đối với-đường tín hiệu tốc độ cao, cần sử dụng máy phân tích mạng và thiết bị khác để kiểm tra tính toàn vẹn của tín hiệu nhằm phát hiện sự suy giảm, phản xạ, nhiễu xuyên âm và các điều kiện khác trong quá trình truyền. Thông qua thử nghiệm hiệu suất điện, có thể đảm bảo rằng hiệu suất điện của bảng mạch 8 lớp đáp ứng yêu cầu thiết kế và đáp ứng nhu cầu sử dụng của các thiết bị điện tử.
Phát hiện tia X-
Do cấu trúc nhiều lớp của bảng mạch 8{3} lớp nên không thể đánh giá trực tiếp chất lượng của các kết nối giữa các lớp và mối hàn bên trong thông qua kiểm tra trực quan và kiểm tra hiệu suất điện. Do đó, cần sử dụng thiết bị phát hiện tia X-để kiểm tra cấu trúc bên trong của bảng mạch. Kiểm tra bằng tia X-có thể xuyên qua các bảng mạch và ghi lại hình ảnh của các kết nối giữa các lớp bên trong và các mối hàn. Bằng cách phân tích hình ảnh, có thể xác định xem quá trình cán màng có tốt hay không, quá trình khoan và mạ đồng có đạt tiêu chuẩn hay không và liệu có các khuyết tật như hàn ảo và đoản mạch trong các mối hàn hay không. Kiểm tra bằng tia X có thể phát hiện một số vấn đề về chất lượng ẩn bên trong bảng mạch, cải thiện hiệu quả chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm.
FR-4