Trong các thiết bị điện tử hiện đại, cho dù đó là một chiếc đồng hồ thông minh nhỏ bé hay một siêu máy tính phức tạp,pcbmang các kết nối điện của linh kiện điện tử và là chìa khóa để hiện thực hóa các chức năng của sản phẩm điện tử. Quy trình sản xuất của nó rất phức tạp và chính xác, bao gồm nhiều bước quy trình, mỗi bước đóng vai trò quyết định đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Lựa chọn và cắt vật liệu: Xây dựng nền tảng vững chắc cho sản xuất pcb
Nguyên liệu được chọn lọc kỹ càng
Chọn các lớp phủ đồng-phù hợp theo yêu cầu thiết kế. Tấm phủ đồng bao gồm lá đồng và chất nền cách điện. Các chất nền cách điện phổ biến bao gồm nhựa epoxy sợi thủy tinh, polyimide, v.v. Các chất nền khác nhau có các đặc tính điện, cơ và nhiệt khác nhau. FR{7}}4 phù hợp với hầu hết các sản phẩm điện tử thông thường, trong khi PI hoạt động tốt hơn trong các tình huống ứng dụng đặc biệt như nhiệt độ cao và tần số cao. Đồng thời, cần xác định độ dày của lá đồng đối với các tấm mạ đồng, thường bao gồm các độ dày 18 μ m, 35 μ m, 70 μ m, v.v., dựa trên các yếu tố như khả năng mang dòng điện và yêu cầu truyền tín hiệu của bảng mạch.
Hoạt động cắt chính xác
Sử dụng thiết bị cắt, chẳng hạn như máy cắt CNC, để cắt các tấm mỏng bọc đồng có kích thước lớn-{1}}thành các mảnh nhỏ phù hợp cho quá trình sản xuất và xử lý tiếp theo. Khi cắt, độ chính xác về kích thước được yêu cầu nghiêm ngặt và sai số thường được kiểm soát trong phạm vi rất nhỏ, chẳng hạn như ± 0,1mm, để đáp ứng yêu cầu thiết kế. Đồng thời, chú ý cắt độ phẳng để tránh các gờ hoặc các cạnh của tấm không đều, để không ảnh hưởng đến các quy trình xử lý tiếp theo.
Khắc lớp bên trong: Xây dựng mạch lõi pcb
Xử lý trước chuyển đồ họa bên trong
Sau khi cắt, bề mặt của tấm ốp đồng-phải được làm sạch và làm nhám trước. Việc làm sạch nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất như dầu và bụi khỏi bề mặt của bo mạch và có thể đạt được bằng cách kết hợp các chất tẩy rửa hóa học với quá trình chà rửa vật lý. Xử lý làm thô sử dụng các phương pháp như khắc hóa học hoặc mài cơ học để làm nhám bề mặt của tấm ván và tăng cường độ bám dính giữa màng khô và bề mặt tấm ván trong quá trình cán màng tiếp theo. Sau đó, quá trình xử lý khắc vi mô được thực hiện để loại bỏ thêm lớp oxit bề mặt và kích hoạt bề mặt đồng. Lượng khắc vi mô thường được kiểm soát ở khoảng 1-2 μ m.
Phát triển quá trình ép và phơi sáng phim
Dán lớp màng khô lên bề mặt của lớp phủ đồng-đã được xử lý bằng cách ép nóng. Các thông số nhiệt độ, áp suất và tốc độ của quá trình cán cần được điều chỉnh dựa trên đặc tính màng khô và tình trạng của tấm. Nói chung, nhiệt độ cán màng nằm trong khoảng 100-120 độ C, áp suất khoảng 3-5kg/cm ² và tốc độ khoảng 1-2m/phút. Tiếp theo, đặt tấm đồng mạ nhiều lớp dưới máy phơi và phơi màng khô ra tia cực tím theo mẫu mạch lớp bên trong trong file Gerber. Năng lượng tiếp xúc phải được kiểm soát chính xác. Nếu quá cao, màng khô sẽ bị phơi sáng quá mức và đồ họa sẽ bị biến dạng. Nếu quá thấp, độ phơi sáng của màng khô sẽ không đủ và đồ họa sẽ bị mờ. Năng lượng phơi sáng thường được điều chỉnh trong khoảng 80-150mJ/cm2 tùy theo loại và độ dày của màng khô. Sau đó, màng khô chưa phơi sáng được hòa tan và loại bỏ bằng cách sử dụng máy hiện hình, đồng thời mẫu màng khô lộ ra được giữ lại, đạt được mục tiêu chuyển mẫu mạch lớp bên trong từ dũa Gerber sang tấm cán mỏng phủ đồng. Nồng độ, nhiệt độ và thời gian phát triển của chất hiện màu cần được kiểm soát chặt chẽ. Ví dụ: nồng độ của chất hiện hình thường khoảng 1% -3%, nhiệt độ trong khoảng 30-35 độ C và thời gian phát triển là khoảng 60-90 giây.
Khắc và phát hiện lớp bên trong
Đặt lớp phủ đồng-đã được xử lý vào dung dịch ăn mòn. Dung dịch này sẽ ăn mòn lá đồng không được màng khô bảo vệ, từ đó hình thành mạch điện lớp bên trong. Các dung dịch ăn mòn có tính axit, chẳng hạn như dung dịch ăn mòn clorua đồng, thường được sử dụng làm dung dịch ăn mòn. Trong quá trình ăn mòn, các thông số như nồng độ, nhiệt độ và tốc độ ăn mòn của dung dịch ăn mòn cần được kiểm soát. Nồng độ của dung dịch ăn mòn thường khoảng 1-2mol/L, nhiệt độ trong khoảng 40-50 độ C và tốc độ ăn mòn thay đổi từ 1-3 μ m/phút tùy thuộc vào mật độ dây chuyền và thiết bị ăn mòn. Sau khi khắc, làm sạch tấm mạ đồng đã khắc để loại bỏ dung dịch ăn mòn còn sót lại và các ion đồng. Cuối cùng, sử dụng thiết bị kiểm tra quang học tự động để tiến hành kiểm tra mạch bên trong. Thiết bị AOI sử dụng công nghệ phân tích hình ảnh và hình ảnh quang học để kiểm tra các khuyết tật như hở mạch, đoản mạch, độ rộng đường truyền không nhất quán trong mạch. Khi chênh lệch vượt quá ngưỡng đã đặt, nó sẽ được đánh dấu là điểm lỗi.
Quá trình nén: Tạo cấu trúc pcb nhiều{0}}lớp
Browning tăng cường sức mạnh liên kết
Thực hiện xử lý màu nâu trên bảng mạch bên trong để tạo ra lớp màng màu nâu đồng nhất, thô ráp và hoạt tính hóa học trên bề mặt đồng. Trong quá trình tạo màu nâu, dung dịch tạo màu nâu trải qua phản ứng hóa học với bề mặt đồng và độ dày của màng màu nâu thường khoảng 0,5-1,5 μ m. Màng màu nâu có thể tăng cường độ bám dính giữa mạch lớp bên trong và tấm bán cứng, ngăn chặn hiệu quả sự xuất hiện của sự phân tách.
Xếp chồng chính xác và nén nhiệt độ cao và áp suất cao
Theo các lớp thiết kế, các bảng mạch lớp bên trong và các tấm bán cứng đã trải qua quá trình xử lý màu nâu được xếp chồng lên nhau theo một thứ tự cụ thể. Khi cán màng, cần đảm bảo định vị chính xác từng lớp và kiểm soát sai số trong phạm vi rất nhỏ, chẳng hạn như ± 0,05mm. Trong quá trình cán màng, tấm bán cứng sẽ liên kết các bảng mạch của mỗi lớp lại với nhau và lấp đầy khoảng trống giữa các lớp. Sau đó, đặt các tấm ván nhiều lớp-xếp chồng lên nhau vào máy ép để cán màng. Máy cán làm tan chảy và chảy tấm bán{6}}đặc qua nhiệt độ và áp suất cao, liên kết chắc chắn các lớp bảng mạch để tạo thành cấu trúc bảng nhiều lớp. Các thông số như nhiệt độ, áp suất, thời gian ép trong quá trình ép cần phải được điều chỉnh chính xác dựa trên các yếu tố như loại ván, số lớp và đặc tính của tấm bán khô. Thời gian ép thường khoảng 60-120 phút.
Xử lý hậu kỳ nâng cao chất lượng
Sau khi cán mỏng, bảng nhiều lớp cần phải trải qua quá trình xử lý hậu kỳ để loại bỏ các vật liệu dư thừa như keo tràn ra khỏi các cạnh của bảng cũng như đánh bóng và vát cạnh các cạnh của bảng để cải thiện chất lượng hình thức cũng như các đặc tính cơ học của bảng nhiều lớp.
Công tác khoan: Mở các kênh kết nối điện
Lộ trình lập kế hoạch khoan
Dựa trên thông tin-lỗ xuyên trong tệp Gerber, hãy lập trình thiết bị khoan để xác định vị trí tọa độ, kích thước khẩu độ, trình tự khoan và các thông tin khác cho từng-lỗ xuyên. Khi lập trình, điều quan trọng là phải cân bằng giữa hiệu quả và chất lượng khoan, tối ưu hóa trình tự khoan và giảm thời gian di chuyển không tải của thiết bị khoan.
Khoan chính xác và làm sạch tường lỗ
Sử dụng máy khoan CNC để khoan lỗ theo thông số đã lập trình. Khi khoan cần kiểm soát chặt chẽ các thông số như tốc độ khoan, tốc độ tiến dao, tốc độ mũi khoan. Đối với các mũi khoan có đường kính khác nhau và các vật liệu tấm khác nhau thì các thông số này cần được điều chỉnh cho phù hợp. Ví dụ, đối với các mũi khoan có đường kính nhỏ hơn, chẳng hạn như 0,2mm, cần giảm tốc độ khoan một cách thích hợp để tránh bị gãy mũi khoan; Đối với vật liệu tấm cứng hơn, tốc độ khoan có thể cần phải tăng lên. Trong quá trình khoan cần đảm bảo độ chính xác của đường kính lỗ, với sai số thường được kiểm soát trong khoảng ± 0,05mm. Đồng thời, cần chú ý độ thẳng đứng của lỗ khoan để tránh lỗ nghiêng, vì có thể ảnh hưởng đến quá trình kim loại hóa và chất lượng kết nối điện của lỗ khoan sau này. Sau khi khoan xong, thành lỗ phải được làm sạch để loại bỏ các mảnh vụn, vết dầu và các tạp chất khác tạo ra trong quá trình khoan. Có thể sử dụng thổi khí áp suất cao, làm sạch bằng hóa chất và các phương pháp khác để đảm bảo thành lỗ sạch và khô, chuẩn bị cho quá trình kim loại hóa lỗ tiếp theo.
Kim loại hóa lỗ và mạ điện: tạo ra các bức tường lỗ có độ dẫn điện
Điều trị kích hoạt kim loại hóa lỗ chân lông
Đầu tiên, kích hoạt thành lỗ rỗng để kích hoạt bề mặt đồng của thành lỗ rỗng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình mạ đồng hóa học tiếp theo diễn ra suôn sẻ. Xử lý kích hoạt thường sử dụng dung dịch muối paladi, dung dịch này hấp thụ một lớp nguyên tử palladium trên bề mặt đồng của thành lỗ rỗng thông qua phản ứng hóa học, đóng vai trò là trung tâm xúc tác cho mạ đồng điện phân. Trong quá trình kích hoạt cần kiểm soát nồng độ, nhiệt độ và thời gian xử lý của dung dịch kích hoạt. Nồng độ của dung dịch kích hoạt thường khoảng 0,1-0,3g/L, nhiệt độ từ 30-40 độ C và thời gian xử lý khoảng 3-5 phút.
Mạ đồng hóa học và mạ điện dày
Thực hiện mạ đồng điện phân trên thành lỗ rỗng đã hoạt hóa. Dung dịch mạ đồng hóa học có chứa muối đồng, chất khử và các thành phần khác. Dưới sự xúc tác của các nguyên tử palladium, các ion đồng bị khử thành các nguyên tử đồng trên thành lỗ rỗng, tạo thành một lớp đồng mỏng trên thành lỗ rỗng. Trong quá trình mạ đồng điện phân cần kiểm soát chặt chẽ các thông số như nồng độ, nhiệt độ, giá trị pH, thời gian mạ của dung dịch mạ. Nồng độ của dung dịch mạ thường là 10-20g/L đồng sunfat và 5-10g/L formaldehyd, nhiệt độ trong khoảng 25-35 độ C. Lớp đồng được hình thành bởi mạ đồng điện phân tương đối mỏng, và để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất điện, độ dày mạ điện cũng được yêu cầu. Khi mạ điện, một lớp đồng có độ dày xác định sẽ được mạ điện trên lớp da đồng hoặc thành lỗ hở của mẫu mạch và các lớp vàng, niken hoặc thiếc được mạ điện khi cần thiết. Quá trình mạ điện còn đòi hỏi phải kiểm soát chính xác các thông số như thành phần, nồng độ, nhiệt độ và mật độ dòng điện của dung dịch mạ để đảm bảo độ dày lớp phủ đồng đều và hiệu suất tuyệt vời.
Định hình lớp ngoài: Cải thiện bố cục mạch pcb
Quá trình xử lý trước và truyền đồ họa bên ngoài
Tương tự như lớp bên trong, đầu tiên hãy làm sạch bề mặt bên ngoài để loại bỏ các chất ô nhiễm. Tiếp theo, thực hiện các thao tác cán mỏng, phơi sáng và phát triển để chuyển mẫu mạch bên ngoài đã thiết kế lên bảng. Việc kiểm soát các thông số quy trình ép, phơi sáng và phát triển phim tương tự như quy trình sản xuất mạch lớp bên trong, nhưng do quá trình sản xuất mạch lớp bên ngoài phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao hơn nên độ chính xác điều khiển của từng thông số cũng nghiêm ngặt hơn.
Mạ điện đồ họa và hình thành khắc
Thực hiện mạ điện đồ họa trên mẫu mạch lộ ra và phát triển để làm dày mạch. Sau khi mạ điện xong, loại bỏ lớp màng khô rồi dùng dung dịch khắc để khắc lớp đồng không được bảo vệ, tạo thành mạch lớp ngoài cuối cùng. Sau đó, các phương pháp xử lý tiếp theo như tước thiếc sẽ được thực hiện khi cần thiết để đạt được yêu cầu thiết kế của mạch điện.
Bảo vệ bên ngoài: Chăm sóc an toàn cho mạch pcb
Mặt nạ hàn nhạy cảm với ảnh và xử lý bề mặt
Phủ một lớp mực mặt nạ hàn cảm quang lên bảng và tạo thành lớp mặt nạ hàn thông qua quá trình tiếp xúc và phát triển để bảo vệ mạch khỏi bị hàn vô tình. Đồng thời, xử lý bề mặt như xử lý vàng niken hóa học được thực hiện để cải thiện hiệu suất hàn và khả năng chống ăn mòn. Trong quá trình xử lý vàng niken hóa học, mạ niken trước hết là mạ vàng. Lớp niken có thể ngăn chặn sự khuếch tán của đồng, trong khi lớp vàng có khả năng chống oxy hóa và dẫn điện tốt, có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của pcb.
In lụa văn bản và ký hiệu đánh dấu
In văn bản và ký hiệu đánh dấu trên bảng tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp và bảo trì tiếp theo, mang lại sự thuận tiện cho việc sản xuất, gỡ lỗi và bảo trì các sản phẩm điện tử.
Kiểm tra bao bì: đảm bảo chất lượng giao hàng pcb
Đóng gói cẩn thận và giao hàng an toàn
Sau khi vượt qua quá trình kiểm tra, bo mạch pcb được đóng gói chân không và đóng gói để vận chuyển để đảm bảo sản phẩm không bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển và giao hàng đến tay khách hàng một cách suôn sẻ.