Trong quy trình sản xuất bảng mạch in, công đoạn tạo hình là khâu quan trọng trong việc xử lý bảng mạch hoàn chỉnh thành hình dạng và kích thước đáp ứng yêu cầu thiết kế. Các phương pháp tạo bảng mạch in khác nhau phù hợp với các nhu cầu sản xuất khác nhau và có sự khác biệt đáng kể về đặc tính kỹ thuật và kịch bản ứng dụng của chúng.
1, Gia công cơ khí và tạo hình
Gia công cơ khí tạo hình là một phương pháp tạo hình bảng mạch in tương đối truyền thống và được sử dụng rộng rãi, chủ yếu bao gồm phay và tạo hình dập.
(1) Gia công phay
Phay là việc sử dụng máy phay CNC để cắt các bảng mạch in bằng dao phay quay tốc độ cao. Trước khi gia công cần tạo mã gia công CNC dựa trên file thiết kế bảng mạch in để điều khiển chính xác quỹ đạo của dao phay. Dao phay thường được làm bằng vật liệu thép vonfram, có đường kính thường từ 0,8-3mm và có thể được lựa chọn linh hoạt theo độ dày của tấm kim loại và yêu cầu độ chính xác cắt. Phương pháp này phù hợp để xử lý các bảng mạch in có nhiều hình dạng khác nhau, đặc biệt đối với các bảng mạch có hình dạng phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như bảng mạch có hình dạng không đều, bảng mạch in có các rãnh hoặc lỗ không đều. Ưu điểm của nó nằm ở độ chính xác xử lý cao, thường có thể được kiểm soát trong phạm vi ± 0,1mm và có thể thích ứng với nhu cầu sản xuất của các lô nhỏ và nhiều loại; Nhưng nhược điểm là tốc độ xử lý tương đối chậm, dụng cụ cắt có vấn đề hao mòn, cần phải thay thế thường xuyên và giá thành gia công cũng sẽ tăng theo. Ngoài ra, các mảnh vụn và bụi phát sinh trong quá trình xay xát có thể ảnh hưởng đến môi trường xử lý và chất lượng sản phẩm, cần phải trang bị thiết bị chân không tương ứng.
(2) Dập khuôn
Dập khuôn chủ yếu được sử dụng cho các bảng mạch in tiêu chuẩn được sản xuất với số lượng lớn. Nguyên tắc là tạo trước một khuôn phù hợp với hình dạng của bảng mạch in và tạo áp lực thông qua máy ép để nhanh chóng định hình bảng mạch in dưới tác động của khuôn. Khuôn dập thường được làm bằng hợp kim cứng, có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao. Phương pháp này có hiệu quả sản xuất cực cao, có thể tạo thành nhiều bảng mạch in trong một lần dập, thích hợp để sản xuất các bảng mạch có hình dáng đều đặn và kích thước đồng đều, chẳng hạn như bảng mạch in phổ thông trong các sản phẩm điện tử tiêu dùng. Ưu điểm của nó là hiệu quả sản xuất cao, chi phí thấp và khả năng đáp ứng nhu cầu sản xuất ở quy mô lớn-; Tuy nhiên, chi phí sản xuất khuôn cao và chu kỳ dài. Nếu thiết kế sản phẩm thay đổi, khuôn cần phải được làm lại, dẫn đến độ linh hoạt kém. Vì vậy, nó không phù hợp cho sản xuất hàng loạt nhỏ hoặc sản xuất theo yêu cầu.
2, Cắt laser tạo hình
Đúc cắt bằng laze là quá trình sử dụng chùm tia laze có mật độ năng lượng cao-để chiếu xạ bảng mạch in, gây ra hiện tượng nóng chảy và bay hơi tức thời cục bộ của tấm kim loại, từ đó đạt được sự tách biệt khi cắt. Theo các nguồn laser khác nhau, nó có thể được chia thành cắt laser CO ₂ và cắt laser tia cực tím.
(1) Cắt laser CO₂
Bước sóng của laser CO ₂ là 10,6 μm và năng lượng của nó chủ yếu được hấp thụ bởi các vật liệu hữu cơ trong bảng mạch in, chẳng hạn như nhựa, sợi thủy tinh, v.v. Trong quá trình cắt, chùm tia laser quét dọc theo một đường đi định trước, làm nóng nhanh vật liệu đến nhiệt độ hóa hơi để tạo thành vết cắt. Cắt laser CO₂ có tốc độ nhanh và hiệu quả cao, thích hợp để cắt các bảng mạch in có độ dày mỏng (thường dưới 2 mm), đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong việc tạo hình và gia công các bảng mạch linh hoạt. Nó có thể xử lý các hình dạng phức tạp với chiều rộng đường tối thiểu 0,15mm và các cạnh cắt mịn mà không cần đánh bóng tiếp theo. Tuy nhiên, việc cắt laser CO ₂ sẽ tạo ra một vùng ảnh hưởng nhiệt nhất định, điều này có thể gây ra hiện tượng cacbon hóa vật liệu lưỡi cắt, ảnh hưởng đến hiệu suất điện và chất lượng bề ngoài của bảng mạch.
(2) Cắt laser UV
Bước sóng của tia cực tím tương đối ngắn, thường khoảng 355nm và năng lượng photon của nó cao. Nó có thể trực tiếp phá vỡ liên kết phân tử của vật liệu thông qua các phản ứng quang hóa, đạt được "xử lý lạnh". Phương pháp này hầu như không có vùng ảnh hưởng nhiệt và độ chính xác cắt cực cao, lên tới ± 0,02mm, khiến phương pháp này đặc biệt thích hợp để xử lý các bảng mạch in có độ chính xác cao và độ tin cậy cao, chẳng hạn như bảng kết nối mật độ cao, chất nền đóng gói bán dẫn, v.v. Cắt laser UV cũng có thể xử lý các bảng mạch in làm bằng vật liệu đặc biệt như gốm sứ và kim loại với nhiều ứng dụng; Tuy nhiên, giá thành thiết bị cao và hiệu quả xử lý tương đối thấp. Hiện nay, nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất-các sản phẩm bảng mạch in cao cấp.
3, Hình thành khắc hóa học
Đúc khắc hóa học là việc sử dụng thuốc thử hóa học để ăn mòn có chọn lọc các lớp phủ đồng-, từ đó tạo thành hình dạng bảng mạch mong muốn. Trước khi hình thành, một lớp-chống ăn mòn cần được hình thành trên bề mặt của lớp phủ đồng-bằng công nghệ quang khắc để bảo vệ những khu vực không cần khắc. Sau đó, tấm kim loại được ngâm trong dung dịch ăn mòn để hòa tan và loại bỏ lá đồng không được bảo vệ. Đúc khắc hóa học thích hợp để sản xuất bảng mạch in có bề ngoài đơn giản và yêu cầu độ chính xác thấp, chẳng hạn như bảng mạch một mặt hoặc một số sản phẩm điện tử nhạy cảm về giá thành. Ưu điểm của nó là không yêu cầu thiết bị cơ khí phức tạp, chi phí sản xuất thấp và có thể xử lý các mạch lá đồng cực mỏng; Nhưng nhược điểm cũng khá rõ ràng. Quá trình khắc khó kiểm soát chính xác và độ chính xác tạo hình thấp, thường trong khoảng ± 0,2-0,3mm. Ngoài ra, dung dịch khắc hóa chất còn gây ô nhiễm môi trường nhất định và cần được xử lý đúng cách.
4, Các phương pháp đúc khác
(1) Cắt tia nước
Cắt tia nước là việc sử dụng tia nước áp suất cao -mang chất mài mòn để cắt bảng mạch in. Phương pháp này phù hợp để cắt các bảng mạch in có độ dày và vật liệu khác nhau, đặc biệt là gia công các bảng mạch có độ cứng cao như gốm sứ và nền kim loại. Cắt tia nước không có vùng ảnh hưởng nhiệt và chất lượng lưỡi cắt tốt, với độ chính xác ± 0,1mm. Tuy nhiên, trong quá trình cắt sẽ tạo ra tiếng ồn đáng kể và tia nước có thể tác động nhất định đến bảng mạch, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các bộ phận trên bảng. Đồng thời, chi phí vận hành thiết bị cao.
(2) Tạo hình khuôn
Trong một số trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như sản xuất bảng mạch in có cấu trúc ba chiều đặc biệt,{0}}phương pháp tạo khuôn sẽ được sử dụng. Bơm vật liệu nhựa lỏng vào khoang khuôn thông qua quá trình ép phun và nhúng bảng mạch đã chế tạo sẵn vào đó. Sau khi đóng rắn, tạo thành các linh kiện bảng mạch in với hình dạng và chức năng cụ thể. Phương pháp này có thể đạt được sự đúc tích hợp của bảng mạch và vỏ, cải thiện tính tích hợp và độ tin cậy của sản phẩm. Tuy nhiên, thiết kế và sản xuất khuôn rất phức tạp và tốn kém, chủ yếu được sử dụng để sản xuất các sản phẩm tùy chỉnh cụ thể.