Flerlags PCB'er, med deres flerlags ledende struktur og stabile elektriske ydeevne, bruges i vid udstrækning inden for avancerede-områder såsom kommunikation, servere og industriel kontrol. 8-lags og 12-lags PCB'er falder ind under kategorien høj-flerlags kredsløbskort med komplekse procesparameterkrav til udstyr og ekstremt høje, miljømæssige kontrolprocedurer. Mens deres overordnede procesramme er ens, eksisterer der betydelige forskelle i kerneaspekter såsom stabling, lamineringstider, justeringsnøjagtighed, boring og galvanisering på grund af det stigende antal lag. Det følgende afsnit, baseret på praktisk produktionserfaring, skitserer det komplette behandlingsflow og de vigtigste teknologiske punkter for begge typer flerlags PCB'er.
1. For-forbehandling af materialer og stakningsplanlægning
Materialeforbehandling- er grundlæggende for at sikre bordstabilitet. Både 8-lags og 12-lags PCB'er bruger kobber-beklædt laminat (CCL) kerneplader, prepreg (PP-plader) og kobberfolie som kernematerialer, der kun adskiller sig i stablingsmetoden. Ved ankomsten af råvarer er det første trin skæring. Hele rullen med CCL skæres til kerneplader i standard-størrelse i henhold til produktionsspecifikationerne. De afskårne kanter skal være glatte og grate-for at undgå delamineringsproblemer i efterfølgende processer. Herefter bages pladerne for at fjerne fugt. Høj- flerlagsplader absorberer let fugt; bagning ved høj-temperatur fjerner fuldstændig denne fugt og forhindrer defekter såsom bobler og delaminering efter laminering. Til lagstabling bruger 8-lags PCB'er typisk et symmetrisk 2+4+2 eller 4+4 stablingsmønster, opdelt i to eller tre moduler. Kun to komplette lamineringer er nødvendige for den samlede sammensmeltning. Den symmetriske struktur udligner effektivt termisk spænding og reducerer sandsynligheden for, at pladevridning. 12-lag-PCB'er har endnu flere lag, hvilket fordobler antallet af interne ledende og isolerende lag. En 4+4+4 tre-segment stabelstruktur er almindeligt anvendt, der kræver tre uafhængige lamineringsoperationer. Hvert segment af stakken skal uafhængigt fuldføre det indre lags fremstilling, bruning og forstablingsprocesser. Jo flere lag, jo højere er kompleksiteten af mellemlagsstabling og jo større er risikoen for kumulativ afvigelse, hvilket gør kontrollen af stablingssekvensen mere stringent. Prepreg fungerer som mellemlagsisolering og bindemateriale. For begge typer plader vælges passende specifikationer baseret på isoleringstykkelse og impedanskrav, og stablingen overholder strengt reglen om alternerende arrangement af kernepladen og prepreg.
2. Fremstillingsproces for indre lag kredsløb
De indre lag er kernebærerne for signaltransmission i flerlags PCB'er. Fremstillingsprocessen for de indre lag af 8-lags og 12-lags PCB'er er den samme, herunder pladeoverfladebehandling, mønsteroverførsel, ætsning, filmfjernelse, inspektion og bruning af. 12-lags PCB'er, på grund af det større antal indvendige lag, har højere krav til batchbehandlingskonsistens.
Rengøring og runing af pladeroverflader
Efter skæring kommer kernepladen først ind i rengøringsproduktionslinjen, hvor kemiske opløsninger og højtryksvandsskylning fjerner olie-, støv- og oxidlag fra pladens overflade. Efterfølgende gennemgår kobberoverfladen mikro-opruning for at forbedre adhæsionen mellem den lysfølsomme film og kobberoverfladen, hvilket forhindrer filmafløsning og kredsløbsdefekter under mønsteroverførsel. Hele renseprocessen afsluttes i et renrum, og luftbårne partikler er strengt kontrolleret for at forhindre urenheder i at klæbe til pladens overflade.
Mønsteroverførsel og ætsning
Efter rengøring påføres den lysfølsomme tørre film jævnt på kernepladen. Mønsterreplikering afsluttes ved hjælp af direkte laser-billeddannelsesudstyr. Denne metode giver høj justeringsnøjagtighed og kan opfylde behandlingskravene for fine kredsløb. Efter billeddannelse bruges en fremkalderopløsning til at opløse den tørre film i de ueksponerede områder, hvorved de kobberfolieområder, der skal ætses, blotlægges. Dernæst begynder ætseprocessen ved at bruge en specialiseret ætseopløsning til at fjerne overskydende eksponeret kobberfolie, hvilket kun efterlader hele det indre lag ledende linjer. Under behandlingen overvåges opløsningens temperatur og sprøjtetryk i realtid, og mængden af lateral ætsning kontrolleres strengt for at sikre pæne linjekanter. Efter ætsning bruges en strippeopløsning til at fjerne eventuel resterende tør film fra pladeoverfladen og blotlægge de rene kobberlinjer.
Inspektion af indre lag og bruningsbehandling Alle kerneplader i det indre lag gennemgår automatisk optisk inspektion for hurtigt at identificere defekter såsom åbne kredsløb, kortslutninger og mellemrum. Defekte tavler sorteres og omarbejdes direkte. Kvalificerede kerneplader går ind i bruningsprocessen, et afgørende trin før flerlagspladelaminering. Gennem kemisk behandling genereres et ensartet, ru oxidlag på kobberkredsløbets overflade, hvilket væsentligt forbedrer bindingsstyrken mellem kobberoverfladen og prepreg, hvilket forhindrer mellemlagsdelaminering. For 12-lags PCB'er med mere end 8 indre lag skal bruningsparametrene kalibreres ensartet for at sikre ensartede ru-effekter på hver indre lags kerneplade.
3. Kerneproces med lagdelt laminering
Laminering er kerneprocessen i flerlags PCB-fremstilling og en væsentlig forskel mellem 8-lags og 12-lags PCB-processer. Forøgelse af antallet af lag fører til en omfattende opgradering af antallet af lamineringer, justeringsnøjagtighed, temperaturkontrolprofiler og trykparametre, der direkte bestemmer den samlede strukturelle styrke og udbytte af pladen.
1). For-stabling og positionering I henhold til den forud-indstillede stakstruktur stables den brunede indre kerneplade, prepreg og ydre kobberfolie sekventielt. 8-lags PCB'er, på grund af færre lamineringer, bruger for det meste mekaniske stifter til positionering, hvilket gør det muligt at kontrollere mellemlag{5} inden for en rimelig afstand{5}. segmenterede lamineringer, hvilket markant øger risikoen for kumulativ mellemlagsafvigelse. Mellem-segmentstabling og overordnet stabling kræver et laserpositioneringssystem, med positioneringsnøjagtighed, der langt overstiger traditionel mekanisk positionering, hvilket sikrer præcis justering af snesevis af lag. Midlertidig nitning udføres efter stabling for at forhindre lagforskydning under transport.
2). Vakuum varmpressehærdning De stablede plader sendes til en vakuumlaminator. Vakuummiljøet fjerner fuldstændig luft mellem lag og forhindrer bobledannelse. Begge typer plader anvender en segmenteret opvarmnings- og gradienttryksproces. For det første, lav-temperatur for-presning gør det muligt for prepreg først at smelte og flyde, hvilket udfylder små huller mellem lagene. Derefter øges temperaturen og trykket til hovedtryksætning, hvilket tillader prepreg at imprægnere kernepladens overflade fuldstændigt. Til sidst udføres hærdning ved en konstant temperatur, hvorved harpiksen hærdes fuldstændigt og alle lag bindes til en samlet struktur. Temperatur- og trykparametrene for de to lamineringer af 8-lags printkortet er relativt brede, hvilket resulterer i en højere tolerance for procesfejl. For 12-lags printkortet kræver hver segmenteret laminering en separat indstillet temperaturkontrolkurve. Flere varmepresser akkumulerer kontinuerligt termisk stress, derfor har opvarmnings- og afkølingshastigheder, holdetider og trykniveauer alle brug for præcis kontrol. Holdetiden for hver laminering er længere for at sikre samtidig hærdning af de flere harpikslag, hvilket forhindrer pladedeformation og ujævn indre belastning. Efter hver lamineringsrunde får pladerne afkøle naturligt til stuetemperatur, inden næste laminerings- og presningsrunde begynder, indtil alle lag er integreret.
4. Bore- og hulmetalliseringsproces
Efter laminering går hele pladen ind i boreprocessen. Huller er nøglekanalerne for mellemlags ledningsevne. Forskelle i pladetykkelse og antal lag resulterer i betydelige forskelle i boreparametre, bearbejdningsvanskeligheder og galvaniseringsprocesser mellem 8-lags og 12-lags PCB'er.
Mekanisk boring Høj-flerlags-PCB'er bruger hårdmetalbor til mekanisk boring, med tilsvarende borekronespecifikationer, der matcher forskellige huldiameterkrav. 8-lags-PCB'er har en tyndere plade og mindre boredybde; parametre for borehastighed og tilspænding indstilles konventionelt, og hulpositionsnøjagtigheden er let at kontrollere. 12-lags printkort har en større samlet tykkelse og øget boredybde; derfor skal borets fødehastighed reduceres, hastigheden optimeres og frekvensen af spånfjernelse øges for at forhindre høj-temperaturslid på boret, grater på hulvæggene og hulpositionsforskydning. Efter boring afgrates alle huller, og der udføres afkalkning for at fjerne resterende harpiksrester og kobberspåner, hvilket sikrer glatte og rene hulvægge.
Hulmetallisering og galvanisering Efter boring gennemgår pladematerialet først kemisk kobberbelægning, hvorved der afsættes et tyndt lag kobber på de isolerende hulvægge for at bygge et grundlæggende ledende lag og opnå initial ledningsevne inden for hulvæggene. Dette efterfølges af en fuld-plade galvaniseringsproces, hvor elektrolyse fortykker kobberlaget på hulvæggene og kobberlaget på pladens overflade, hvilket sikrer stabiliteten af mellemlagets ledningsevne. For 8-lags PCB'er er konventionel DC galvanisering tilstrækkelig til at opfylde kravene til hullets kobbertykkelse. For 12-lags PCB'er, med flere lag og længere ledende lagforbindelser, nødvendiggør ujævn strømfordeling i nogle tætpakkede hulområder segmenterede galvaniserings- eller pulselektropletteringsprocesser for at sikre ensartet kobberlagtykkelse på hulvæggene og forhindre konduktivitetsfejl forårsaget af for tynde kobberlag i visse områder. For nogle 12-lags plader med høj tæthed kan en udfyldningsgalvaniseringsproces bruges til at rumme komplekse hulstrukturer. Efter galvanisering inspiceres hullets kobbertykkelse og ledningsevne, og brædder med beskadigede kobberlag på hulvæggene kasseres.
5. Fremstillingsproces for ydre lagkredsløb
Efter boring og metallisering af hele pladen fremstilles det ydre lagkredsløb. Denne proces er stort set den samme som det indre lags kredsløb, men fordi kortet allerede er dannet, er kontrolstandarderne strengere. Først rengøres pladens overflade grundigt og ru for at fjerne galvaniseringsrester. Derefter påføres en lysfølsom tør film. Gennem en række processer, herunder laserbilleddannelse, fremkaldelse, ætsning og filmfjernelse, dannes det ydre ledende kredsløb. Sammenlignet med det indre lag er det ydre lags kredsløb direkte udsat for det ydre miljø. Efter ætsning inspiceres kanterne og linjebredden omhyggeligt for at sikre, at udseendet og ydeevnen lever op til standarderne. Efter at processen er afsluttet, bruges optisk inspektionsudstyr til en fuld inspektion for at kontrollere for eventuelle udseendedefekter i det ydre lags kredsløb.
6. Loddemaske, overfladebehandling og formbehandling
Loddemaskebelægning Efter at det ydre lags kredsløb har bestået inspektion, påføres loddemaske-blæk på hele pladens overflade. Efter for-bagning, eksponering, udvikling og hærdning er kun de ledende områder blotlagt, mens resten af pladeoverfladen er dækket af loddemaskelaget. Loddemaskelaget isolerer ekstern fugt og støv, forhindrer oxidation af kredsløb og kortslutninger, samtidig med at kortets isoleringsevne forbedres. Processen for 8-lags og 12-lags PCB'er er grundlæggende den samme i dette trin, hvor den eneste forskel er valget af lodderesist blæk baseret på applikationsscenariet.
Overfladebehandling Den passende overfladebehandlingsmetode vælges i henhold til påføringsscenariet. Almindelige processer omfatter kemisk nikkel-forgyldning, organisk loddebestandig film og varmluftudjævning. Hovedfunktionen af denne proces er at beskytte udsatte ledende områder, forbedre oxidationsmodstand og forbindelsesydelse. De to typer flerlagstavler kan fleksibelt matches med processen i henhold til slutbrugerens krav.
Formbearbejdning Ved hjælp af CNC-fræsemaskiner eller stansning bearbejdes pladematerialet til kundens ønskede form og dimensioner, og overskydende kanter trimmes. Efter forarbejdning slibes pladekanterne for at sikre, at kanterne er flade og glatte, uden skarpe kanter, delaminering, afslag eller andre problemer.
7. Slutkontrol og færdigvaresortering
Der udføres en omfattende inspektion på færdigvarestadiet, opdelt i tre hovedsektioner: udseendeinspektion, dimensionsinspektion og elektrisk kontinuitetsinspektion. Visuel inspektion er afhængig af en kombination af manuelt arbejde og optisk udstyr til at kontrollere for skader, pletter og farveforskelle i blækket, kredsløbet og hullerne på kortets overflade. Dimensionel inspektion bruger præcisionsinstrumenter til at verificere pladetykkelse, overordnede dimensioner og hulkoordinater, hvilket sikrer, at alle parametre opfylder standarderne. Elektrisk inspektion anvender specialiseret udstyr til at teste mellemlagskontinuitet og isoleringsydelse punkt -for-punkt og identificere skjulte åbne kredsløb og kortslutninger. Efter at have bestået alle inspektioner rengøres 8-- og 12-lags flerlags PCB'er, fugtsikres og pakkes, inden de opbevares. Defekte produkter kategoriseres og registreres efter defekttype, hvilket giver dataunderstøttelse til efterfølgende procesoptimering.
Behandlingen af 8-lags og 12-lags flerlags PCB'er er et meget sofistikeret system af indbyrdes forbundne processer. Mens deres grundlæggende behandlingslogik er ens, ligger kerneforskellene i fire nøgleområder: lagstabling, lamineringsantal, justeringsnøjagtighed og boring/plettering. Det 12-lags PCB med dets fordoblede lagantal præsenterer markant øget kompleksitet, bearbejdningssværhedsgrad og præcisionsstandarder, hvilket stiller langt højere krav til produktionsudstyr, procesparameterjusteringer og værkstedsmiljøkontrol sammenlignet med 8-lags PCB'er. I den faktiske produktion påvirker finjusteringen af parametre og styringen af detaljer i hver proces direkte udbyttet og stabiliteten af det færdige produkt. Kun ved nøje at følge specifikationerne for flerlagskortbehandling og optimere de tilsvarende procesløsninger til forskellige lag af plader kan vi producere høj-flerlags PCB-produkter med stabil ydeevne og opfylde kvalitetsstandarder, og dermed tilfredsstille applikationsbehovene for forskellige high-end elektroniske enheder.