Flerskiktskretskort, med sin ledande struktur i flera-lager och stabila elektriska prestanda, används ofta inom avancerade områden som kommunikation, servrar och industriella. 8-lager och 12-lagers PCB faller in i kategorin högflerlagerkretskort, med komplexa processparametrar och extremt höga krav på processparametrar för utrustning, miljöstyrning och extremt höga miljökontroller. Även om deras övergripande processramverk är liknande, finns betydande skillnader i kärnaspekter som stapling, lamineringstider, inriktningsnoggrannhet, borrning och galvanisering på grund av det ökande antalet lager. Följande avsnitt, baserat på praktisk produktionserfarenhet, beskriver det fullständiga bearbetningsflödet och viktiga tekniska punkter för båda typerna av flerskikts-PCB.
1. För-bearbetning av material och staplingsplanering
Materialförbearbetning-är grundläggande för att säkerställa brädets stabilitet. Både 8-- och 12--lagers PCB använder koppar-klädda laminatskivor (CCL), prepreg (PP-ark) och kopparfolie som kärnmaterial, och skiljer sig endast i staplingsmetoden. Vid ankomst av råvaror är det första steget skärning. Hela rullen med CCL skärs i standard-kärnkort enligt produktionsspecifikationer. De skurna kanterna måste vara släta och gradfria-för att undvika delamineringsproblem i efterföljande processer. Därefter bakas skivorna för att avlägsna fukt. Höga-flerlagerskivor absorberar lätt fukt; gräddning vid hög-temperatur tar bort denna fukt fullständigt och förhindrar defekter som bubblor och delaminering efter laminering. För lagerstapling använder 8-lagers PCB vanligtvis ett symmetriskt 2+4+2 eller 4+4 staplingsmönster, uppdelat i två eller tre moduler. Endast två kompletta lamineringar behövs för övergripande sammansmältning. Den symmetriska strukturen kompenserar effektivt termisk spänning och minskar sannolikheten för att kretskort ska skev. 12-lager PCB har ännu fler lager, vilket fördubblar antalet inre ledande och isolerande lager. En 4+4+4 staplingsstruktur med tre segment används vanligtvis, vilket kräver tre oberoende lamineringsoperationer. Varje segment av stapeln måste självständigt slutföra inre lagertillverkning, brunfärgning och förstapling. Ju fler lager, desto högre komplexitet mellan stapling och desto större risk för kumulativ avvikelse, vilket gör kontrollen av staplingssekvensen mer stringent. Prepreg fungerar som mellanskiktsisolering och bindningsmaterial. För båda typerna av skivor väljs lämpliga specifikationer baserat på isoleringstjocklek och impedanskrav, och staplingen följer strikt regeln om alternerande arrangemang av kärnskivan och prepreg.
2. Process för tillverkning av inre skiktkretsar
De inre skikten är kärnbärare för signalöverföring i flerskiktskretskort. Tillverkningsprocessen för de inre lagren av 8-lagers och 12-lagers PCB är densamma, inklusive ytbehandling av kartong, mönsteröverföring, etsning, filmborttagning, inspektion och bryning av. 12-lagers PCB, på grund av det större antalet inre lager, har högre krav på satsvis bearbetningskonsistens.
Rengöring och uppruggning av skivytan
Efter kapning går kärnskivan först in i rengöringsproduktionslinjen, där kemiska lösningar och högtrycksvattentvätt tar bort olja, damm och oxidskikt från skivans yta. Därefter genomgår kopparytan mikro-uppruggning för att förbättra vidhäftningen mellan den ljuskänsliga filmen och kopparytan, vilket förhindrar filmlossning och kretsdefekter under mönsteröverföring. Hela rengöringsprocessen slutförs i ett renrum och luftburna partiklar kontrolleras strikt för att förhindra föroreningar från att fästa på skivans yta.
Mönsteröverföring och etsning
Efter rengöring appliceras den ljuskänsliga torra filmen jämnt på kärnskivan. Mönsterreplikering slutförs med hjälp av direkt laseravbildningsutrustning. Denna metod erbjuder hög inriktningsnoggrannhet och kan uppfylla bearbetningskraven för fina kretsar. Efter avbildning används en framkallningslösning för att lösa upp den torra filmen i de oexponerade områdena, varvid kopparfolieområdena som ska etsas exponeras. Därefter börjar etsningsprocessen, med hjälp av en specialiserad etslösning för att avlägsna överflödigt exponerad kopparfolie, vilket bara lämnar hela det inre lagret ledande linjer. Under bearbetningen övervakas lösningens temperatur och spraytryck i realtid, och mängden sidoetsning kontrolleras strikt för att säkerställa snygga linjekanter. Efter etsning används en strippningslösning för att avlägsna eventuell kvarvarande torr film från skivans yta, vilket exponerar de rena kopparlinjerna.
Inspektion av inre skikt och behandling av brunfärgning Alla kärnbrädor i det inre skiktet genomgår automatisk optisk inspektion för att snabbt identifiera defekter som öppna kretsar, kortslutningar och luckor. Defekta brädor sorteras direkt och omarbetas. Kvalificerade kärnskivor går in i bryningsprocessen, ett avgörande steg före laminering av flerskiktsskivor. Genom kemisk behandling genereras ett enhetligt, grovt oxidskikt på kopparkretsens yta, vilket avsevärt förbättrar bindningsstyrkan mellan kopparytan och prepreg, vilket förhindrar delaminering mellan skikten. För 12-lagers PCB med fler än 8 inre lager måste bryningsparametrarna kalibreras enhetligt för att säkerställa konsekventa uppruggningseffekter på varje innerlagers kärnskiva.
3. Kärnprocess för skiktad laminering
Laminering är kärnprocessen i flerskikts PCB-tillverkning och en betydande skillnad mellan 8-lagers och 12-lagers PCB-processer. Att öka antalet lager leder till en omfattande uppgradering av antalet lamineringar, inriktningsnoggrannhet, temperaturkontrollprofiler och tryckparametrar, vilket direkt bestämmer den totala strukturella hållfastheten och utbytet av skivan.
1). För-stapling och positionering Enligt den för-inställda stapelstrukturen staplas den brunade inre kärnskivan, prepreg och yttre kopparfolie sekventiellt. 8-lagerkretskort, på grund av färre lamineringar, använder mestadels mekaniska stift för positionering, vilket gör att mellanskiktsförskjutning{5} kan kontrolleras inom ett rimligt avstånd{5}. segmenterade lamineringar, vilket avsevärt ökar risken för kumulativ avvikelse mellan skikten. Mellan-segmentstapling och övergripande stapling kräver ett laserpositioneringssystem, med positioneringsnoggrannhet som vida överstiger traditionell mekanisk positionering, vilket säkerställer exakt inriktning av dussintals lager. Tillfällig nitning utförs efter stapling för att förhindra skiktfel under transport.
2). Vakuumvarmpresshärdning De staplade skivorna skickas till en vakuumlaminator. Vakuummiljön tar helt bort luft mellan skikten och förhindrar bubbelbildning. Båda typerna av skivor använder en segmenterad uppvärmnings- och gradienttrycksättningsprocess. Först, förpressning med låg-temperatur- gör att prepreg initialt smälter och flyter, vilket fyller små luckor mellan lagren. Därefter höjs temperaturen och trycket för huvudtrycksättning, vilket gör att prepreg-materialet impregnerar kärnskivans yta helt. Slutligen utförs härdning vid en konstant temperatur, helt härdar hartset och binder alla lager till en enhetlig struktur. Temperatur- och tryckparametrarna för de två lamineringarna av 8-lagers PCB är relativt breda, vilket resulterar i en högre tolerans för processfel. För 12-lagers PCB kräver varje segmenterad laminering en separat inställd temperaturkontrollkurva. Flera varma pressar ackumulerar kontinuerligt termisk stress, därför behöver uppvärmnings- och kylhastigheter, hålltider och trycknivåer alla exakt kontroll. Hålltiden för varje laminering är längre för att säkerställa samtidig härdning av de flera hartslagren, vilket förhindrar skivdeformation och ojämn inre spänning. Efter varje lamineringsomgång får skivorna svalna naturligt till rumstemperatur innan nästa omgång laminering och pressning börjar, tills alla lager är integrerade.
4. Process för borrning och metallisering av hål
Efter laminering går hela brädan in i borrningsprocessen. Hål är nyckelkanalerna för ledningsförmåga mellan skikt. Skillnader i skivtjocklek och antal lager resulterar i betydande skillnader i borrparametrar, bearbetningssvårigheter och galvaniseringsprocesser mellan 8-lagers och 12-lagers PCB.
Mekanisk borrning Hög-flerskiktskretskort använder hårdmetallborrkronor för mekanisk borrning, med motsvarande borrspetsspecifikationer anpassade till olika håldiameterkrav. 8-lagerkretskort har en tunnare skiva och grundare borrdjup; Parametrar för borrhastighet och matningshastighet ställs in på konventionellt sätt, och hålpositionsnoggrannheten är lätt att kontrollera. 12-lagers PCB har en större total tjocklek och ökat borrdjup; därför måste borrmatningshastigheten minskas, hastigheten optimeras och frekvensen av spånavlägsnande ökas för att förhindra hög-slitage på borrkronan, grader på hålväggarna och hålpositionsfel. Efter borrning avgradas alla hål och avkalkning utförs för att avlägsna resterande hartsskräp och kopparspån, vilket säkerställer jämna och rena hålväggar.
Hålmetallisering och galvanisering Efter borrning genomgår skivmaterialet först kemisk kopparplätering, varvid ett tunt lager av koppar avsätts på de isolerande hålväggarna för att bygga ett grundläggande ledande skikt och uppnå initial ledningsförmåga inom hålväggarna. Detta följs av en hel-elektropläteringsprocess, där elektrolys förtjockar kopparskiktet på hålväggarna och kopparskiktet på skivans yta, vilket säkerställer stabiliteten hos mellanskiktens konduktivitet. För 8-lagers PCB är konventionell DC-elektroplätering tillräcklig för att uppfylla kraven på hålets koppartjocklek. För 12-lagers PCB, med fler lager och längre ledande lageranslutningar, nödvändiggör ojämn strömfördelning i vissa tätt packade hålområden segmenterad elektroplätering eller pulselektroplätering för att säkerställa enhetlig kopparskikttjocklek på hålväggarna och förhindra konduktivitetsfel orsakade av alltför tunna kopparlager i vissa områden. För vissa 12-lagerskivor med hög densitet kan en utfyllnadsgalvaniseringsprocess användas för att ta emot komplexa hålstrukturer. Efter galvanisering inspekteras hålets koppartjocklek och ledningsförmåga, och skivor med skadade kopparskikt på hålväggarna kasseras.
5. Process för tillverkning av ytterskiktskretsar
Efter att ha borrat och metalliserat hela kortet, tillverkas det yttre skiktkretsen. Denna process är i stort sett densamma som kretsarna för det inre lagret, men eftersom kortet redan är bildat är kontrollstandarderna strängare. Först rengörs skivans yta noggrant och ruggas upp för att avlägsna rester av elektroplätering. Därefter appliceras en ljuskänslig torr film. Genom en serie processer, inklusive laseravbildning, framkallning, etsning och borttagning av film, bildas de yttre ledande kretsarna. Jämfört med det inre lagret är det yttre lagrets kretsar direkt exponerade för den yttre miljön. Efter etsning inspekteras noggrant kanterna och linjebredden för att säkerställa att utseende och prestanda uppfyller standarderna. Efter att processen är avslutad används optisk inspektionsutrustning för en fullständig inspektion för att kontrollera eventuella utseendedefekter i det yttre lagrets kretsar.
6. Lödmask, ytbehandling och formbearbetning
Lödmaskbeläggning Efter att kretsen för det yttre lagret har klarat inspektionen, beläggs lödmaskbläck på hela kortets yta. Efter förgräddning, exponering, framkallning och härdning är endast de ledande områdena exponerade, medan resten av kortets yta täcks av lödmaskskiktet. Lödmaskskiktet isolerar extern fukt och damm, förhindrar oxidation av kretsar och kortslutningar, samtidigt som det förbättrar kortets isoleringsprestanda. Processen för 8-lagers och 12-lagers PCB är i princip densamma i detta steg, med den enda skillnaden är valet av lödresistbläck baserat på applikationsscenariot.
Ytbehandling Lämplig ytbehandlingsmetod väljs enligt applikationsscenariot. Vanliga processer inkluderar kemisk nickel-guldplätering, organisk lödfilm och varmluftsutjämning. Huvudfunktionen för denna process är att skydda utsatta ledande områden, förbättra oxidationsmotstånd och anslutningsprestanda. De två typerna av flerskiktskort kan flexibelt matchas med processen enligt slutanvändarens krav.
Formbearbetning Med hjälp av CNC-fräsmaskiner eller stansning bearbetas skivmaterialet till kundens önskade form och dimensioner och överflödiga kanter trimmas. Efter bearbetning slipas skivans kanter för att säkerställa att kanterna är plana och släta, utan vassa kanter, delaminering, flisning eller andra problem.
7. Slutbesiktning och sortering av färdig produkt
En omfattande besiktning utförs i färdig produktstadiet, uppdelad i tre huvudsektioner: utseendebesiktning, måttbesiktning och elkontinuitetsbesiktning. Visuell inspektion bygger på en kombination av manuellt arbete och optisk utrustning för att kontrollera skador, fläckar och färgskillnader i bläcket, kretsarna och hålen på kortets yta. Dimensionell inspektion använder precisionsinstrument för att verifiera skivans tjocklek, övergripande dimensioner och hålkoordinater, vilket säkerställer att alla parametrar uppfyller standarderna. Elektrisk inspektion använder specialiserad utrustning för att testa kontinuitet mellan skikt och isoleringsprestanda punkt -för- punkt, för att identifiera dolda öppna kretsar och kortslutningar. Efter att ha klarat alla inspektioner rengörs 8-- och 12-lagers flerskikts PCB:er, fuktsäkras och förpackas innan de lagras. Defekta produkter kategoriseras och registreras efter defekttyp, vilket ger datastöd för efterföljande processoptimering.
Bearbetningen av 8-lager och 12-lager flerlagers PCB är ett mycket sofistikerat system av sammankopplade processer. Även om deras grundläggande bearbetningslogik är likartad, ligger kärnskillnaderna i fyra nyckelområden: lagerstapling, lamineringsantal, inriktningsnoggrannhet och borrning/plätering. 12-lagers PCB, med sitt dubbla lagerantal, uppvisar avsevärt ökad komplexitet, bearbetningssvårigheter och precisionsstandarder, vilket ställer mycket högre krav på produktionsutrustning, processparameterjusteringar och verkstadsmiljökontroll jämfört med 8-lagers PCB. I den faktiska produktionen påverkar finjusteringen av parametrar och kontrollen av detaljer i varje process direkt utbytet och stabiliteten hos den färdiga produkten. Endast genom att strikt följa bearbetningsspecifikationerna för flerskiktskort och optimera motsvarande processlösningar för olika lager av skivor kan vi producera flerskikts-PCB-produkter med stabil prestanda och som uppfyller kvalitetsstandarder, och på så sätt tillgodose applikationsbehoven för olika avancerade elektroniska enheter.