U polju moderne instrumentacije, tehnologija proizvodnje više-slojnih štampanih ploča postala je ključni element u promoviranju poboljšanja performansi proizvoda i funkcionalne diversifikacije. Strogi zahtjevi za visokom preciznošću i pouzdanošću u instrumentaciji čine svaki aspektviše-slojna proizvodnja PCB-a, od dizajna do proizvodnje, prate izuzetno stroge standarde kako bi zadovoljili potrebe složenog rasporeda kola i prijenosa signala.
Karakteristike dizajna više-slojnih štampanih ploča za instrumente i brojila
Dizajn više-slojnih štampanih ploča za instrumente i brojila prvo mora u potpunosti uzeti u obzir integritet signala. Zbog česte detekcije i obrade slabih signala u instrumentaciji, kao što je akvizicija signala senzora, čak i manje smetnje signala mogu značajno povećati greške mjerenja. Stoga je u procesu dizajna potrebno pažljivo planirati raspored kola, smanjiti refleksiju signala i preslušavanje kroz razumnu širinu linija, postavke razmaka linija i usklađivanje impedancije.
U međuvremenu, dizajn sistema za distribuciju energije je takođe ključan za više-slojne štampane ploče za instrumentaciju. Različiti funkcionalni moduli unutar instrumenta često zahtijevaju napajanje različitih nivoa napona i imaju izuzetno visoke zahtjeve za stabilnost napajanja. Prilikom projektovanja višeslojnih -slojnih štampanih ploča, slojevi napajanja i uzemljenja su posebno postavljeni da obezbede stabilnu i čistu snagu za različite module kroz razumnu segmentaciju u ravni snage, smanjujući uticaj fluktuacija snage na performanse kola. Pored toga, veliki broj kondenzatora za razdvajanje bit će dodat u blizini iglova za napajanje čipa kako bi se filtrirao visoko-šum i osigurao kvalitet energije.
Tok procesa proizvodnje i ključne tehnologije
Proizvodnja kola unutrašnjeg sloja
Proizvodnja višeslojnih štampanih ploča počinje proizvodnjom kola unutrašnjeg sloja. Koristeći laminat obložen bakrom- kao podlogu, dizajnirani uzorak kola se prenosi na površinu bakarne folije kroz proces fotolitografije. U procesu fotolitografije potrebna je izuzetno visoka preciznost ekspozicije. Napredna oprema za litografiju koristi se kako bi se osiguralo da se suptilne karakteristike uzorka kola mogu precizno replicirati, a tolerancija širine linije može se kontrolirati unutar nekoliko mikrometara. Na primjer, za štampane ploče preciznih instrumenata i mjerača, širine linija i razmaci ispod 0,1 mm su prilično uobičajeni.
Nakon što je fotolitografija završena, nepotrebna bakarna folija se uklanja kroz procese kao što su razvijanje i jetkanje, uz zadržavanje preciznih uzoraka kola. Proces jetkanja zahtijeva strogu kontrolu koncentracije, temperature i vremena jetkanja otopine za jetkanje kako bi se osigurala ujednačenost jetkanja i izbjeglo prekomjerno jetkanje ili nedovoljno jetkanje kruga.
Proces laminiranja
Nakon što je krug unutrašnjeg sloja završen, svaka ploča unutrašnjeg sloja se slaže sa poluočvrsnutim limom (PP lim) prema dizajniranom redoslijedu i stavlja u mašinu za laminiranje za laminiranje na visokim{0}}temperaturama i visokim-pritiscima. Temperaturu, pritisak i vremenske parametre procesa laminiranja potrebno je precizno kontrolisati kako bi se osiguralo da se PP ploča potpuno topi i teče, ispunjava praznine između unutrašnjih slojeva i da je čvrsto vezan za unutrašnje slojeve kako bi formirala cjelinu. Odgovarajući parametri laminiranja mogu osigurati dobro međuslojno spajanje, spriječiti raslojavanje i osigurati ravnost PCB-a, ispunjavajući zahtjeve naknadne visoko{4}}precizne obrade. Na primjer, tipična temperatura laminiranja je između 180-220 stepeni, pritisak je između 3-5MPa, a vrijeme je oko 60-90 minuta.
Bušenje i bakreno prevlačenje
Laminiranu ploču potrebno je izbušiti kako bi se postigle električne veze između slojeva kola. Korišćenjem visoko{1}}precizne CNC opreme za bušenje, operacije bušenja se izvode prema projektovanim koordinatama bušenja. Prečnik rupe za bušenje može biti manji od 0,15 mm ili čak i manji, a zid rupe treba da bude glatki i bez neravnina kako bi se izbegao uticaj na kvalitet naknadnog bakrenog prevlačenja.
Nakon što je bušenje završeno, jednolični sloj bakra se nanosi na zid rupe kroz hemijske procese bakrovanja i galvanizacije, osiguravajući dobru provodljivost i pouzdanu vezu između slojeva kola. Tokom procesa bakrenog prevlačenja, vrši se striktno praćenje sastava rastvora za oblaganje, gustine struje, temperature i drugih parametara kako bi se osiguralo da debljina i ujednačenost sloja bakrenog sloja zadovoljavaju standarde. Općenito, potrebno je da debljina bakrenog sloja na zidu rupe bude između 20-35 μm.
Izrada kola vanjskog sloja i površinska obrada
Proizvodnja vanjskog kola je slična onoj unutarnjeg kola, a uzorak vanjskog kola se formira kroz procese kao što su fotolitografija i graviranje. Međutim, zbog direktnog zavarivanja vanjskog kola s elektronskim komponentama, postavljaju se veći zahtjevi za preciznost i kvalitet površine kola.
Proces površinske obrade koristi se za zaštitu sloja bakra na površini štampanih ploča, poboljšanje lemljivosti i otpornosti na oksidaciju. Uobičajeni procesi površinske obrade uključuju niveliranje vrućim zrakom (HASL), elektrobez niklovanje (ENIG), masku za organsko lemljenje (OSP), itd. U području instrumentacije, s obzirom na pouzdanost i dugoročnu- stabilnost zavarivanja, proces hemijskog niklovanog pozlaćenja se široko koristi. Može formirati ujednačen sloj legure nikla zlata na površini PCB-a, koji ima dobru provodljivost i može efikasno spriječiti oksidaciju bakarnog sloja, osiguravajući dugoročnu-pouzdanost lemnih spojeva.
Kontrola kvaliteta i metode ispitivanja
Ispitivanje električnih performansi
Koristeći mašinu za testiranje leteće igle za testiranje električnih performansi na štampanim pločama, provodljivost, kratki spoj i prekid kola detektuju se kontaktom sonde sa ispitnom tačkom na štampanoj ploči. Testiranje leteće igle može brzo i precizno otkriti probleme s električnim povezivanjem na štampanim pločama. Za složene višeslojne -slojne štampane ploče, može se postaviti više tačaka testiranja kako bi se u potpunosti pokrila mreža kola i osiguralo da električne performanse ispunjavaju zahtjeve dizajna.
Za visokofrekventne signalne vodove, također je potrebno ispitivanje impedanse, korištenjem profesionalnog analizatora impedanse za mjerenje karakteristične impedanse linije, osiguravajući da njeno odstupanje od projektirane vrijednosti bude unutar dozvoljenog opsega i osiguravajući integritet prijenosa signala.
Provjera izgleda i veličine
Koristite optičke mikroskope, elektronske mikroskope i drugu opremu da pregledate izgled štampanih ploča, provjerite ima li nedostataka u kolu, ogrebotina na bakrenoj foliji i abnormalnosti u zidovima rupa. Kroz-tehnologiju visoke preciznosti prepoznavanja slike mogu se otkriti mali defekti kao što su odstupanje širine linije i neravnine na rubovima linija.
Veličina štampanih ploča mora biti precizno izmjerena pomoću anime i tercijarnih mjernih instrumenata, uključujući ključne dimenzije kao što su dužina ploče, širina ploče, promjer rupa i razmak između linija, kako bi se osiguralo da veličina štampane ploče ispunjava zahtjeve crteža dizajna i zahtjeve za tačnost naknadnih procesa montaže.
test pouzdanosti
Izvršite testiranje pouzdanosti na štampanim pločama i simulirajte različite radne uslove u stvarnim okruženjima upotrebe, kao što su visoka temperatura, niska temperatura, vlažnost, vibracije, itd. Sprovođenjem visoko-testova na starenje, PCB se postavlja u okruženje visoke-temperature na određeni vremenski period kako bi se testirala njegova visoka {{3} stabilnost električnih performansi; Sprovođenjem testova hladnog i vrućeg udara, štampane ploče mogu brzo prelaziti između različitih temperaturnih raspona kako bi se potvrdila njihova međuslojna adhezija i pouzdanost lemnih spojeva. Ovi testovi pouzdanosti mogu unaprijed otkriti potencijalne opasnosti po kvalitetu štampanih ploča, osiguravajući-dugoročni stabilan rad proizvoda u složenim okruženjima.