Les plaques de quatre-capes, amb els seus avantatges d'alta densitat de cablejat i transmissió de senyal estable, s'han convertit en components bàsics en nombrosos sistemes electrònics complexos. El seu procés de producció integra un mecanitzat de precisió i un control estricte, amb cada pas que té un impacte crucial en el rendiment del producte.
1. Procés de preparació prèvia
Els preparatius preliminars per a la producció de taulers de quatre-capes són la base per garantir el bon progrés dels processos posteriors. El primer pas és la selecció del substrat, on cal triar els laminats-revestits de coure (CCL) adequats en funció dels escenaris d'aplicació del producte i dels requisits de rendiment. El rendiment d'aïllament, la resistència mecànica, la resistència a la calor i altres paràmetres del substrat s'han de sotmetre a proves rigoroses per garantir que compleix els requisits d'ús de les plaques de quatre-capes.
II. Procés de producció de la capa interna
La producció de la capa interna és un dels passos clau en la fabricació d'una placa de quatre-capes, i la seva qualitat afecta directament el rendiment de tota la placa de circuit.
(1) Pre-tractament del substrat interior
El pretractament del laminat-revestit de coure interior (CCL) té com a objectiu eliminar la capa d'òxid, les taques d'oli i les impureses de la superfície del substrat, millorant així l'adhesió de la tinta en els processos posteriors. Normalment, el pretractament inclou passos com ara el desgreixatge i el micro-gravat. El desgreixatge es pot aconseguir mitjançant una neteja química per eliminar l'oli i el greix de la superfície del substrat. El micro-gravat, en canvi, implica un gravat suau per crear una superfície rugosa uniforme sobre el substrat, reforçant així l'enllaç amb la tinta.
(II) Producció de circuits de capa interna
Primer, apliqueu la tinta fotosensible, estenent la tinta líquida uniformement sobre la superfície del substrat interior i, a continuació, cureu-la en una pel·lícula mitjançant l'assecat. A continuació, procediu a l'exposició. Importeu el fitxer de patró de circuit digital preparat a la màquina d'exposició LDI, que utilitza llum làser per escanejar i exposar directament el substrat recobert amb tinta fotosensible. Això fa que la tinta de les zones exposades al làser experimenti una reacció de curat, mentre que les zones no exposades romanen solubles.
Després de l'exposició, el desenvolupament es realitza col·locant el substrat en una solució reveladora. La tinta no curada es dissol i s'elimina, deixant un patró de tinta curada a la superfície del substrat que coincideix amb el patró digital. A continuació, el gravat es realitza col·locant el substrat en una solució de gravat. La làmina de coure no coberta per la tinta es grava i la làmina de coure restant forma el circuit de la capa interior. Després, la tinta curada a la superfície del circuit s'elimina mitjançant un procés d'eliminació de pel·lícules, revelant el circuit de capa interior transparent.
(III) Inspecció de la capa interna
Un cop finalitzada la fabricació del circuit de la capa interna, cal una inspecció rigorosa. El contingut de la inspecció inclou la conductivitat del circuit, les condicions de curtcircuit i si l'amplada i l'espaiat de la línia compleixen els requisits. Normalment, s'utilitzen equips d'inspecció òptica automàtica per dur a terme una exploració completa del circuit mitjançant principis d'imatge òptica, detectant ràpidament els defectes del circuit i assegurant la qualitat del circuit de la capa interna.
III. Procés de laminació
El procés de laminació consisteix a combinar el substrat interior, el preimpregnat i la làmina de coure exterior per formar l'estructura global d'un tauler de quatre-capes.
(1) Preparació per a laminació
Segons els requisits, el substrat interior, el preimpregnat i la làmina de coure exterior s'apilen en un ordre determinat. El preimpregnat està fet de tela de fibra de vidre impregnada amb resina epoxi, que cura amb calefacció i pressió, servint com a agent d'unió entre les capes. Quan s'apilen, cal garantir la precisió d'alineació de cada capa i normalment s'utilitzen pins de posicionament per al posicionament per evitar que la desalineació entre capes afecti les connexions del circuit.
(II) Operació de laminació
Col·loqueu les lloses plegades a la laminadora i procediu a la laminació sota les condicions de temperatura, pressió i temps especificades. Durant el procés de laminació, la resina del preimpregnat es fon i flueix, omplint els buits entre les capes i unint-se estretament amb el substrat interior i la làmina de coure exterior. Simultàniament, la resina es curarà formant una capa aïllant rígida, separant els circuits de cada capa i aconseguint un aïllament elèctric. Els paràmetres del procés de laminació s'han de controlar estrictament per garantir una forta unió entre capes, absència de bombolles, delaminació i altres defectes.
IV. Procediment de processament de la capa exterior
Després de la laminació, comença l'etapa de processament de la capa exterior, que inclou principalment processos com ara la perforació, la metal·lització de forats i la fabricació de circuits de la capa exterior.
(1) Perforació
D'acord amb els requisits, s'utilitza una màquina de perforació CNC per perforar diversos forats i forats de muntatge al tauler laminat. Els forats de via s'utilitzen per aconseguir connexions elèctriques entre capes de circuits, mentre que els forats de muntatge s'utilitzen per assegurar els components electrònics. Durant la perforació, cal controlar la precisió de posició del forat, la mida del diàmetre del forat i la qualitat de la paret del forat per evitar problemes com ara la desviació del forat i les parets del forat rugoses. Un cop finalitzada la perforació, cal netejar els residus dins dels forats per garantir la qualitat de la posterior metal·lització dels forats.
(II) Metal·lització del forat
La metal·lització dels forats és un procés crucial per aconseguir la connexió elèctrica de vies. En primer lloc, es realitza el desbarbat per eliminar els residus i els residus de resina que queden a la paret del forat durant el procés de perforació, assegurant que la paret del forat estigui neta i ordenada. A continuació, la deposició química de coure es realitza col·locant el substrat en una solució de deposició de coure per dipositar una fina capa de coure a la superfície de la paret del forat, fent que la paret del forat originalment aïllant sigui conductora. Després, mitjançant el procés de galvanoplastia de coure, la capa de coure s'engrossi encara més a partir de la capa de deposició de coure, millorant la conductivitat i la fiabilitat de la via.
(III) Producció de circuits de capa exterior
El procés de producció dels circuits de la capa exterior és similar al dels circuits de la capa interior, incloent passos com ara l'aplicació de tinta fotosensible, exposició, desenvolupament, gravat i eliminació de pel·lícules. El procés d'exposició també utilitza una màquina d'exposició LDI per aconseguir una exposició precisa basada en el patró del circuit digital. Mitjançant aquests passos, es forma el patró de circuit desitjat a la superfície exterior de la placa de quatre-capes. A diferència dels circuits de la capa interna, els circuits de la capa exterior s'han de connectar a vies per aconseguir la continuïtat elèctrica amb els circuits de la capa interna.
(IV) Màscara de soldadura i impressió de caràcters
Per protegir la capa exterior dels circuits i evitar l'oxidació, la corrosió i els curtcircuits, és necessari un recobriment de màscara de soldadura. Normalment, s'utilitza tinta de màscara de soldadura fotosensible, que forma una capa de màscara de soldadura a la superfície dels circuits que cal protegir mitjançant processos d'exposició i desenvolupament, exposant àrees com ara pastilles de soldadura que requereixen soldadura. Els colors habituals per a les màscares de soldadura inclouen el verd, el blau, el negre, etc.
Després de l'aplicació de la màscara de soldadura, es realitza la impressió de caràcters. La informació de caràcters, com ara el número de peça del component, el número de model i el número de sèrie de producció, s'imprimeix a la superfície de la placa per facilitar la instal·lació i la identificació dels components electrònics. La impressió de caràcters normalment es fa mitjançant serigrafia amb tinta de caràcters especialitzada per garantir caràcters clars i duradors.
V. Procediments de post-processament
(1) Tractament superficial
Per millorar la soldabilitat i la resistència a l'oxidació de les pastilles de soldadura, és necessari un tractament superficial. Els processos habituals de tractament de superfícies inclouen la polvorització d'estany, l'or d'immersió, el níquel-daurat i l'OSP (preservant de soldadura orgànica). Els diferents processos de tractament de superfícies tenen característiques diferents i àmbits aplicables, i es poden seleccionar segons els requisits del producte.
(II) Processament de formes
Segons els requisits, utilitzeu una fresadora CNC o una premsa de punxó per processar la forma exterior de la placa de circuits, tallant-la a la forma i mida desitjades. Durant el processament de la forma exterior, cal garantir la precisió dimensional i la qualitat de les vores, evitant problemes com ara rebaves i estellades.
(III) Inspecció final
Finalment, es realitza una inspecció final exhaustiva al tauler de quatre-capes. La inspecció inclou proves de rendiment elèctric (com ara proves de continuïtat, proves d'aïllament), inspecció d'aparença (com la qualitat de la màscara de soldadura, la claredat del caràcter, les ratllades superficials, etc.) i la inspecció de precisió dimensional. Només els productes que superin totes les inspeccions es poden considerar qualificats i passar a les etapes d'embalatge i lliurament posteriors.