EN
A többrétegű NYÁK-gyártás a fejlett elektronika fejlesztését támogató vezető technológia, amely lehetővé teszi a kompakt és nagyteljesítményű eszközök integrálását, széleskörű alkalmazásokkal a fogyasztási cikkek, az űrrepülés és az orvosi műszerek iparágában. Míg az egy- vagy kétrétegű NYÁK-k csak egy vagy két réteg rézből állnak, a többrétegű NYÁK-k három vagy több réteg rézből állnak, amelyeket szigetelő anyagok választanak el egymástól, így lehetővé téve az összetettebb kapcsolási útvonalakat, magasabb alkatrész-sűrűséget és jobb elektromos teljesítményt. A többrétegű NYÁK-gyártás fő lépéseinek megértése segít a tervezőknek, mérnököknek és beszerzőknek jobban tájékozottá válni a minőségről, megbízhatóságról és gyártási képességekről.
Tervezési felülvizsgálat és mérnöki előkészítés
A többrétegű nyomtatott áramkörök gyártása a fizikai gyártáson túl lényegében a tervezési szakasz eredménye. Amint megérkeznek a Gerber fájlok, a rétegszerkezeti adatok és a műszaki követelmények, a mérnökök részletesen elemezni kezdik a tervezést. A tervezést vonalvastagságok, távolságok, impedancia-követelmények, rétegek egymásra illesztése, átmenőfuratok szerkezete és anyagválasztás szempontjából vizsgálják meg.
A szimuláció és a gyárthatóságra való tervezés (DFM) elemzése kötelező nagyon összetett nyomtatott áramköröknél.
Olyan gyártók, mint a King Field, segíthetnek elkerülni a költséges átdolgozásokat, és biztosíthatják a zavartalan gyártási folyamatot a DFM eredményeinek köszönhetően, amelyek során korai szakaszban azonosítják a lehetséges problémákat, például a jel integritásával kapcsolatos kérdéseket vagy a fúrási nehézségeket.
Belső réteg expozíció és maratás
Minden belső réteg külön készül. Kezdetben a rétegelt rézfelületet megtisztítják, majd fényérzékeny anyagot visznek fel rá. Nagyon pontosan, UV-sugarak segítségével vésték a kapcsolási rajzot a fényérzékeny rétegre egy fotómarás nevű eljárás során.
A fejlesztés során eltávolítják a fény hatására megváltozott fényérzékeny anyagot, majd egy oxidáló szerrel kémiai maratással eltávolítják a védőréteg alól kilátszó rézet. Ezen a ponton automatizált optikai ellenőrzést (AOI) alkalmaznak annak biztosítására, hogy a vonalvastagságok és a távolságok megfeleljenek az elvárásoknak, valamint, hogy a minta sértetlen legyen. Mivel a laminálás után felfedezett hibák nem javíthatók, alapvető fontosságú, hogy a belső rétegek minősége megfelelő legyen.
Belső réteg oxidkezelése
A laminálás előtt a belső rétegeket oxiddal vagy más, a kötést elősegítő felületkezeléssel látják el. Ez a kezelés atomi szinten érdesíti a réz felületét, amelynek köszönhetően javul a rétrétegek tapadása a prepreg szigetelőanyaghoz a laminálás során. A rétegek közötti tapadás különösen fontos tényezője a többrétegű NYÁK-ok mechanikai stabilitásának és hosszú távú megbízhatóságának, különösen olyan környezetben működő eszközök esetében, ahol magas hőmérséklet vagy rezgések jellemzők.
Rétegszerkezet és laminálás
A laminálás kétségtelenül a többrétegű NYÁK-gyártási folyamat egyik legjellemzőbb fázisa. A belső rétegek közé prepreg darabokat (epoxigyantával átitatott üvegszálas anyagot) helyeznek, majd a külső rézfóliákat a jóváhagyott rétegszerkezet szerint felülre és alulra helyezik el.
Ezután a rétegeket lamináló sajtolóba helyezik, ahol szabályozott hőmérsékleti és nyomású ciklusnak vannak kitéve. Az előre impregnált gyanta megolvad, elterül, majd megszilárdul, így biztosítva az összes réteg egyetlen szilárd lemezzé való megbízható összekapcsolódását. A hőmérséklet, a nyomás és az idő pontos szabályozása szükséges a rétegek pontos igazításának biztosításához, valamint a lyukak vagy rétegződés hiányosságainak elkerüléséhez.
Fúrás és átmenőfuratok kialakítása
A laminálás után a többrétegű NYÁK-ot fúrni kell, hogy lyukakat hozzanak létre a furatos alkatrészekhez és az egymáshoz csatlakozó rétegeket összekötő átmenőfuratokhoz. A CNC-fúró gép készíti a mechanikus lyukakat, míg mikroátmenőfuratok esetén nagy sűrűségű kapcsolat (HDI) tervezésnél lézeres fúrógépet is alkalmazhatnak.
A fúrás után a lyukfalakat tisztítják és aktiválják, hogy fémmel boríthassák be a lyukakat. Nyilvánvaló, hogy a fúrásnak rendkívül pontosnak kell lennie, különben az egymásra nem illeszkedés rontja a rétegek közötti elektromos kapcsolatot.
Fúrásmetallizálás és rézgalvanizálás
A vezető átmenetek kialakításához először egy vékony rézréteget visznek fel a fúrások falára elektromentes rézlevonási eljárással. Ezt követően elektrolitikus rézgalvanizálási lépés következik, amely során a rétegvastagság olyan mértékig növekszik, hogy az elektromosan és mechanikusan megbízható legyen.
Külső réteg képalkotása és maratása
A végső réteg kapcsolási sémája úgy kerül kialakításra, hogy a külső rétegeket fényérzékeny anyaggal (fotoreziszt) fedik be, hasonlóan a belső rétegekhez. A fotólitográfiai és fejlesztési folyamatok után a felesleges rézréteg eltávolításra kerül, így a kész áramkörök a külső rétegeken maradnak.
Ebben a szakaszban a pad geometriáját, a nyomkövetés és az alkatrészek csatlakozási pontjainak elhelyezkedését határozzák meg, amely végül befolyásolja az összeszerelési hozamot és az elektromos teljesítményt is.
Forrasztómaszk felhordása után
A forrasztási maszk egy, a nyomtatott áramkörös lemezre felhordott lakkhoz hasonló polimer réteg, amelynek célja a rézvezetékek védelme a nem kívánt oxidáció és szennyeződés ellen, valamint a forraszhidak kialakulásának csökkentése szomszédos padok között. A forrasztandó padok és viák nyílásai így csak a forrasztási maszkrétegben vannak meghatározva.
A forrasztási maszk pontos igazítása különösen fontossá válik többrétegű NYÁK gyártása során, főleg akkor, ha a komponensek finom rácstávolságúak. Ennek érdekében olyan gyártók, mint a King Field, korszerű képalkotó és polimerizáló berendezéseket alkalmaznak az egyenletes fedettség és hosszú távú teljesítmény biztosítása érdekében.
Felszín befejezése
A felületkezelés előnyei közé tartozik a forraszthatóság is, mellyel megvédi a szabadon hagyott rézpadokat. A leggyakoribb felületkezelési lehetőségek a HASL, ENIG, OSP, beoltott ezüst és beoltott ón. A legmegfelelőbb típus kiválasztása számos tényezőtől függ, például a raktározhatóságtól, az összeszerelés módjától és az elektromos teljesítménytől.
Mivel sík felülete van és kiváló a korrózióállósága, az ENIG-et gyakran részesítik előnyben nagy megbízhatóságú alkalmazásoknál.
Elektromos tesztelés és végső ellenőrzés
A tesztelés és ellenőrzés a többrétegű NYÁK-gyártás utolsó lépései. Annak biztosítása érdekében, hogy a rendkívül összetett többrétegű szerkezet bármely rétegében se legyenek rövidre záródások vagy szakadások, elektromos tesztelést végeznek a folytonosság és szigetelési állapot ellenőrzése céljából. Ezen felül vizuális ellenőrzéseket, méréseket (méretellenőrzések) és néha röntgenfelvételeket is alkalmazhatnak a helyes belső igazítás és átmenőfurat-minőség ellenőrzésére.
Csak azok a nyomtatott áramkörök juthatnak tovább a csomagolási és szállítási szakaszba, amelyek megfelelnek az összes előírt specifikációnak.
Összegzés
A többrétegű PCB gyártása rendkívül kihívást jelent, nagy pontosságot, széleskörű tapasztalatot igényel, és minden lépésben szigorú minőségellenőrzési intézkedéseket kell kidolgozni és betartani. Ezért teljesen logikus, hogy a termék teljesítménye és megbízhatósága feltétlenül függ az összes ilyen lépés megfelelő végrehajtásától, valamint a tesztektől, különösen a végsőektől.
A King Field sikerrel kínál többrétegű PCB-ket, amelyek különböző iparágak számára lehetővé teszik a korszerű elektronikai termékek fejlesztését, kifinomult berendezések alkalmazásával és jól szabályozott folyamatmenedzsmenttel együtt. Ezeknek a rétegeknek a pontosabb ismerete további betekintést nyújt a modern elektronika működésének bonyolultságába, valamint segíti az ügyfeleket megbízható PCB-gyártó partner kiválasztásában.
