לוחות PCB רב שכבתיים הפכו למרכיבי הליבה של מוצרים אלקטרוניים רבים בשל האינטגרציה הגבוהה שלהם וביצועים חשמליים מעולים. תהליך הלמינציה, כחוליה מרכזית בתהליך ייצור ה-PCB הרב-שכבתי, משפיע ישירות על האיכות, האמינות ועלות הייצור של ה-PCB. נכון לעכשיו, תהליכי הלמינציה הרב-שכבתיים הנפוצים של לוחות PCB כוללים בעיקר תהליך למינציה מסורתי, תהליך למינציה בוואקום ותהליך למינציה. להלן תספק השוואה מפורטת של תהליכים אלה.
תהליך למינציה מסורתי
תהליך הלמינציה המסורתי הוא טכניקה קלאסית בשימוש נרחב בייצור PCB רב-שכבתי. התהליך הבסיסי הוא לערום את לוח המעגלים הפנימי, הגיליון החצי מרוחה ונייר נחושת חיצוני לפי הסדר ולהכניס אותם למכונת למינציה. בתנאי טמפרטורה ולחץ מסוימים, היריעה החצי מגוונת נמסה וזרמת בהדרגה, וממלאת את הרווחים בין לוחות המעגלים הפנימיים תוך חיבור הדוק של השכבות זו לזו. העלייה בטמפרטורה גורמת ל-תגובת קישור צולבת של השרף ביריעת החצי המרוחה, ובכך משיגה ריפוי ויצירת מבנה רב- יציב.
היתרון בתהליך זה הוא שהציוד פשוט יחסית, תהליך התפעול בוגר וקל לשלוט בו. עבור מוצרים מסוימים שהם רגישים לעלות, בעלי גדלי אצווה גדולים ואינם דורשים דיוק PCB גבוה במיוחד, לתהליכי למינציה מסורתיים יש יתרונות עלות מסוימים. לדוגמה, בייצור PCB של מוצרי אלקטרוניקה מסוימים, כגון מטענים רגילים לטלפונים ניידים, רמקולים חכמים וכו', תהליכי למינציה מסורתיים יכולים לענות על צורכי הייצור ולשלוט ביעילות בעלויות. עם זאת, לתהליכי למינציה מסורתיים יש גם מגבלות משמעותיות. בשל הקושי להוציא גזים לחלוטין במהלך תהליך הלמינציה, נוצרות בקלות בועות בתוך ה-PCB, מה שמשפיע על הביצועים החשמליים והחוזק המבני. יתרה מכך, ישנם פגמים מסוימים באחידות הלחץ, אשר עלולים להוביל לחוזק מליטה לא עקבי בין חלקים שונים של הלוח הרב--שכבתי, המשפיעים על אמינות המוצר.
תהליך למינציה בוואקום
תהליך הלמינציה בוואקום הוא שיפור על תהליך הלמינציה המסורתי, והמאפיין הגדול ביותר שלו הוא הכנסת סביבת ואקום במהלך תהליך הלמינציה. לאחר ערימת לוח המעגלים הפנימי, הגיליון החפוי למחצה ונייר הנחושת החיצוני, הנח את כל הערימה במכונת למינציה בוואקום. ראשית, שאבו את פנים מכונת הלמינציה כדי להסיר כמה שיותר אוויר וחומרים נדיפים מהשכבות, ולאחר מכן הפעילו טמפרטורה ולחץ למינציה.
הכנסת סביבת ואקום פותרת למעשה את בעיית הקושי בהסרת בועות בתהליכי למינציה מסורתיים. על ידי שאיבת אוויר לפני למינציה, האפשרות של יצירת בועות מצטמצמת מאוד, ובכך משפרת משמעותית את השלמות המבנית ואת הביצועים החשמליים בתוך ה-PCB. יחד עם זאת, תהליך הלמינציה בוואקום יכול לפזר את הלחץ בצורה שווה יותר על השכבות, להבטיח הדבקה יציבה ואחידה בין כל שכבה, ולשפר את האמינות של לוחות רב-שכבתיים. בתחומים מסוימים שדורשים איכות PCB גבוהה במיוחד, כגון תעופה וחלל ושרתים-מתקדמים, נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיית למינציה בוואקום. מכשירים אלקטרוניים בתחומים אלו צריכים לפעול ביציבות בסביבות מורכבות וקשות, עם תקנים מחמירים לביצועים ואמינות PCB. PCbs רב שכבתיים המיוצרים בטכנולוגיית למינציה ואקום יכולים לעמוד בדרישות אלה. עם זאת, גם תהליך הלמינציה בוואקום אינו מושלם. עלות הציוד שלו גבוהה יחסית, ויש לו דרישות מחמירות יותר לסביבת ההפעלה ולמיומנויות כוח האדם, מה שמגדיל במידה מסוימת את עלויות הייצור וקשיי הייצור.
תהליך למינציה של סרטים
תהליך הלמינציה משתמש בחומר למינציה מיוחד, כגון סרט פוליאמיד. בייצור PCB רב-שכבתי, חומר הלמינציה מונח על השכבה החיצונית של הערימה ומלמינציה יחד עם לוח המעגלים הפנימי, הגיליון החצי אפוי ורדיד הנחושת החיצוני. במהלך תהליך החימום והלחץ, חומר הסרט יוצר אינטראקציה עם הסדין המנוחה למחצה, לא רק מסייע בהדבקה, אלא גם משפר את תכונות הנזילות והמילוי במהלך תהליך הלמינציה.
היתרון של תהליך למינציה הוא שהוא יכול לשפר ביעילות את השטיחות של PCB. בשל הגמישות והפלסטיות הטובה של חומר הלמינציה, הוא יכול להסתגל טוב יותר לצורת הלוח הרב-שכבתי במהלך תהליך הלמינציה, להעביר לחץ באופן שווה ולהפוך את פני הלוח הרב-שכבתיים לחלקים יותר, דבר המסייע להתקנה ולריתוך של רכיבים אלקטרוניים הבאים. בנוסף, חומרי למינציה יכולים גם לחסום לחות וזיהומים חיצוניים במידה מסוימת, ולשפר את עמידות הלחות והקורוזיה של PCbs. תהליך זה מתפקד היטב במוצרים מסוימים הדורשים שטוחות PCB גבוהה, כגון לוחות דרייבר LCD, לוחות מעגלים גמישים ולוחות שילוב מעגלים קשיחים. עם זאת, לתהליך הלמינציה דרישות גבוהות לבחירה ושימוש בחומרי למינציה, ועלותם של חומרי למינציה מתאימים עשויה להיות גבוהה. בנוסף, יש צורך בניסיון טכני מסוים בבקרת תהליכים כדי להבטיח את האפקט הסינרגי הטוב ביותר בין חומרי למינציה לשכבות אחרות.