בארכיטקטורת הליבה של מוצרים אלקטרוניים, PCB הוא כמו "מרכז עצבים" הפועל במדויק, והביצועים שלו קובעים ישירות את היציבות והאמינות של מוצרים אלקטרוניים. כחוליית ליבה ב-תהליך ייצור PCB, תהליך הלמינציה נושא באחריות של איחוי שכבות מרובות של חומרים למבנה יציב. דיוק התהליך שלו משפיע לא רק על החוזק המכני וביצועי הבידוד של ה-PCB, אלא גם ממלא תפקיד מכריע בשלמות העברת האות. להלן, ננתח את כל התהליך של טכנולוגיית הלמינציה של PCB ונחשוף את ההיגיון הטכני ונקודות בקרת האיכות מאחוריו.
1, הכנה מדויקת לפני הלחיצה
(1) בחירה קפדנית ובדיקה קפדנית של חומרים
כבסיס החיבור החשמלי של המעגל המודפס, לוח הליבה הפנימי צריך לעבור עיבוד מדויק של ייצור המעגל הפנימי כדי להבטיח ששגיאת הדיוק של גרפיקת המעגל נשלטת בתוך ± 5 מיקרומטר. בשלב בדיקת המראה, נעשה שימוש בציוד בדיקה אופטי אוטומטי לסריקת כל פני השטח של לוח הליבה, תוך התמקדות בבדיקת קצרים, מעגלים פתוחים ופגמי חריר בקוטר של 50 מיקרומטר. במקביל, בודק התנגדות מיקרו משמש לביצוע בדיקה של 100% של מוליכות המעגל כדי להבטיח שהביצועים החשמליים של לוח הליבה עומדים בתקן.
פרמטרי הביצוע של סרטים חצי מרפאים קובעים ישירות את איכות ההדבקה הבין-שכבתית. עבור מעגלים מודפסים לתקשורת-תדר גבוהה, יש לבחור שבבים מעובדים למחצה עם הפסד נמוך עם קבוע דיאלקטרי של פחות או שווה ל-3.0 והפסד דיאלקטרי של פחות או שווה ל-0.002; עבור תרחישי אמינות גבוהה כגון אלקטרוניקה לרכב, יש להשתמש בדגמים עמידים-בטמפרטורה גבוהה עם טמפרטורת מעבר זכוכית גדולה או שווה ל-170 מעלות. בבדיקת אחסון החומרים, פעילות ריפוי השרף מזוהה על ידי בודק זמן הג'ל, ונדרש שליטה על סטיית זמן הג'ל בתוך ± 10%. במקביל, בודק העובי משמש לבדיקת נקודתית את אחידות הסדין כדי לוודא שסבילות העובי קטנה או שווה ל-±5 מיקרומטר.
הבחירה של רדיד נחושת חיצוני צריך להתאים לדרישות עיצוב המעגל. עבור תרחישי זרם גבוה כגון מודולי כוח, יש לתת עדיפות לשימוש בנייר נחושת בעל משיכות גבוהה בעובי של 70 מיקרומטר, וחוזק הקילוף שלו צריך להיות גדול או שווה ל-1.5N/mm; לקווי אות- גבוהים, מומלץ להשתמש בנייר נחושת בפרופיל נמוך במיוחד בגודל 18 מיקרומטר - כדי להפחית את ההשפעה של אפקט העור. יש לשלוט על חספוס פני השטח של רדיד נחושת בטווח של 1.5-2.5 מיקרומטר, ודגימת אצווה צריכה להתבצע באמצעות מכשיר מדידת חספוס כדי לחסל פגמי תחריט הנגרמים על ידי פגמי פני השטח.
(2) תכנון קפדני וערימה מדויקת של מבנים שכבות
עיצוב הערמה צריך לפעול לפי העיקרון של תאימות אלקטרומגנטית. עבור לוחות מעגלים מודפסים- במהירות גבוהה עם יותר מ-10 שכבות, בדרך כלל נעשה שימוש במבנה סימטרי של "שכבת אות שכבת שכבת כוח שכבת האות". המרחק בין שכבת הכוח לשכבה נשלט ב-50-100 מיקרומטר כדי ליצור אפקט קיבולי צמוד הדוק ולהפחית רעשי חשמל. בתכנון חורים עיוורים, תוכנת CAE משמשת לניתוח הקרנת מיקום חורים כדי להבטיח שהסטייה של חורים עיוורים סמוכים היא פחות או שווה ל-50 מיקרומטר, תוך הימנעות מכשל בחיבור בין-שכבתי הנגרם מחוסר יישור. מקרה טיפוסי מראה ששימוש במעגל DDR4 מוערם סימטרי בן 6 שכבות מפחית את אובדן הדמיית שלמות האות ב-12% בהשוואה למבנה א-סימטרי.
פעולת הערימה מתבצעת בסביבת חדר נקי Class 1000, והמפעילים צריכים ללבוש כפפות ומסכות אנטי-סטטיות כדי להימנע מהשפעת מזהמים אנושיים. באמצעות מערכת יישור חזותית כדי לאתר כל שכבת חומר, דיוק היישור של ציר X/Y יכול להגיע ל-±25 מיקרומטר. במונחים של חומרי עזר, נבחר נייר בידוד פוליאימיד עמיד לטמפרטורה גבוהה (התנגדות טמפרטורה גדולה מ-260 מעלות או שווה ל-260 מעלות), עם סובלנות עובי נשלטת בתוך ± 2 מיקרומטר. חומר הריפוד משתמש לבד בסיבי זכוכית בצפיפות של 0.3g/cm ³ כדי לאזן את חלוקת הלחץ. לאחר השלמת הערימה, יש לאמת את העובי הכולל של החומר בשיטת שקילה, עם שגיאה של פחות או שווה ל-±3%.
2, שליטה מדויקת בפעולת הלחיצה
(1) כוונון עדין של פרמטרי הציוד
בקרת הטמפרטורה מאמצת טכנולוגיית בקרת טמפרטורה מרובת אזורים, והפרש טמפרטורת פני השטח של לוח הפלדה הדחוס קטן או שווה ל-± 1.5 מעלות. אם לוקחים חומר מסוים FR-4 כדוגמה, עקומת הריפוי שלו מחולקת לשלושה שלבים: שלב החימום מראש (60-120 מעלות, קצב חימום 3 מעלות/דקה), שלב הריפוי (180 מעלות ± 2 מעלות, בידוד למשך 90 דקות), ושלב לאחר הריפוי (התקררות הדרגתית עד מתחת ל-80 מעלות). ניטור בזמן אמת של טמפרטורת המרכז של הלוח באמצעות מדחום אינפרא אדום כדי להבטיח סטייה של פחות או שווה ל-±3 מעלות מהעקומה שנקבעה.
וויסות הלחץ מאמצים מערכת הידראולית סרוו, ושיפוע הלחץ נשלט בתוך 5psi/mm. עבור לוח מעגלים מודפס בן 8 שכבות, הלחץ הראשוני מוגדר ל-150psi. כאשר הטמפרטורה עולה ל-120 מעלות (שלב המסת השרף), הגבר בהדרגה את הלחץ ל-400psi, ותנודת הלחץ במהלך שלב ההחזקה היא פחות או שווה ל-±10psi. לוחות שטח גדולים (גדולים מ-400 מ"מ × 500 מ"מ או שווה ל-400 מ"מ) דורשים הפעלה של פונקציית פיצוי הלחץ באזור, המכווננת באופן דינמי את הלחץ המקומי באמצעות מטריצת חיישן לחץ כדי להבטיח שגיאת אחידות של עובי הצלחת של פחות או שווה ל-± 5 מיקרומטר.
ניהול הזמן פועל לפי עקרון הסינרגיה התלת-ממדית של "זמן לחץ טמפרטורה". נתוני ניסוי מראים כי בתנאי של 180 מעלות / 400psi, לוקח 85-95 דקות עד שהיריעה המעורפלת למחצה תתרפא במלואה, ומתחת ל-80 דקות, חוזק הקילוף הבין-שכבתי יורד ביותר מ-20%. עבור תהליך רדיד הנחושת העבה (גדול מ-70 מיקרומטר או שווה לו), יש להאריך את זמן ההחזקה ב-15-20 דקות כדי להבטיח שהשרף ימלא במלואו את האזורים הקעורים של נייר הנחושת.
(2) ניטור בזמן אמת של תהליך הלחיצה
במהלך שלב החימום, מערכת ה-PLC מתעדת את שינויי הטמפרטורה בכל דקה, ואזעקה מופעלת אוטומטית כאשר קצב החימום עולה על 5 מעלות/דקה. בשלב זה, ההתמקדות היא בהתבוננות במצב ההיתוך של השרף. באופן אידיאלי, הסדין החצי מרפא מתחיל להפגין מצב זרימה בטווח של 90-110 מעלות. אם מתרחשת התכה מוקדמת (כגון מתחת ל-80 מעלות), יש לבדוק את סביבת אחסון החומר (הלחות צריכה להיות פחות או שווה ל-5% RH).
בשלב הבידוד ותחזוקת הלחץ, נעשה שימוש במשדר לחץ לניטור לחץ הצילינדר בזמן אמת. כאשר תנודת הלחץ עולה על ± 15psi, המערכת מפעילה אוטומטית את משאבת הפיצוי לתיקון הלחץ. במקביל, נתוני טמפרטורה מתועדים כל 5 דקות באמצעות חיישני צמד תרמי המותקנים בתוך לוח הפלדה, ויוצרים עקומת זמן טמפרטורה לעקיבות ואופטימיזציה של התהליך.
שלב הקירור מאמץ טכנולוגיית קירור שיפוע, אשר תחילה מקררת באופן טבעי את הציוד מתחת ל-120 מעלות (קצב קירור קטן או שווה ל-5 מעלות לדקה), ולאחר מכן מעבירה אותו למנהרה מקוררת באוויר (מהירות רוח 2-3 מ'/שניות) לקירור לטמפרטורת החדר. עבור חומרים בעלי TG גבוה (Tg גדול מ-180 מעלות או שווה ל-180 מעלות), נדרש קירור איטי מעל 80 מעלות למשך 30 דקות כדי להפחית את הצטברות המתח הפנימי. לאחר בדיקה, תהליך זה יכול להפחית את עיוות המעגלים המודפסים ביותר מ-40%.
3, בדיקה וטיפול קפדניים לאחר דחיסה
(1) בדיקה מדוקדקת של ליקויי מראה
בדיקה חזותית מאמצת תאורת מקור אור רב-זווית (טמפרטורת צבע 5000-6500K), וצוות הבדיקה צריך להיות בעל ניסיון של יותר משנתיים ולהיות מסוגל לזהות בועות בקוטר גדול מ- או שווה ל- 0.3 מ"מ ופגמי דה-למינציה באורך של יותר מ- או שווה ל- 1 מ"מ. עבור גלישת קצה, מד עובי לייזר משמש כדי לזהות את עובי ההצפה, עם דרישה של פחות או שווה ל-0.1 מ"מ כדי למנוע השפעה על דיוק הכרסום שלאחר מכן.
בדיקה מיקרוסקופית באמצעות מיקרוסקופ אופטי 50-200x, עם התמקדות בצפייה במצב מילוי השרף בחיבור החור הקבור העיוור, הדורשת יחס חללים של פחות או שווה ל-5%. עבור אזורי מעגלים בצפיפות- גבוהה, יש לבדוק את יישור השכבות באמצעות ניתוח פרוסות. היסט ציר X/Y צריך להיות קטן או שווה ל-50 מיקרומטר, ושגיאת אחידות עובי השרף של ציר Z צריכה להיות פחות או שווה ל-± 10%.
(2) מדידה מדויקת של גודל ועובי
מדידת הגודל מאמצת מכשיר למדידת תמונה כדי לסרוק אוטומטית את מיקום האורך, הרוחב והפתח של הלוח, עם דיוק קואורדינטות של ± 10 מיקרומטר. עבור לוחות לא סדירים, התאמת קווי מתאר מושגת באמצעות ייבוא נתוני CAD, עם סובלנות ממדים שנשלטת בתוך ± 0.05 מ"מ.
זיהוי העובי משתמש במיקרומטר למדידת סך של 5 נקודות בארבע הפינות ובמרכז הצלחת. העובי הממוצע חורג מערך התכנון בפחות או שווה ל-±3%, וטווח העובי של כל נקודת מדידה הוא פחות או שווה ל-50 מיקרומטר. עבור לוחות רב-שכבתיים, נדרשת בדיקה לא-הרסנית של עובי הנחושת של כל שכבה באמצעות מד עובי קרני X-, עם סטיית עובי הנחושת של השכבה הפנימית של פחות או שווה ל-± 10% וסטיית עובי הנחושת של השכבה החיצונית של פחות או שווה ל-±5%.
(3) תיקון יעיל של פגמים וטיפול נכון במוצרים
תיקון פגמים: עבור בועות בעלות שטח של פחות או שווה ל-5 מ"מ ², נעשה שימוש בטכנולוגיית תיקון כבישה חמה בוואקום (טמפרטורה 180 מעלות, לחץ 600psi, זמן 10 דקות). לאחר התיקון, נדרש אימות חיתוך מחדש; עבור מיקרו קצר חשמלי במעגל, ציוד לייזר מיקרו תחריט (קוטר נקודה קטן מ-50 מיקרומטר) משמש להסרה מדויקת של נקודת הקצר, ולאחר תיקון, מוליכות מאושרת באמצעות בדיקת פינים מעופפים. הסטטיסטיקה מראה כי שיעור ההצלחה של תיקוני ליקויים קלים יכול להגיע ליותר מ-90%, אך מספר התיקונים מוגבל לפי פחות או שווה פי 2.
Establish strict defect grading standards for scrapping, and determine scrapping for any of the following situations: ① interlayer separation area>100mm ²; ② Key signal network open circuit/short circuit; ③ Warping degree>1.5%; ④ Aperture deviation>± 100 מיקרומטר. יש לרסק מוצרי גרוטאות ויש לרשום את הסיבות לגריטה באמצעות מערכת ה-ERP למעקב אחר שיפור תהליכים.
תהליך למינציה של מעגלים מודפסים הוא תהליך ייצור מורכב המשלב מדעי החומר, העברת כבישה חמה ובקרת דיוק. הנקודות הטכניות שלו עוברות לאורך כל השרשרת של "זיהוי ותיקון ביצוע למינציה של שכבת הכנת חומר". על ידי בחירת חומר מדויקת, תכנון ערימה מדעי, בקרת ציוד חכמה ובדיקת איכות קפדנית, ניתן לשפר ביעילות את מדדי הביצועים המקיפים של מעגלים מודפסים.