בעידן הנוכחי של טכנולוגיית אבטחה דיגיטלית פורחת, מרשתות ניטור-ב-high-definition ברחובות עירוניים ועד למערכות בקרת גישה ואזעקה בבניינים חכמים, הפעולה היציבה של ציוד אבטחה שונים מסתמכת על תמיכה שלמעגלים מודפסים. כ"מרכז העצבים" של ציוד האבטחה, תהליך ייצור ה-PCB משלב אומנות מדויקת ובקרת איכות קפדנית כדי להבטיח-תפעול יציב לטווח ארוך בסביבות מורכבות, ומניח בסיס חומרה מוצק למערכות אבטחה.
1, בחירת חומר: תחילה ביצועים
(1) בחירת יכולת הסתגלות של חומרי המצע
הביצועים של חומר המצע קובעים ישירות את האיכות הבסיסית של ה-PCB. FR-4 לוח מבד זכוכית אפוקסי שרף הפך לבחירה המועדפת עבור ציוד אבטחה קונבנציונלי בשל עלות-תועלת מעולה שלו. טמפרטורת מעבר הזכוכית שלו היא בדרך כלל בין 130 מעלות ל-150 מעלות, והיא יכולה לשמור על ביצועי בידוד חשמלי יציבים וחוזק מכני בטווח טמפרטורת הסביבה של -40 מעלות עד 85 מעלות, העונה על הצרכים של מצלמות פנימיות וחיצוניות, בקרי בקרת גישה רגילים וציוד אחר.
בסביבות קיצוניות, מצעים קרמיים מציגים יתרונות ייחודיים. אם ניקח לדוגמה מצע קרמי מאלומינה, המוליכות התרמית שלו יכולה להגיע ל-20-30W/(m · K), שהם עשרות מונים מזה של חומר FR-4. הוא יכול לפזר במהירות את החום שנוצר על ידי שבבים בעלי הספק גבוה ומתאים לשימוש בסביבות בטמפרטורה גבוהה של תחנות בסיס לניטור שדה. יחד עם זאת, הקבוע הדיאלקטרי שלו נמוך כמו 9-10, וכתוצאה מכך אובדן אות מינימלי בפס התדרים 5G, מבטיח למעשה את יציבות העברת הנתונים ומבטיח שידור אות חלק לציוד אבטחה באזורים מרוחקים.
(2) התאמה מדויקת של חומרים מוליכים
רדיד נחושת, בתור הליבה המוליכה של PCB, צריך להיות בעל פרמטרים של ביצועים התואמים מאוד לדרישות המעגל. מעגלים קונבנציונליים משתמשים לרוב בנייר נחושת אלקטרוליטי בעובי של 18 מיקרומטר-35 מיקרומטר, וחספוס פני השטח שלו Ra נשלט ב-0.3-0.5 מיקרומטר, מה שיכול להפחית ביעילות את אובדן שידור האות בתדר גבוה. במודול הכוח של מערכת האבטחה, כדי לשאת זרמים גבוהים, נבחר נייר נחושת בעובי של 70 מיקרומטר או אפילו 105 מיקרומטר, בשילוב עם עיצוב חיווט בגודל גדול, כדי לשלוט בהתנגדות הקו ברמה נמוכה במיוחד ולהבטיח העברת כוח יעילה.
בנוסף, עם התפתחות הטכנולוגיה, רדיד נחושת מחושל בפרופיל נמוך מוחל בהדרגה על קווי אות-במהירות גבוהה. טיפול פני השטח המיוחד שלו מגביר את חוזק ההדבקה בין רדיד נחושת ושכבת בידוד ב-30%, תוך הפחתת השתקפות האות, עמידה בדרישות המחמירות לשלמות האות בשידור וידאו בהבחנה גבוהה- בציוד אבטחה.
2, תהליך ייצור ליבה: דגש שווה על דיוק ויעילות
(1) העברה גרפית: רפרודוקציה מדויקת מעיצוב לישות
העברה גרפית היא שלב מכריע בהפיכת עיצוב מעגלים למעגלים פיזיים. מכונת ציור האור משתמשת בקרן לייזר כדי לחרוט דפוסי מעגלים בדיוק של ± 5 מיקרומטר על מצע סרט, ולאחר מכן מכונת החשיפה משתמשת באור אולטרה סגול כדי להעביר את הדוגמאות על גבי למינציה מצופה נחושת מצופה פוטו-רזיסט. כדי להשיג מעגלים עדינים יותר, טכנולוגיית LDI מתקדמת יושמה באופן נרחב, עם רוחב קו מינימלי ומרווח של 2mil/2mil, שיכול לעמוד בדרישות החיווט של שבבים משולבים בצפיפות- גבוהה בציוד אבטחה.
(2) תחריט: גילוף של דיוק המעגל
תהליך התחריט קובע את הצורה הסופית של המעגל. תמיסת תחריט כלוריד ברזל חומצי משמשת בדרך כלל לעיבוד מעגלים עדינים, וניתן לשלוט במדויק על קצב התחריט שלה ב-15-20 מיקרומטר/דקה. באמצעות ציוד תחריט בהתזה, ניתן לשלוט בשגיאת אחידות התחריט בתוך ± 5%. כדי למנוע קורוזיה צדדית להשפיע על דיוק המעגל, הטכנולוגיה המודרנית מאמצת טכנולוגיית תחריט מפולח, אשר תחילה מסירה במהירות שטחים גדולים של רדיד נחושת, ולאחר מכן מפחיתה את ריכוז תמיסת התחריט לחריטה עדינה כדי להבטיח כי קצוות המעגל מסודרים.
(3) למינציה של לוח רב שכבתי: בנייה יציבה של מעגלים תלת-ממדיים
הלמינציה של לוחות מודפסים מרובי-שכבות דורשת שליטה מדויקת בטמפרטורה, לחץ וזמן. בטמפרטורה גבוהה של 180 מעלות ולחץ של 10-15 MPa, שרף האפוקסי ביריעת החצי-מרופדת (גיליון PP) נמס וממלא את הרווחים בין השכבות. לאחר 60-90 דקות של ריפוי, נוצר חיבור בין-שכבתי חזק. כדי להבטיח דיוק של יישור בין-שכבות, נעשה שימוש בפיני מיקום ברמת דיוק גבוהה ובטכנולוגיית קידוח בלייזר כדי לשלוט על היסט השכבה בטווח של ± 25 מיקרומטר, העומדים בדרישות של העברת אותות במהירות גבוהה לעקביות בין-שכבת.
(4) טיפול פני השטח: שיפור הביצועים והאמינות
תהליך התזת בדיל: באמצעות טכנולוגיית פילוס אוויר חם נוצרת שכבה אחידה של סגסוגת עופרת בדיל על פני ה-PCB בעובי של כ-1-3 מיקרומטר ויכולת הלחמה טובה. זה מתאים לציוד אבטחה רגיש ברמת הצרכן, כגון מצלמות מעקב ביתיות.
תהליך שקיעת זהב: שימוש בתצהיר כימי ליצירת שכבת ניקל של 0.05-0.1 מיקרומטר ושכבת זהב של 0.02-0.05 מיקרומטר על פני הנחושת, שיכולה למנוע ביעילות חמצון נחושת, עם התנגדות למגע נמוכה כמו 10m Ω או פחות. הוא נפוץ בשימוש בממשקי תקשורת של ציוד אבטחה מתקדם כדי להבטיח שידור אות יציב.
תהליך OSP: סרט מגן אורגני של 0.2-0.5 מיקרומטר נוצר על פני השטח של נחושת באמצעות שיטות כימיות, מחיר- נמוך ואינו משפיע על דיוק המעגל. הוא מתאים לריתוך אוטומטי ובשימוש נרחב בייצור בקנה מידה גדול של ציוד אבטחה.
3, בדיקת איכות: המפתח להבטחת ביצועים
(1) בדיקת מראה וגודל
הגלאי האופטי האוטומטי AOI יכול לזהות פגמים בקו קטן עד 50 מיקרומטר באמצעות טכנולוגיית הדמיה רב-ספקטרלית, עם קצב דיוק של למעלה מ-99% לזיהוי קצרים, מעגלים פתוחים, חריצים ובעיות אחרות. גלאי קרני ה-X- של AXIX משתמש בעקרון של הדמיית חדירה כדי להציג בבירור את המבנה הפנימי של חיבורי הלחמה של BGA, לזהות אינדיקטורים לאיכות ריתוך כגון שיעור ריק, ולהבטיח את אמינות הריתוך של רכיבי מפתח.
(2) בדיקת ביצועים חשמליים
בודק המחט המעופפת יכול לבצע בדיקת מוליכות בכל צומת רשת עם דיוק בדיקה של 0.1 Ω, ויכול לאתר במהירות בעיות שבירת מעגלים. עבור קווי אות- גבוהים, מנתח רשת משמש לבדיקת עכבה כדי להבטיח שהסטייה בין העכבה האופיינית לערך התכנון נשלטת בתוך ± 5%, מה שמבטיח את שלמות שידור האות.
(3) אימות מהימנות
באמצעות בדיקות קפדניות כגון הזדקנות בטמפרטורה גבוהה, רכיבה על אופניים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה ובדיקת חום רטוב, הדמיית את הסביבה הקשה של ציוד אבטחה בשימוש בפועל כדי להבטיח ביצועים יציבים ואמינים של לוחות מעגלים מודפסים במהלך-תפעול ארוך טווח.