במגמה הנוכחית של מזעור ומוצרים אלקטרוניים-בעלי ביצועים גבוהים,מעגלים 8 שכבותהפכו לליבה של מכשירים אלקטרוניים-מתקדמים בשל הביצועים החשמליים המצוינים והפריסה הגבוהה-של הצפיפות. סמארטפונים, תחנות בסיס לתקשורת ומכשירים אחרים מסתמכים עליו כדי להבטיח פעילות יציבה של מערכות מורכבות.
יתרונות ייחודיים של מעגל 8 שכבות
בהשוואה למעגלים בשכבות נמוכות, למעגלים בני 8 שכבות יש שטח חיווט בשפע ויכולים לענות על הצרכים של שילוב מספר רב של רכיבים בציוד מורכב. תכנון סביר של שכבת האות ושכבת הכוח יכול להפחית את הפרעות האות, לשפר את יציבות השידור והמהירות. לדוגמה, בשידור נתונים מהיר-, ניתן להגדיר שכבת שידור עצמאית כדי למנוע הצלבה של האות. המבנה הרב-שכבתי שלו מקל גם על פיזור חום אחיד, משפר את אמינות הציוד ומאריך את חיי השירות.
תהליכי מפתח בתהליך הייצור
בחירת חומרי מצע
למעגלים 8 שכבות יש דרישות גבוהות לחומרי מצע, הדורשים תכונות חשמליות, מכניות ותרמיות טובות. חומרי מצע נפוצים כוללים סיבי זכוכית מחוזק שרף אפוקסי נחושת- לרבדים מצופים, פולי-טטראפלואורואתילן וכו'.FR-4לחומר יש את המאפיינים של עלות נמוכה וביצועים מקיפים טובים, והוא מתאים לרוב תרחישי היישום הרגילים. לחומר PTFE יש ביצועים מעולים בתדר- וקבוע דיאלקטרי נמוך, מה שהופך אותו למתאים יותר לשימוש במעגלי 8-שכבות להעברת אותות בתדר- גבוה ובמהירות גבוהה, כגון מעגלים בציוד תקשורת. בעת בחירת חומרי מצע, יש צורך לשקול באופן מקיף את מדדי הביצועים השונים ואת גורמי העלות של החומרים בהתבסס על דרישות היישום הספציפיות של המעגל.
ייצור מעגל שכבה פנימית
ייצור מעגלי שכבה פנימית הוא שלב חשוב בעיבוד של לוחות 8-שכבות. ראשית, חתוך את הלוח המצופה-נחושת לגדלים מתאימים, ולאחר מכן מרח באופן שווה שכבה של חומר רגיש לאור, כגון סרט יבש או פוטו-רזיסט נוזלי, על פני השטח שלו. לאחר מכן, דפוס המעגל הפנימי המעוצב מועבר על גבי הלמינציה המצופה-נחושת באמצעות מכונת חשיפה. החומר הרגיש לאור החשוף עובר תגובת פוטופולימריזציה באזור המעוצב, ויוצר שכבה עמידה בפני קורוזיה-. לאחר מכן, החומר הרגיש לאור באזור הלא חשוף הומס והוסר באמצעות מפתח, וכתוצאה מכך דפוסי מעגל פנימי ברורים הופיעו על הלוח המצופה{10}הנחושת. לבסוף, הנח את הלמינציה מצופה נחושת לתוך מכונת התחריט, ותמיסת התחריט תתמוסס ותסיר את רדיד הנחושת הלא מוגן, ותותיר קווי מעגל פנימיים מדויקים. במהלך תהליך זה, יש צורך לשלוט בקפדנות על זמן החשיפה, ריכוז המפתחים ופרמטרי התחריט כדי להבטיח את הדיוק והאיכות של מעגל השכבה הפנימית.
תהליך למינציה
שכבות הוא תהליך של למינציה של לוחות מעגלים פנימיים מרובים ויריעות מעובדות למחצה על פי מבנה מוערם מתוכנן ליצירת לוח מעגלים שלם-שכבתי. לפני הלמינציה, יש צורך לבצע טיפול השחרה על לוח המעגלים הפנימי כדי להגביר את ההידבקות שלו עם הגיליון החצי מרפא. לאחר מכן, ערמו את לוח המעגלים הפנימי, הגיליון החפוי למחצה ונייר הנחושת החיצוני לפי הסדר והנח אותם במכונת למינציה בוואקום. בסביבות טמפרטורות גבוהות ולחץ גבוה, היריעה החצי מדוקרת תימס בהדרגה ותמלא את הרווחים בין לוחות המעגלים הפנימיים, מה שהופך כל שכבה לחיבור הדוק יחד. הטמפרטורה, הלחץ ובקרת הזמן במהלך תהליך הלמינציה הם קריטיים. טמפרטורה או לחץ מוגזמים עלולים לגרום לעיוות ולדה למינציה של לוח המעגלים, בעוד שטמפרטורה או לחץ לא מספיקים עלולים לגרום להדבקה חלשה. לכן, יש צורך להתאים במדויק את פרמטרי הלמינציה בהתבסס על המאפיינים של חומר המצע ומבנה הלמינציה כדי להבטיח את חוזק החיבור בין השכבות ויציבות הממדים של לוח המעגלים.
קידוח וציפוי נחושת
לאחר השלמת הלמינציה, יש לקדוח חורים בלוח המעגלים להתקנת פינים של רכיבים אלקטרוניים וחיבור שכבות שונות של מעגלים. הקידוח מתבצע באמצעות מכונות קידוח CNC-בדיוק גבוה, המבטיחות את הדיוק הממדים והאנכיות של החור על ידי שליטה על מהירות הסיבוב, קצב ההזנה ומיקום הקידוח של המקדחה. לאחר השלמת הקידוח, קיר החור צריך להיות מצופה נחושת כדי להבטיח מוליכות טובה ולהשיג חיבורים חשמליים בין שכבות שונות. תהליך ציפוי הנחושת מאמץ בדרך כלל שילוב של ציפוי נחושת כימי וציפוי נחושת. ראשית, שכבה דקה של נחושת מונחת על פני השטח של דופן החור באמצעות ציפוי נחושת כימי, ולאחר מכן מעובה את שכבת הנחושת לעובי הרצוי באמצעות ציפוי נחושת באלקטרו. במהלך תהליך ציפוי הנחושת, יש צורך להבטיח את יציבותם של פרמטרים כגון הרכב, טמפרטורה וצפיפות הזרם של תמיסת הציפוי כדי להבטיח את האחידות והאיכות של שכבת ציפוי הנחושת.
ייצור מעגלים של שכבה חיצונית וטיפול פני השטח
תהליך הייצור של מעגל השכבה החיצונית דומה לזה של מעגל השכבה הפנימית, המצריך גם תהליכים כמו ציפוי חומרים רגישים לאור, חשיפה, פיתוח ותחריט. בעת יצירת המעגל החיצוני, יש לשים לב לדיוק היישור עם המעגל הפנימי כדי להבטיח את החיבור החשמלי הנכון של כל לוח המעגלים. לאחר השלמת המעגל החיצוני, על מנת לשפר את יכולת ההלחמה ועמידות החמצון של המעגל, יש צורך לטפל בפני השטח של המעגל. תהליכי טיפול משטחים נפוצים כוללים פילוס אוויר חם, ציפוי זהב ניקל ללא אלקטרו, מגיני הלחמה אורגניים וכו'. פילוס אוויר חם הוא תהליך של טבילת לוח מעגלים בסגסוגת עופרת פח מותכת, ולאחר מכן שימוש באוויר חם כדי לפוצץ עודפי הלחמה ליצירת ציפוי הלחמה אחיד על פני הלוח של המעגל; ציפוי זהב ניקל כימי הוא תהליך של הנחת שכבת ניקל על פני השטח של לוח מעגלים, ואחריו שכבת זהב. לשכבת הזהב יש מוליכות טובה ועמידות חמצון, מה שיכול לשפר את האמינות של לוח המעגלים; מגן הלחמה אורגנית הוא שכבה של סרט מגן אורגני המצופה על פני השטח של המעגל כדי למנוע חמצון של משטח הנחושת. במקביל, הסרט המגן יתפרק במהלך ההלחמה, יחשוף את משטח הנחושת ויבטיח ביצועי הלחמה טובים. בחירת תהליך טיפול פני השטח צריכה להיקבע בהתבסס על תרחיש היישום, דרישות העלות והציפיות לביצועים חשמליים ואמינות המעגל.
בדיקת איכות קפדנית
בדיקה חזותית
לאחר עיבוד לוחות 8 השכבות, השלב הראשון הוא ביצוע בדיקה ויזואלית. בדוק את פני השטח של המעגל עבור פגמים ברורים כגון שריטות, כתמים, שאריות נייר נחושת, קצרים או מעגלים פתוחים בעין בלתי מזוינת או בעזרת משקפי מגדלת, מיקרוסקופים וכלים אחרים. במקביל, בדקו האם תווי מסך המשי ברורים ושלמים, והאם מיקומי החורים נכונים. בדיקה חזותית היא השלב הבסיסי של בדיקת איכות, שיכולה לזהות כמה בעיות איכות אינטואיטיביות ולבצע עיבוד מחדש או גריטה מיידית.
בדיקת ביצועים חשמליים
בדיקת ביצועים חשמליים היא שלב מכריע בבדיקת האיכות של לוחות 8 שכבות. השתמש בציוד בדיקה מקצועי כגון בודקי מחט מעופפות, בודקים מקוונים וכו' כדי לבדוק באופן מקיף את הביצועים החשמליים של המעגלים. מכונת בדיקת המחט המעופפת מזהה את הקישוריות, הקצר, המעגל הפתוח והרכיבים של המעגל על ידי מגע עם הגשוש עם נקודת הבדיקה בלוח המעגל; הבוחן המקוון יכול לבצע בדיקות פונקציונליות של הרכיבים המותקנים על המעגל כדי לקבוע אם הם פועלים כראוי. בנוסף, עבור קווי אות- גבוהים, יש צורך להשתמש בנתחי רשת וציוד אחר לבדיקת תקינות האות כדי לזהות הנחתה, השתקפות, דיבור צולב ותנאים אחרים במהלך השידור. באמצעות בדיקת ביצועים חשמליים, ניתן להבטיח שהביצועים החשמליים של לוחות 8 השכבות עומדים בדרישות התכנון ומספקים את צורכי השימוש של מכשירים אלקטרוניים.
זיהוי -קרני רנטגן
בשל המבנה הרב-שכבתי של לוח מעגלים בן 8-שכבות, לא ניתן להעריך ישירות את איכות החיבורים הבין-שכבתיים ומפרקי ההלחמה בפנים באמצעות בדיקה ויזואלית ובדיקת ביצועים חשמליים. לכן, יש צורך להשתמש בציוד זיהוי קרני רנטגן- כדי לבדוק את המבנה הפנימי של המעגל. בדיקת רנטגן יכולה לחדור למעגלים וללכוד תמונות של חיבורים בין-שכבתיים פנימיים ומפרקי הלחמה. על ידי ניתוח התמונות ניתן לקבוע האם הלמינציה טובה, האם הקידוח והציפוי הנחושת מתאימים והאם ישנם פגמים כמו הלחמה וירטואלית וקצר חשמלי במפרקי ההלחמה. בדיקת רנטגן יכולה לזהות כמה בעיות איכות המוסתרות בתוך לוח המעגלים, ומשפרת למעשה את האיכות והאמינות של המוצר.
FR-4