Leave Your Message
Kategorie blogu
Doporučený blog

Kompletní průvodce procesem výroby desek plošných spojů | Vysvětlení výroby desek plošných spojů HDI

2025-04-01

Za každým spolehlivým elektronickým zařízením se skrývá pečlivě vyrobená deska plošných spojů (PCB). Od infrastruktury 5G až po automobilovou elektroniku, zdravotnické prostředky a spotřební elektroniky, desky plošných spojů tvoří páteř elektronických systémů. Pochopení detailního výrobního procesu je klíčové pro konstruktéry, manažery kvality a odborníky na nákup, kteří usilují o vysoký výkon a spolehlivost.

V tomto článku odhalíme komplexní proces výroby desek plošných spojů, od zobrazování vnitřních vrstev až po finální kontrolu. Také se zaměříme na speciální procesy HDI (High-Density Interconnect), které umožňují vyšší hustotu směrování a menší rozměry.

Standardní proces výroby desek plošných spojů: Vysvětlení klíčových kroků


Výrobní proces vícevrstvých desek plošných spojů

1. IL Image (zobrazování vnitřní vrstvy)

Vzory obvodů se přenášejí na vnitřní měděné vrstvy pomocí fotolitografických technik a tvoří tak základní stopy pro vícevrstvé desky plošných spojů.

2. I/L AOI (Automatizovaná optická inspekce vnitřní vrstvy)

Stroje AOI s vysokým rozlišením kontrolují vnitřní vrstvy na zkraty, přerušení a vady vzoru, čímž zajišťují přesné zapojení před laminací.

3. Oxid borový (černění nebo oxidační úprava) 3. Oxid borový

Na vnitřní měděné povrchy se nanáší oxidový nebo černý oxidový povlak pro zlepšení adheze s vrstvami prepregu během laminace.

4. Položení

Vnitřní vrstvy, prepreg (polovulkanizovaná pryskyřice) a vnější měděné fólie se stohují podle návrhu, aby se připravily na vícevrstvé spojení.

5. Lis (laminace)

Vrstvy jsou vystaveny vysoké teplotě a tlaku v laminovacím lisu, čímž se spojí do pevného vícevrstvého jádra desky plošných spojů.

6. Laserové vrtání

Mikroprůchodky se vrtají lasery pro spojení vnějších vrstev se specifickými vnitřními vrstvami, což je nezbytné pro návrhy BGA (viz níže): https://www.richpcba.com/bga-assembly-capability/) a HDI.

7. Vrtání (mechanické)

Větší otvory, jako jsou průchozí otvory, montážní otvory a vývody součástek, se vytvářejí pomocí vysokorychlostních mechanických vrtaček.

8. PTH (pokovený průchozí otvor)

Průchozí otvory jsou chemicky a elektrolyticky pokoveny mědí, aby se vytvořilo elektrické propojení napříč více vrstvami.

9. Pokovování panelů

Celoplošné měděné pokovování zvyšuje tloušťku vodivých drah a zajišťuje rovnoměrnou metalizaci napříč vyvrtanými otvory.


Vývojový diagram procesu nanášení mědi


10. O/L Image (zobrazování vnější vrstvy)

Vzory obvodů se přenášejí na vnější měděné fólie pomocí fotorezistu a UV záření, podobně jako při zobrazování vnitřní vrstvy.

11. Pokovování vzorů

Selektivní mědění zpevňuje oblasti, které tvoří vodivé stopy obvodu, zatímco nepodstatná měď je v dalším kroku odstraněna.

12. Leptání SES

Chemická leptadla rozpouštějí nechráněnou měď a zanechávají přesné obvodové prvky, které odpovídají návrhu.

13. O/L AOI (vnější vrstva AOI)

Vnější vrstvy procházejí dalším kolem automatizované optické kontroly, aby se zjistily jakékoli vady, jako jsou přerušení, zkraty nebo nesouosost.

14. S/Mask (Aplikace pájecí masky)

Inkoust s pájecí maskou se nanáší a vzoruje pomocí expozice a vyvolání, aby se deska chránila před oxidací a zabránilo se vzniku pájecích můstků během montáže.

15. Legenda (sítotisk)

Identifikátory součástí, loga a referenční označení jsou vytištěny pro usnadnění montáže, testování a servisu.



16. Povrchová úprava (úprava povrchu)

Levá větev (luxusní povrchové úpravy):

●ENIG (bezproudové niklování, imerzní zlato)

ENEPIG (bezproudové niklování, bezproudové palladium, imerzní zlato)

Tvrdé zlato, měkké zlato

HASL (vyrovnávání horkovzdušnou pájkou) a LF-HASL (bez olova)

Tyto povrchové úpravy zlepšují pájitelnost, odolnost proti oxidaci a kompatibilitu se spojováním drátů.

Pravá větev (alternativní provedení):

Imerzní cín, imerzní stříbro

OSP (Organické konzervační látky pro pájitelnost) OSP

Tyto jsou cenově dostupné a vhodné pro aplikace splňující směrnici RoHS.

17. Frézování (CNC profilování)

Pomocí CNC frézek nebo strojů s V-řezem se deska plošných spojů frézuje do konečného obrysu a rozděluje se na jednotlivé desky.

18. ET (Elektrické testování)

Komplexní testy přerušení/zkratu zajišťují, že všechny obvody jsou správně zapojeny a že nedochází k žádným elektrickým závadám.

19. FV (Závěrečná vizuální kontrola)

Zkušení inspektoři provedou manuální kontrolu kvality, aby před odesláním odhalili jakékoli vizuální vady nebo nesrovnalosti.

Výroba desek plošných spojů HDI: Vylepšené kroky pro návrhy s vysokou hustotouHDI PCB

Desky plošných spojů HDI (High-Density Interconnect) jdou nad rámec standardních výrobních procesů tím, že umožňují ultratenké linky, mikrootvory a kompaktní tvarové faktory, které jsou vyžadovány v chytrých telefonech, zařízeních IoT a pokročilých počítačích.

Laserové vrtání

Další procesy vytváření vrstev

1. Dielektrický povlak pro nástavbové vrstvy

 
Po počáteční laminaci obdrží desky HDI další tenkou dielektrickou vrstvu (např. fotocitlivý polyimid nebo epoxid) pro izolaci nových obvodů.

2. Laserové vrtání slepých otvorů

Pomocí vysoce přesných laserů se vrtají slepé průchody pro propojení specifických vrstev bez pronikání do celé vrstvy, čímž se optimalizují signálové cesty a hustota vrstev.

3. Zaslepení pomocí metalizace

Slepé průchodky procházejí bezproudovým měděním a galvanickým pokovováním, což zajišťuje spolehlivé vertikální spojení mezi selektivními vrstvami.

4. Zobrazování a leptání stop po nahromadění

Podobně jako u zobrazování a leptání vnější vrstvy jsou nanášené vrstvy vzorovány pomocí jemné fotolitografie, která podporuje úzké šířky a rozteče čar.

5. Opakované cykly nárůstu

V závislosti na návrhu se proces sestavování může opakovat několikrát, aby se dosáhlo pokročilých HDI vrstev, jako jsou propojení libovolné vrstvy.

Vrtání desek plošných spojů


Související produkty