מדריך מלא לתהליך ייצור PCB | הסבר על ייצור PCB HDI
מאחורי כל מכשיר אלקטרוני אמין מסתתר לוח מעגלים מודפס (PCB) המיוצר בקפידה. מתשתית 5G ועד לאלקטרוניקה לרכב, מכשירים רפואיים וגאדג'טים צרכניים, לוחות מעגלים מודפסים (PCB) מהווים את עמוד השדרה של מערכות אלקטרוניות. הבנת תהליך הייצור המפורט היא קריטית עבור מהנדסי תכנון, מנהלי איכות ואנשי מקצוע בתחום הרכש השואפים לביצועים ואמינות גבוהים.
במאמר זה, אנו חושפים את תהליך ייצור ה-PCB המקיף, החל מהדמיית השכבה הפנימית ועד לבדיקה הסופית. אנו חוקרים גם תהליכי HDI (חיבור בצפיפות גבוהה) מיוחדים המאפשרים צפיפות ניתוב גבוהה יותר וגורמי צורה קטנים יותר.
תהליך ייצור PCB סטנדרטי: הסבר על שלבים מרכזיים
1. תמונת IL (הדמיית שכבה פנימית)
דפוסי מעגלים מועברים לשכבות הנחושת הפנימיות באמצעות טכניקות פוטוליוגרפיה, ויוצרים את העקבות הבסיסיות עבור מעגלים מודפסים רב-שכבתיים.
2. I/L AOI (בדיקה אופטית אוטומטית של שכבה פנימית)
מכונות AOI ברזולוציה גבוהה בודקות את השכבות הפנימיות לאיתור קצרים, פתחים ופגמים בדוגמאות, ומבטיחות מעגלים מדויקים לפני הלמינציה.
3. תחמוצת ביטון (טיפול בתחמוצת שחורה או בחמצון)3. תחמוצת ביטון
ציפוי תחמוצת או תחמוצת שחורה מוחל על משטחי הנחושת הפנימיים כדי לשפר את ההידבקות עם שכבות הפרפרג במהלך הלמינציה.
4. ליי-אפ
השכבות הפנימיות, ה-prepreg (שרף מוקשה למחצה) ורדידי הנחושת החיצוניים נערמים בהתאם לתכנון כהכנה להדבקה רב-שכבתית.
5. לחץ (למינציה)
הערימה עוברת טמפרטורה ולחץ גבוהים במכבש למינציה, מה שמאחד את השכבות לליבת PCB רב-שכבתית מוצקה.
6. קידוח לייזר
מיקרו-ויאות נקדחות באמצעות לייזרים כדי לחבר שכבות חיצוניות לשכבות פנימיות ספציפיות, חיוניות לתכנוני BGA (Big Database): https://www.richpcba.com/bga-assembly-capability/) ו-HDI בעלי פסיעה עדינה.
7. קידוח (מכני)
8. PTH (חור מצופה)
חורים עוברים מצופים כימית ואלקטרוליטית בנחושת כדי ליצור חיבורים חשמליים על פני שכבות מרובות.
9. ציפוי פאנלים
שלב ציפוי נחושת מלא מגדיל את עובי הנתיבים המוליכים ומבטיח מתכתיזציה אחידה על פני חורים שנקדחו.
10. תמונת O/L (הדמיה של השכבה החיצונית)
דפוסי מעגל מועברים לרדידי הנחושת החיצוניים באמצעות פוטורזיסט וחשיפה לקרינת UV, בדומה להדמיה של השכבה הפנימית.
11. ציפוי דוגמא
ציפוי נחושת סלקטיבי מחזק אזורים היוצרים את עקבות המעגל בעוד שנחושת לא חיונית מוסרת בשלב הבא.
12. איכול SES
חומרי חריטה כימיים ממיסים נחושת לא מוגנת, ומשאירים אחריהם מאפייני מעגל מדויקים התואמים את פריסת התכנון.
13. AOI של השכבה החיצונית (O/L AOI)
השכבות החיצוניות עוברות סבב נוסף של בדיקה אופטית אוטומטית כדי לאתר פגמים כמו פתחים, קצרים או חוסר יישור.
14. S/Mask (יישום מסיכת הלחמה)
דיו למסכת הלחמה מוחל ומעוצב באמצעות חשיפה ופיתוח כדי להגן על הלוח מפני חמצון ולמנוע גשרי הלחמה במהלך ההרכבה.
15. מקרא (הדפסת משי)
מזהי רכיבים, לוגואים ומסמרי ייחוס מודפסים כדי לסייע בהרכבה, בדיקה ותחזוקה.
16. גימור פני השטח (טיפול פני השטח)
סניף שמאלי (גימורים יוקרתיים):
●ENIG (זהב טבילה ניקל ללא אלקטרוליטי)
●ENEPIG (ניקל אלקטרולס פלאדיום אלקטרולס זהב טבילה)
●זהב קשה, זהב רך
●HASL (הלחמה באוויר חם) ו-LF-HASL (ללא עופרת)
גימורים אלה משפרים את יכולת ההלחמה, עמידות לחמצון ותאימות לחיבור חוטים.
ענף ימני (גימורים חלופיים):
●פח טבילה, כסף טבילה
●OSP (חומרים משמרים אורגניים להלחמה)
אלה חסכוניים ומתאימים ליישומים תואמי RoHS.
17. נתב (פרופיל CNC)
באמצעות נתבי CNC או מכונות חיתוך V, ה-PCB נטחן עד לקווי המתאר הסופיים שלו ומופרד ללוחות בודדים.
18. בדיקות חשמל (ET)
בדיקות מקיפות של פתיחה/קצר מבטיחות שכל המעגלים מחוברים כראוי ואין פגמים חשמליים.
19. בדיקה חזותית סופית (FV)
פקחים מיומנים מבצעים בדיקת איכות ידנית כדי לזהות פגמים חזותיים או חוסר עקביות לפני המשלוח.
ייצור מעגלים מודפסים HDI: שלבים משופרים לעיצובים בצפיפות גבוהה - מעגל מודפס HDI
מעגלים מודפסים מסוג HDI (חיבורי מעגלים בצפיפות גבוהה) חורגים מתהליכי ייצור סטנדרטיים בכך שהם מאפשרים קווים דקים במיוחד, מיקרו-ויאס וגורמי צורה קומפקטיים הנדרשים בסמארטפונים, מכשירי IoT ומחשוב מתקדם.
תהליכי בניית שכבות נוספים
1. ציפוי דיאלקטרי לשכבות בנייה
2. קידוח לייזר של ויא עיוורות
3. עיוור באמצעות מטליזציה
4. הדמיה וחריטה של עקבות הצטברות
5. מחזורי בנייה חוזרים ונשנים
