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PCB製造プロセスの完全ガイド | HDI PCB製造の説明

2025年4月1日

信頼性の高いあらゆる電子機器の背後には、緻密に製造されたプリント回路基板(PCB)があります。5Gインフラから車載電子機器、医療機器、そして消費者向けガジェットに至るまで、PCBは電子システムの基盤を形成しています。高性能と信頼性を目指す設計エンジニア、品質管理者、そして調達担当者にとって、詳細な製造プロセスを理解することは不可欠です。

この記事では、内層イメージングから最終検査まで、包括的なPCB製造プロセスをご紹介します。また、配線密度の向上とフォームファクタの小型化を実現する特殊なHDI(高密度相互接続)プロセスについても解説します。

標準的なPCB製造プロセス:重要な手順の説明


PCB多層基板の製造プロセス

1. ILイメージ(内層イメージング)

フォトリソグラフィー技術を使用して回路パターンを内部の銅層に転写し、多層 PCB の基礎となるトレースを形成します。

2. I/L AOI(内層自動光学検査)

高解像度の AOI マシンは、内部層のショート、オープン、パターンの欠陥を検査し、ラミネート前に正確な回路を確保します。

3. B/酸化物(黒色酸化物または酸化処理)3. B/酸化物

積層中にプリプレグ層との接着性を高めるために、銅の内側表面に酸化物または黒色酸化物のコーティングが施されます。

4. レイアップ

設計通りに内層、プリプレグ(半硬化樹脂)、外層銅箔を積層し、多層接着の準備をします。

5. プレス(ラミネート)

スタックはラミネーション プレスで高温と高圧にさらされ、層が融合して固体の多層 PCB コアになります。

6. レーザードリリング

マイクロビアはレーザーで穴あけされ、外層を特定の内部層に接続します。これは、ファインピッチ BGA(超链接:https://www.richpcba.com/bga-assembly-capability/ )および HDI 設計に不可欠です。

7. 掘削(機械)

スルーホール、取り付け穴、部品リードなどの大きな穴は、高速機械ドリルを使用して作成されます。

8. PTH(メッキスルーホール)

スルーホールは化学的に、また電解的に銅でメッキされ、複数の層にわたる電気的相互接続を確立します。

9. パネルメッキ

フルパネル銅メッキ工程により導電パスの厚さが増加し、ドリル穴全体にわたって均一な金属化が保証されます。


銅めっきプロセスのフローチャート


10. O/L画像(外層画像)

回路パターンは、内層イメージングと同様に、フォトレジストと紫外線露光を使用して外側の銅箔に転写されます。

11. パターンメッキ

選択的な銅めっきにより回路トレースを形成する領域が強化され、次のステップで不要な銅が除去されます。

12. SESエッチング

化学エッチング剤は保護されていない銅を溶解し、設計レイアウトに一致する精密な回路機能を残します。

13. O/L AOI(外層AOI)

外層は、自動光学検査をもう一度受け、断線、ショート、位置ずれなどの欠陥を検出します。

14. S/Mask(はんだマスクの塗布)

はんだマスク インクを塗布し、露光と現像によってパターン化することで、基板を酸化から保護し、組み立て中のはんだブリッジを防止します。

15. 凡例(シルクスクリーン印刷)

組み立て、テスト、およびサービスを支援するために、コンポーネント識別子、ロゴ、および参照指定が印刷されています。



16.表面仕上げ(表面処理)

左ブランチ(高級仕上げ):

●ENIG(無電解ニッケル置換金)

ENEPIG(無電解ニッケル無電解パラジウム置換金)

ハードゴールド、ソフトゴールド

HASL(ホットエアーはんだレベリング)とLF-HASL(鉛フリー)

これらの仕上げにより、はんだ付け性、耐酸化性、ワイヤボンディングの互換性が向上します。

右枝(代替仕上げ):

浸漬錫、浸漬銀

OSP(有機はんだ付け性防腐剤)OSP

これらはコスト効率に優れ、RoHS 準拠のアプリケーションに適しています。

17. Rout(CNCプロファイリング)

CNC ルーターまたは V カット マシンを使用して、PCB を最終的な外形に加工し、個々のボードに分離します。

18. ET(電気試験)

包括的なオープン/ショート テストにより、すべての回路が適切に接続され、電気的な欠陥がないことが保証されます。

19. FV(最終目視検査)

熟練した検査員が、出荷前に目視による欠陥や不一致を特定するために手作業で品質チェックを行います。

HDI PCB製造:高密度設計のための強化された手順HDI PCB

HDI (高密度相互接続) PCB は、スマートフォン、IoT デバイス、高度なコンピューティングに必要な超微細配線、マイクロビア、コンパクトなフォーム ファクターを可能にすることで、標準的な製造プロセスを超えています。

レーザードリリング

追加のレイヤー構築プロセス

1. ビルドアップ層用誘電体コーティング

 
最初のラミネーション後、HDI ボードには新しい回路を分離するための追加の薄い誘電体層 (例: フォトイメージング可能なポリイミドまたはエポキシ) が追加されます。

2. ブラインドビアのレーザードリリング

高精度レーザーを使用してブラインドビアをドリル加工し、スタック全体を貫通せずに特定の層を接続し、信号パスと層密度を最適化します。

3. ブラインドビアメタライゼーション

ブラインドビアは無電解銅メッキと電気メッキが施され、選択された層間の信頼性の高い垂直接続を保証します。

4. ビルドアップトレースイメージングとエッチング

外層のイメージングおよびエッチングと同様に、ビルドアップ層は細線フォトリソグラフィーを使用してパターン化され、狭い線幅と間隔をサポートします。

5. 繰り返される蓄積サイクル

設計によっては、任意の層の相互接続のような高度な HDI スタックアップを実現するために、ビルドアップ プロセスを複数回繰り返す場合があります。

PCBドリル


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