?多層PCB的加工流程?主要包括哪些步驟
在電子制造領(lǐng)域,多層PCB電路板因其高密度布線和優(yōu)異的電氣性能而廣泛應(yīng)用于各種高要求的電子設(shè)備中。特別是那些需要承載高功率的應(yīng)用場(chǎng)景,如電力電子、工業(yè)控制和汽車電子等,對(duì)PCB板的設(shè)計(jì)和制造提出了更高的挑戰(zhàn)。為了滿足這些需求,專業(yè)的PCB制造商提供了厚銅設(shè)計(jì)的多層PCB加工服務(wù),以確保電路板能夠支持高功率傳輸和散熱。
?多層PCB的加工流程?主要包括以下幾個(gè)步驟:
?材料準(zhǔn)備?:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,準(zhǔn)備所需的導(dǎo)電層材料(如銅箔)和絕緣層材料(如環(huán)氧樹脂)?1。
?設(shè)計(jì)制作?:使用專業(yè)的電路設(shè)計(jì)軟件繪制并優(yōu)化電路圖案,生成多層PCB的設(shè)計(jì)文件?1。
?內(nèi)外層電路制作?:通過化學(xué)蝕刻或激光切割等方式,在導(dǎo)電層材料上制作出所需的電路圖案?1。
?層壓?:將制作好的導(dǎo)電層和絕緣層交替疊放,通過高溫高壓的層壓工藝,使其緊密結(jié)合成一個(gè)整體?1。
?鉆孔?:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在多層PCB上鉆孔,以便元器件的引腳能夠穿過絕緣層與導(dǎo)電層連接?1。
?表面處理?:對(duì)多層PCB的表面進(jìn)行處理,如涂覆阻焊層、絲印標(biāo)記等?1。
?測(cè)試與檢驗(yàn)?:對(duì)多層PCB進(jìn)行電氣性能測(cè)試和外觀檢驗(yàn),確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求?1。
?多層PCB的優(yōu)勢(shì)?包括:
?高集成度?:多層PCB可以通過增加層數(shù)來提高布線密度,滿足復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)需求?1。
?高性能?:多層PCB的層間互連可以減少信號(hào)傳輸?shù)母蓴_,提高電路的整體性能?1。
?高可靠性?:通過嚴(yán)格的品質(zhì)控制和技術(shù)保障,確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性?1。
?多層PCB的應(yīng)用領(lǐng)域?包括通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中,多層PCB的性能穩(wěn)定性和集成度對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)行和性能發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用?1。
厚銅設(shè)計(jì)是指在PCB的導(dǎo)電層使用加厚的銅箔,通常比標(biāo)準(zhǔn)的1盎司(約35微米)銅箔要厚,可能是2盎司、3盎司甚至更厚。這樣的設(shè)計(jì)可以提供更低的電阻和更好的電流承載能力,從而減少熱量的產(chǎn)生和能量損失。這對(duì)于高功率應(yīng)用來說至關(guān)重要,因?yàn)樗苯佑绊懙诫娐返姆€(wěn)定性和可靠性。
在多層PCB的加工過程中,實(shí)現(xiàn)厚銅設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)因素。首先,制造商必須確保銅箔的均勻性和純度,以避免在蝕刻或電鍍過程中出現(xiàn)不均勻的電流分布。其次,由于厚銅層可能會(huì)增加PCB的整體厚度,因此需要精確控制層壓過程,以保證各層之間的對(duì)準(zhǔn)精度和粘接強(qiáng)度。此外,厚銅層可能會(huì)導(dǎo)致PCB板在受熱時(shí)產(chǎn)生更大的應(yīng)力,因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施,以防止翹曲或變形。
為了支持高功率需求,除了厚銅設(shè)計(jì)外,PCB制造商還會(huì)采用其他技術(shù)來提高電路板的性能。例如,使用高熱導(dǎo)率的材料來增強(qiáng)散熱效果,或者采用特殊的表面處理技術(shù)來提高可焊性和耐腐蝕性。同時(shí),制造商還會(huì)根據(jù)客戶的需求提供定制化的解決方案,包括特定的層疊結(jié)構(gòu)、盲埋孔設(shè)計(jì)和復(fù)雜的線路圖案等。
總之,多層PCB電路板的厚銅設(shè)計(jì)是滿足高功率需求的關(guān)鍵。通過采用先進(jìn)的材料和技術(shù),以及嚴(yán)格的生產(chǎn)和質(zhì)量控制流程,專業(yè)的PCB制造商能夠?yàn)榭蛻籼峁└咝阅?、高可靠性的產(chǎn)品,幫助他們?cè)诩ち业氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化,我們期待看到更多創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和解決方案出現(xiàn)在多層PCB的加工領(lǐng)域。
在當(dāng)今快速發(fā)展的電子行業(yè)中,對(duì)多層PCB(印刷電路板)的需求日益增長(zhǎng),尤其是在高頻和高速應(yīng)用領(lǐng)域。為了滿足這些需求,專業(yè)的多層PCB制造商必須采用先進(jìn)的技術(shù)和嚴(yán)格的生產(chǎn)流程,以確保產(chǎn)品的高性能和快速交付。
首先,高頻應(yīng)用要求PCB具有優(yōu)異的信號(hào)完整性和最小的信號(hào)損失。為此,制造商需要使用低介電常數(shù)和低損耗的材料,如特種FR4、聚酰亞胺或其他高頻基材。這些材料能夠減少信號(hào)衰減,提高傳輸效率,從而滿足高頻電路的設(shè)計(jì)要求。
其次,高速應(yīng)用對(duì)PCB的布線密度和層間連接提出了更高的挑戰(zhàn)。制造商必須采用精細(xì)的線路圖案設(shè)計(jì)和精確的層壓技術(shù),以實(shí)現(xiàn)高密度的布線和可靠的層間連接。此外,為了減少信號(hào)反射和串?dāng)_,還需要優(yōu)化線路布局和過孔設(shè)計(jì),確保信號(hào)在高速傳輸過程中的穩(wěn)定性。
為了滿足快速交付的需求,專業(yè)的多層PCB制造商通常會(huì)建立高效的生產(chǎn)流程和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。從訂單接收到設(shè)計(jì)確認(rèn)、生產(chǎn)排程、制造執(zhí)行、質(zhì)量檢測(cè)直至最終交付,每一步都需要精確的時(shí)間控制和協(xié)調(diào)。此外,制造商還會(huì)采用自動(dòng)化設(shè)備和智能化系統(tǒng)來提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期。
在質(zhì)量控制方面,制造商需要遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)最佳實(shí)踐,實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)流程。這包括原材料檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程監(jiān)控、成品測(cè)試等多個(gè)環(huán)節(jié),確保每一塊PCB板都符合客戶的性能要求和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
總之,專業(yè)多層PCB制造不僅要求技術(shù)上的精湛和創(chuàng)新,還需要高效的生產(chǎn)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制。只有這樣,才能滿足高頻與高速應(yīng)用的需求,并實(shí)現(xiàn)快速交付,幫助客戶在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中獲得優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化,專業(yè)的PCB制造商將繼續(xù)在材料科學(xué)、設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)工藝上進(jìn)行探索和創(chuàng)新,以提供更高性能的產(chǎn)品和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
PCB制板流程
帶狀線是一種橫向電磁(TEM) 傳輸線介質(zhì),由Robert M. Barrett 在 1950 年代發(fā)明,而兩年之后,作為帶狀線的競(jìng)爭(zhēng)者,微帶線由ITT實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出來。
微帶線位于PCB外層,其與外界環(huán)境接觸,所以微帶線的輻射能量更容易輻射到外界環(huán)境中,而且微帶線也容易受外界環(huán)境的影響,比如,阻焊層變化的εr對(duì)特性阻抗的影響,所以,關(guān)鍵的高速信號(hào)優(yōu)先采用內(nèi)層走線,也即帶狀線傳輸線。
多層板還專設(shè)有單獨(dú)完整的電源層和接地層,這不僅可以提高布線的自由度,而且對(duì)于防止信號(hào)干擾和電磁波輻射都是有利的,這進(jìn)一步促進(jìn)了PCB多層化的發(fā)展。
現(xiàn)在隨著IC制程工藝的提高,數(shù)字信號(hào)上升沿時(shí)間也在“被動(dòng)地”變短,以前只需要考慮把線拉通的PCB,越來越多的需要在布線時(shí)考慮到傳輸線效應(yīng),以便能更好的引導(dǎo)電磁波,避免出現(xiàn)信號(hào)完整性問題以及符合EMC性能,而單層板或者雙層板,對(duì)于現(xiàn)在的IC集成度以及布線密度,很難有空間構(gòu)造出良好的傳輸線結(jié)構(gòu),這就需要采用四層板,甚至是六層板,把富含高次諧波的關(guān)鍵信號(hào)采用帶狀線進(jìn)行傳輸。
PCB多層板制造方法有電鍍通孔法以及高密度增層法兩種,都是通過不同工藝的組合來實(shí)現(xiàn)電路板結(jié)構(gòu)。其中目前采用最多的是電鍍通孔法,電鍍通孔法經(jīng)過超過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展與完善,電鍍通孔法無論從設(shè)備、材料方面,還是工藝方面都已相當(dāng)成熟,并已建立起堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。電鍍通孔法既可制作雙面板,又可制作多層板,他們?cè)诠に嚵鞒毯驮O(shè)備上是可以做到復(fù)用的。電鍍通孔法是將絕緣基板表面、內(nèi)層的導(dǎo)體圖形由通孔貫穿,在通孔內(nèi)壁電鍍金屬層并實(shí)現(xiàn)不同層中相應(yīng)導(dǎo)體圖形的連接。
PCB板廠并不直接制造覆銅板,半固化片,銅箔等基材,而是向產(chǎn)業(yè)鏈上游的基材廠商采購所需的基材,基材在出廠時(shí)都是標(biāo)準(zhǔn)的大尺寸,比如1mx1m(或1mx1.2 m)的規(guī)格。然后在PCB制造之前,需要根據(jù)自身加工設(shè)備的規(guī)格,將其切割成適合生產(chǎn)線所需的尺寸。
開料之后,對(duì)于多層板的工藝流程,先制作內(nèi)層電路,如內(nèi)層圖形制作、壓合等工序,然后流程又回到了與雙層板一致的流程,如鉆孔、電鍍、外層圖形制作等,最后就是各種檢測(cè)和包裝發(fā)貨。
內(nèi)層圖形制作
多層板的內(nèi)層通常使用薄的雙面覆銅基板,在其表面形成內(nèi)層線路之后,進(jìn)行壓合,即可得到多層板。
在內(nèi)層的雙面覆銅板上貼上光敏干膜,然后在貼上內(nèi)層線路的薄膜并曝光,曝光后進(jìn)行顯影,然后用蝕刻機(jī)進(jìn)行蝕刻,去除不必要的銅箔。
蝕刻完成之后,內(nèi)層的線路便已呈現(xiàn),這時(shí)候就需要把保護(hù)線路不被蝕刻的保護(hù)膜清除掉,這就是退膜工序。
接著就是內(nèi)層的檢查,采用自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)進(jìn)行,在層壓之前,為了提高銅箔與半固化片的結(jié)合能力,需要做棕化處理。
棕化的目的如下:
1) 增大銅箔與樹脂的接觸面積,加大兩者之間的結(jié)合力;
2) 增加銅面對(duì)流動(dòng)樹脂之間的潤(rùn)濕性,使樹脂能流入各死角而在硬化后有更強(qiáng)的附著力
3) 在銅表面生成細(xì)密的鈍化層,防止硬化劑與銅在高溫高壓狀態(tài)下反應(yīng)生成水而產(chǎn)生爆板。
層壓
內(nèi)層板將按照設(shè)計(jì)的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆疊,將制作好的內(nèi)層板、半固化片以及外層的銅箔依順序?qū)盈B,然后熱壓形成一體。
層壓完成之后,便進(jìn)入外層線路的制作流程,這部分則與雙層板的制作流程流程是一致的。
鉆孔
電路板壓合完成后,各個(gè)層之間還沒有形成互聯(lián),這時(shí)候就需要鉆孔,然后在孔壁上制作導(dǎo)電銅層,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
化學(xué)沉銅與全板電鍍
化學(xué)沉銅是利用化學(xué)方法在絕緣孔壁上沉積上一層薄銅,全板電鍍是在已經(jīng)完成化學(xué)沉銅,具有導(dǎo)電性能的孔壁上使用電鍍的方式增加孔壁銅厚。主要包括三個(gè)過程:除膠渣、化學(xué)沉銅與電鍍銅。