Dalam arsitektur inti produk elektronik, PCB seperti "pusat saraf" yang beroperasi secara presisi, dan kinerjanya secara langsung menentukan stabilitas dan keandalan produk elektronik. Sebagai penghubung inti dalamproses pembuatan PCB, proses laminasi memikul tanggung jawab untuk menggabungkan beberapa lapisan bahan menjadi struktur yang stabil. Keakuratan prosesnya tidak hanya mempengaruhi kekuatan mekanik dan kinerja insulasi PCB, tetapi juga memainkan peran penting dalam integritas transmisi sinyal. Di bawah ini, kami akan menganalisis keseluruhan proses teknologi laminasi PCB dan mengungkap logika teknis dan titik kontrol kualitas di baliknya.
1, Persiapan yang tepat sebelum menekan
(1) Seleksi yang ketat dan pemeriksaan bahan yang cermat
Sebagai fondasi sambungan listrik papan sirkuit cetak, papan inti bagian dalam perlu menjalani pemesinan presisi produksi sirkuit bagian dalam untuk memastikan bahwa kesalahan akurasi grafik sirkuit dikendalikan dalam ± 5 μm. Pada tahap pemeriksaan penampakan, peralatan inspeksi optik otomatis digunakan untuk memindai seluruh permukaan papan inti, dengan fokus pada pemeriksaan hubung singkat, rangkaian terbuka, dan cacat lubang jarum dengan diameter 50 μm. Pada saat yang sama, penguji resistansi mikro digunakan untuk melakukan pengujian 100% terhadap konduktivitas rangkaian untuk memastikan bahwa kinerja listrik papan inti memenuhi standar.
Parameter kinerja film semi-curing secara langsung menentukan kualitas ikatan antar lapisan. Untuk papan sirkuit cetak komunikasi frekuensi tinggi, chip semi-kering dengan rugi-rugi rendah dengan konstanta dielektrik Kurang dari atau sama dengan 3,0 dan rugi-rugi dielektrik Kurang dari atau sama dengan 0,002 harus dipilih; Untuk skenario keandalan tinggi seperti elektronik otomotif,-model tahan suhu tinggi dengan suhu transisi kaca lebih besar dari atau sama dengan 170 derajat perlu digunakan. Dalam inspeksi pergudangan material, aktivitas pengawetan resin dideteksi oleh penguji waktu gel, dan penyimpangan waktu gel harus dikontrol dalam ± 10%. Pada saat yang sama, penguji ketebalan digunakan untuk memeriksa keseragaman lembaran untuk memastikan bahwa toleransi ketebalan kurang dari atau sama dengan ± 5 μm.
Pemilihan foil tembaga bagian luar harus sesuai dengan persyaratan desain sirkuit. Untuk skenario arus tinggi seperti modul daya, prioritas harus diberikan pada penggunaan foil tembaga dengan keuletan tinggi dengan ketebalan 70 μm, dan kekuatan kupasnya harus lebih besar dari atau sama dengan 1,5N/mm; Untuk jalur sinyal frekuensi-tinggi, disarankan untuk menggunakan foil tembaga ultra-profil rendah berukuran 18 μm untuk mengurangi dampak efek kulit. Kekasaran permukaan foil tembaga harus dikontrol dalam kisaran 1,5-2,5 μm, dan pengambilan sampel batch harus dilakukan dengan menggunakan alat ukur kekasaran untuk menghilangkan cacat etsa yang disebabkan oleh cacat permukaan.
(2) Desain yang cermat dan penumpukan struktur berlapis yang tepat
Desain susun harus mengikuti prinsip kompatibilitas elektromagnetik. Untuk-papan sirkuit cetak berkecepatan tinggi dengan lebih dari 10 lapisan, biasanya digunakan struktur simetris "lapisan sinyal, lapisan daya, lapisan sinyal". Jarak antara lapisan daya dan lapisan dikontrol pada 50-100 μm untuk membentuk efek kapasitif yang digabungkan erat dan mengurangi kebisingan daya. Dalam desain lubang buta, perangkat lunak CAE digunakan untuk analisis proyeksi posisi lubang untuk memastikan bahwa deviasi lubang buta yang berdekatan kurang dari atau sama dengan 50 μm, menghindari kegagalan sambungan antar lapisan yang disebabkan oleh ketidaksejajaran. Kasus umum menunjukkan bahwa penggunaan papan sirkuit DDR4 bertumpuk simetris 6 lapis mengurangi kehilangan simulasi integritas sinyal sebesar 12% dibandingkan dengan struktur asimetris.
Operasi penumpukan dilakukan di lingkungan ruang bersih Kelas 1000, dan operator harus mengenakan sarung tangan dan masker anti-statis untuk menghindari pengaruh polutan manusia. Menggunakan sistem penyelarasan visual untuk menemukan setiap lapisan material, akurasi penyelarasan sumbu X/Y dapat mencapai ± 25 μm. Dalam hal bahan pembantu, kertas isolasi polimida tahan suhu tinggi (ketahanan suhu lebih besar dari atau sama dengan 260 derajat) dipilih, dengan toleransi ketebalan dikontrol dalam ± 2 μm. Bahan bantalannya menggunakan bahan fiber glass dengan kepadatan 0,3g/cm³ untuk menyeimbangkan distribusi tekanan. Setelah penumpukan selesai, ketebalan total material perlu diverifikasi dengan metode penimbangan, dengan kesalahan kurang dari atau sama dengan ± 3%.
2, Kontrol operasi pengepresan yang akurat
(1) Penyempurnaan parameter peralatan
Kontrol suhu mengadopsi teknologi kontrol suhu multi zona, dan perbedaan suhu permukaan pelat baja yang ditekan kurang dari atau sama dengan ± 1,5 derajat. Mengambil bahan FR-4 tertentu sebagai contoh, kurva pengawetannya dibagi menjadi tiga tahap: tahap pemanasan awal (60-120 derajat, laju pemanasan 3 derajat/menit), tahap pengawetan (180 derajat ± 2 derajat, isolasi selama 90 menit), dan tahap pasca pengawetan (pendinginan bertahap hingga di bawah 80 derajat). Pemantauan suhu pusat pelat secara real-time menggunakan termometer inframerah untuk memastikan penyimpangan kurang dari atau sama dengan ± 3 derajat dari kurva yang ditetapkan.
Pengaturan tekanan mengadopsi sistem hidrolik servo, dan gradien tekanan dikontrol dalam 5psi/mm. Untuk papan sirkuit cetak 8 lapis, tekanan awal diatur ke 150psi. Ketika suhu naik hingga 120 derajat (tahap peleburan resin), secara bertahap tingkatkan tekanan hingga 400psi, dan fluktuasi tekanan selama tahap penahanan kurang dari atau sama dengan ± 10psi. Panel area besar (Lebih besar dari atau sama dengan 400mm × 500mm) memerlukan aktivasi fungsi kompensasi tekanan zona, yang secara dinamis menyesuaikan tekanan lokal melalui matriks sensor tekanan untuk memastikan kesalahan keseragaman ketebalan pelat Kurang dari atau sama dengan ± 5 μm.
Manajemen waktu mengikuti prinsip sinergi tiga-dimensi "waktu tekanan suhu". Data eksperimen menunjukkan bahwa pada kondisi 180 derajat /400psi, diperlukan waktu 85-95 menit agar lembaran semi-cured tersebut benar-benar sembuh, dan di bawah 80 menit, kekuatan pengelupasan antar lapisan menurun lebih dari 20%. Untuk proses foil tembaga tebal (Lebih besar dari atau sama dengan 70 μm), waktu penahanan perlu diperpanjang 15-20 menit untuk memastikan bahwa resin sepenuhnya mengisi area cekung pada foil tembaga.
(2) Pemantauan proses pengepresan secara real-time
Selama tahap pemanasan, sistem PLC mencatat perubahan suhu setiap menit, dan alarm secara otomatis terpicu ketika laju pemanasan melebihi 5 derajat/menit. Pada tahap ini, fokusnya adalah mengamati keadaan leleh resin. Idealnya, lembaran semi-cured mulai menunjukkan keadaan aliran dalam kisaran 90-110 derajat. Jika terjadi peleburan dini (seperti di bawah 80 derajat), lingkungan penyimpanan material perlu diperiksa (kelembaban harus kurang dari atau sama dengan 5% RH).
Selama tahap isolasi dan pemeliharaan tekanan, pemancar tekanan digunakan untuk memantau tekanan silinder secara real time. Ketika fluktuasi tekanan melebihi ± 15psi, sistem secara otomatis memulai pompa kompensasi untuk koreksi tekanan. Pada saat yang sama, data suhu dicatat setiap 5 menit melalui sensor termokopel yang dipasang di dalam pelat baja, membentuk kurva waktu suhu untuk ketertelusuran dan optimalisasi proses.
Tahap pendinginan mengadopsi teknologi pendinginan gradien, yang pertama-tama mendinginkan peralatan secara alami hingga di bawah 120 derajat (laju pendinginan Kurang dari atau sama dengan 5 derajat/menit), lalu memindahkannya ke terowongan berpendingin udara-(kecepatan angin 2-3m/s) untuk pendinginan hingga suhu ruangan. Untuk material dengan TG tinggi (Tg Lebih besar dari atau sama dengan 180 derajat), pendinginan lambat di atas 80 derajat selama 30 menit diperlukan untuk mengurangi akumulasi tegangan internal. Setelah pengujian, proses ini dapat mengurangi kelengkungan papan sirkuit cetak lebih dari 40%.
3, Pengujian dan penanganan yang ketat setelah kompresi
(1) Pemeriksaan cacat penampilan secara cermat
Inspeksi visual mengadopsi pencahayaan sumber cahaya multi-sudut (suhu warna 5000-6500K), dan personel inspeksi harus memiliki pengalaman lebih dari 2 tahun dan dapat mengidentifikasi gelembung dengan diameter lebih besar dari atau sama dengan 0,3 mm dan cacat delaminasi dengan panjang lebih besar dari atau sama dengan 1 mm. Untuk luapan tepi, pengukur ketebalan laser digunakan untuk mendeteksi ketebalan luapan, dengan persyaratan Kurang dari atau sama dengan 0,1 mm untuk menghindari pengaruh pada akurasi penggilingan berikutnya.
Pemeriksaan mikroskopis menggunakan mikroskop optik 50-200x, dengan fokus mengamati keadaan pengisian resin pada sambungan lubang terkubur buta, memerlukan rasio rongga kurang dari atau sama dengan 5%. Untuk-area sirkuit dengan kepadatan tinggi, keselarasan antarlapisan harus diperiksa melalui analisis irisan. Offset sumbu X/Y harus kurang dari atau sama dengan 50 μm, dan kesalahan keseragaman ketebalan resin sumbu Z harus kurang dari atau sama dengan ± 10%.
(2) Pengukuran ukuran dan ketebalan yang akurat
Pengukuran ukuran mengadopsi alat ukur gambar untuk secara otomatis memindai posisi panjang, lebar, dan bukaan papan, dengan akurasi koordinat ± 10 μm. Untuk pelat tidak beraturan, pencocokan kontur dicapai melalui impor data CAD, dengan toleransi dimensi dikontrol dalam ± 0,05 mm.
Deteksi ketebalan menggunakan mikrometer untuk mengukur total 5 titik di empat sudut dan tengah pelat. Ketebalan rata-rata menyimpang dari nilai desain kurang dari atau sama dengan ± 3%, dan kisaran ketebalan setiap titik pengukuran kurang dari atau sama dengan 50 μm. Untuk papan multi-lapisan, diperlukan pengujian non-destruktif terhadap ketebalan tembaga setiap lapisan menggunakan pengukur ketebalan sinar X-, dengan deviasi ketebalan tembaga lapisan dalam kurang dari atau sama dengan ± 10% dan deviasi ketebalan tembaga lapisan luar kurang dari atau sama dengan ± 5%.
(3) Perbaikan cacat yang efektif dan penanganan produk yang tepat
Perbaikan cacat: Untuk gelembung dengan luas kurang dari atau sama dengan 5mm ², digunakan teknologi perbaikan pengepresan panas vakum (suhu 180 derajat, tekanan 600psi, waktu 10 menit). Setelah perbaikan, verifikasi pemotongan ulang diperlukan; Untuk hubung singkat mikro di sirkuit, peralatan etsa mikro laser (diameter titik Kurang dari atau sama dengan 50 μm) digunakan untuk menghilangkan titik hubung singkat secara akurat, dan setelah perbaikan, konduktivitas dikonfirmasi melalui uji pin terbang. Statistik menunjukkan bahwa tingkat keberhasilan perbaikan cacat kecil bisa mencapai lebih dari 90%, namun jumlah perbaikan dibatasi kurang dari atau sama dengan 2 kali.
Establish strict defect grading standards for scrapping, and determine scrapping for any of the following situations: ① interlayer separation area>100mm ²; ② Key signal network open circuit/short circuit; ③ Warping degree>1.5%; ④ Aperture deviation>± 100 m. Produk sisa perlu dihancurkan dan alasan pembuangan harus dicatat melalui sistem ERP untuk meningkatkan ketertelusuran proses.
Proses laminasi papan sirkuit cetak adalah proses manufaktur kompleks yang mengintegrasikan ilmu material, transfer pengepresan panas, dan kontrol presisi. Poin teknisnya dijalankan melalui seluruh rantai "deteksi dan perbaikan eksekusi desain lapisan persiapan material". Dengan pemilihan material yang tepat, perencanaan penumpukan ilmiah, kontrol peralatan cerdas, dan pemeriksaan kualitas yang ketat, indikator kinerja komprehensif papan sirkuit cetak dapat ditingkatkan secara efektif.