Fremstilling af indre lag forklaret: Grundlaget for PCB-fremstilling

Fremstilling af det indre lag er første og mest kritiske skridt i fremstilling af flerlags printkort.
Når de indre lag er lamineret, enhver defekt bliver permanent og ekstremt vanskelig - eller umulig - at reparere.

Fra en producents perspektiv er det indre lags kvalitet direkte afgørende:

• Elektrisk ydeevne
• Lag-til-lag-justeringsnøjagtighed
• Samlet udbytte
• Langsigtet pålidelighed

Denne artikel forklarer hvordan de indre lag er fremstillethvad der kan gå galt, og hvordan producenter som TOPFAST kontrollere denne proces for at sikre en stabil PCB-produktion af høj kvalitet.

Hvad er fremstilling af indre lag?

Fremstilling af det indre lag er processen med skabe kredsløbsmønstre på de indre kobberlag af et flerlags printkort før laminering.

Hvert indre lag indeholder:

• Signalspor
• Kraftfulde fly
• Jordoverfladen

Når de er fremstillet, stables og limes disse lag sammen og danner PCB'ets elektriske kernestruktur.

Materialer brugt til fremstilling af det indre lag

Copper-Clad Laminat

De indre lag starter med kobberbeklædt laminat bestående af:

• Et glasfiberforstærket epoxysubstrat (almindeligvis FR-4)
• Kobberfolie limet på den ene eller begge sider

Kobberets tykkelse er typisk:

• 0,5 oz
• 1 oz
• 2 oz (mindre almindeligt for indre signallag)

Standardkobbertykkelse forbedrer processtabiliteten og omkostningskontrollen.

Trin-for-trin proces til fremstilling af indre lag

Trin 1 - Forberedelse af overfladen

Før billeddannelsen skal kobberoverfladen rengøres og behandles:

• Fjern oxidation
• Forbedre fotoresistens vedhæftning

Dårlig forberedelse af overfladen kan være årsagen:

• Fejl i sporingsdefinitionen
• Uoverensstemmelse i ætsningen

Trin 2 - Fotoresist-belægning

En tørfilm-fotoresist lamineres på kobberoverfladen.

Vigtige overvejelser:

• Ensartet tykkelse
• Korrekt lamineringstryk
• Renrumsbetingelser

Denne fotoresist definerer, hvilke områder af kobber der bliver tilbage efter ætsningen.

Trin 3 - UV-eksponering (billeddannelse)

Kredsløbsmønsteret overføres til fotoresisten ved hjælp af:

• Fotoværktøjer
• Eksponering for UV-lys

Nøjagtigheden i denne fase påvirker:

• Sporbredde og -afstand
• Registrering mellem lag

Hos TOPFAST er billedbehandlingsnøjagtigheden nøje kontrolleret for at understøtte Design med fine linjer samtidig med at udbyttet bevares.

Trin 4 - Udvikling

Efter eksponering udvikles pladen til:

• Fjern ueksponeret fotoresist
• Afslør kobberområder, der skal ætses væk

Ufuldstændig udvikling kan forårsage:

• Rester af fotoresist
• Etsningsfejl senere

Trin 5 - Ætsning

Kemisk ætsning fjerner uønsket kobber og efterlader det ønskede kredsløbsmønster.

Vigtige udfordringer:

• Styring af ætsningshastighed
• Forebyggelse af underskridelse
• Opretholdelse af sporgeometri

Når sporbredden mindskes, bliver ætsning vanskeligere og mere udbyttefølsom.

Trin 6 - Fjernelse af fotoresist

Efter ætsningen fjernes den resterende fotoresist, så de færdige kobberspor blotlægges.

På dette tidspunkt er det indre lags kredsløbsmønster færdigt.

Almindelige defekter i det indre lag og deres indvirkning

Overætsning og underætsning

• Overætsning reducerer sporbredden
• Underætsning efterlader kobberrester

Begge dele kan forårsage:

• Impedansafvigelse
• Korte eller åbne

Variation i linjebredde

Forårsaget af:

• Fejljustering af billedet
• Ustabil ætsning

Variation i linjebredde påvirker:

• Signalintegritet
• Høj hastighed

Shorts og åbninger

Disse fejl er særligt kritiske, fordi:

• De kan muligvis ikke repareres efter laminering
• De kan forårsage total PCB-svigt

Indre lag AOI (automatiseret optisk inspektion)

Hvorfor? AOI Er afgørende

Før laminering inspiceres de indre lag ved hjælp af AOI for at opdage:

• Shorts
• Åbner
• Mangler kobber
• Overskydende kobber

Dette trin forhindrer defekte indre lag i at komme ind i lamineringen.

Producentens perspektiv

Hos TOPFAST behandles det indre lags AOI som en UdbyttebeskyttelsesportDet er ikke et valgfrit trin - især ikke for printkort med mange lag eller fine linjer.

Hvordan kvaliteten af de indre lag påvirker den endelige PCB-ydelse

Defekter i det indre lag kan føre til:

• Tab af signal
• Krydstale
• Problemer med strømintegritet
• Reduceret pålidelighed under termisk stress

Til højhastighedsdesign med høj densitet er det indre lags nøjagtighed ofte mere kritisk end det ydre lags udseende.

Designfaktorer, der påvirker det indre lags fremstillingsevne

Fra et produktionsperspektiv forbedres omkostninger og udbytte, når designere:

• Undgå unødvendige ultrafine spor
• Oprethold ensartede sporbredder
• Brug producentens anbefalede opstablinger
• Balancer kobberfordelingen på tværs af lagene

Tidlig kommunikation mellem design og produktion reducerer risikoen i de indre lag.

Sådan kontrollerer TOPFAST kvaliteten af fabrikationen af det indre lag

TOPFAST anvender en produktions-først-tilgang til fremstilling af indre lag ved at:

• Brug af standardiserede billeddannelses- og ætsningsparametre
• Anvendelse af AOI-inspektion før laminering
• Overvågning af ætsningsfaktor og variation i linjebredde
• Tilvejebringelse af tidlig DFM feedback på design af indre lag

Målet er at stabilt udbytte, forudsigelig ydeevne og skalerbar produktion.

Overvejelser om omkostninger ved fremstilling af indre lag

Omkostningerne til det indre lag stiger med:

• Højere antal lag
• Finere spor og mellemrum
• Stramme impedanstolerancer
• Avancerede materialer

Optimering af det indre lags design er en af de mest effektive måder at reducere de samlede PCB-omkostninger på uden at gå på kompromis med kvaliteten.

Konklusion

Fremstillingen af det indre lag udgør grundlaget for ethvert flerlags printkort.
Når det indre lag er lamineret, kan kvaliteten ikke korrigeres; det kan kun accepteres eller afvises.

Ved at forstå, hvordan de indre lag fremstilles, kan designere og indkøbere:

• Forbedre fremstillingsmulighederne
• Forøg udbyttet
• Reducer omkostningerne
• Forbedre den langsigtede pålidelighed

Med kontrollerede processer og tidlig inddragelse af DFM, TOPFAST sikrer kvaliteten af det indre lag og understøtter en pålidelig og højtydende printkortproduktion..

Relateret læsning： Trin-for-trin PCB-fremstillingsproces

Ofte stillede spørgsmål om fremstillingsprocessen for det indre lag