PCB-fremstilling er en præcis og kompleks proces, der er afhængig af en række specialudstyr med høj præcision. Fra fotolitografi, ætsning, laminering, boring, plettering til testning drives hvert produktionstrin af tilsvarende kerneudstyr.
1.Panelskæring og forberedelse af grundmateriale
Panelskæremaskine
Panelskæremaskinen bruges til at skære store kobberbelagte laminater (CCL) i de nødvendige dimensioner til produktionen. Den bruger typisk CNC- eller hydrauliske styresystemer til at opnå en meget præcis positionering, der sikrer dimensionsfejl på mindre end 0,1 mm. Almindelige problemer omfatter grater på skærekanter, deformation af paneler eller dimensionsafvigelser, ofte forårsaget af klingeslid eller fejl i positioneringssystemet. Regelmæssig udskiftning af klinger og kalibrering af udstyr er nødvendig.
Kant-slibemaskine
Kantslibemaskinen bruger sandbånd eller fræsere til at polere panelkanterne og fjerne grater og skarpe kanter, der opstår under skæringen.Det forbedrer driftssikkerheden og lamineringskvaliteten.Almindelige problemer omfatter ujævn slibning eller overdreven slitage, som regel på grund af aldrende sandbånd eller forkert fremføringshastighed.Parametrene skal justeres ud fra pladetykkelsen, og slibeenheden skal vedligeholdes regelmæssigt.
2. Fremstilling af det indre lags kredsløb
Belægningsmaskine
The coating machine uniformly applies photoresist onto the copper-clad laminate surface using roller or slot-die coating methods, controlling the thickness to 5–20μm. Common issues include uneven coating, bubbles, or thickness deviations, often caused by nozzle clogging or unstable photoresist viscosity. Regular pipeline cleaning and monitoring of ambient temperature and humidity are required.
Eksponeringsmaskine
The exposure machine transfers circuit patterns onto the photoresist using ultraviolet (UV) or laser light, with a high-precision alignment system (accuracy ±5μm). Common problems include misalignment, insufficient exposure energy, or dust contamination, often due to aging optical systems or inadequate cleanliness. Regular calibration of the optical path and maintaining a dust-free environment are essential.
Ætsemaskine
Ætsemaskinen bruger kemiske opløsninger (f.eks. surt kobberklorid) til at fjerne ubeskyttede kobberlag og danne kredsløbsmønstre.Almindelige problemer omfatter underætsning/overætsning, sideætsning eller afvigelser i linjebredden, ofte forårsaget af ukontrolleret kemisk koncentration eller ujævnt sprøjtetryk.Realtidsovervågning af kemiske parametre og optimering af dyselayoutet er nødvendigt.
3. Boring og metallisering af huller
Laserboremaskine
Laser drilling machines (CO₂ or UV lasers) are used for micro-hole processing (0.1–0.3mm) with precision up to ±10μm. Common issues include hole position deviation, hole wall carbonization, or material scorching, often caused by focal length errors or unstable laser energy. Regular calibration of the optical system and parameter adjustments based on material properties are required.
Elektroløs kobberaflejringslinje
Electrolytic copper plating forms a conductive layer (0.3–1μm thick) on hole walls through chemical deposition, involving baths for degreasing, activation, and chemical copper plating. Common issues include uneven hole wall coverage or deposition voids, typically caused by ineffective activation solutions or insufficient agitation. Process monitoring must be strengthened, and bath agitation methods must be optimized.
4. Laminering og stabling af lag
Vakuum-lamineringspresse
The lamination press bonds multilayer core boards and prepregs under high temperature and pressure (180–200°C, 300–500psi), using segmented temperature control technology. Common problems include delamination, bubbles, or uneven thickness, often due to uneven pressure distribution or excessive heating rates. Optimizing the lamination curve and regularly maintaining the heating plate flatness are essential.
Brun oxideringslinje
Brun oxidationsbehandling genererer kemisk et mikro-råt lag på kobberoverfladen for at forbedre vedhæftningen mellem lagene.Almindelige problemer omfatter ujævn oxidationsfarve eller utilstrækkelig vedhæftning, ofte forårsaget af svækket kemisk oxidationsevne eller ukorrekt behandlingstid.Regelmæssig analyse af tankens væskesammensætning og kontrol af transportbåndets hastighed er påkrævet.
5. Ydre lags kredsløb og overfladebehandling
Mønsterbelægningslinje
The plating line electrolytically increases circuit copper thickness (20–30μm) and applies tin protection, including pickling, copper plating, and tin plating processes. Common issues include uneven plating thickness, pinholes, or orange peel patterns, often due to uncontrolled current density or imbalanced additive ratios. Multi-point current monitoring and regular tank fluid filtration are necessary.
Loddemaske-skærmprinter
Skærmprinteren påfører loddemaskeblæk på printpladens overflade ved hjælp af skærmjustering og rakelstyringsteknologi.Almindelige problemer omfatter manglende print, ujævn tykkelse eller forkert justering, ofte forårsaget af tilstopning af skærmen eller forkert tryk på skraberen.Det er vigtigt at vælge et passende maskeantal og opretholde et rent miljø.
Maskine til nivellering med varm luft (HAL)
The HAL machine coats tin on solder pad surfaces (1–3μm thick) using hot air leveling to prevent oxidation and improve solderability. Common issues include tin bumps, thickness fluctuations, or copper dissolution, often due to uncontrolled tin bath temperature or inaccurate air knife angle. Regular tin pot cleaning and air knife calibration are necessary.
6. Profilerings- og testfase
CNC-fræsemaskine
The routing machine cuts PCB outlines using milling cutters with an accuracy of ±0.05mm, supporting irregular slot and hole processing. Common problems include burrs, edge chipping, or dimensional deviations, often caused by cutter wear or insufficient dust extraction. Layered milling strategies and regular tool replacement are required.
Automatiseret optisk inspektør (AOI)
The AOI scans circuit defects (e.g., shorts, opens) using multi-angle cameras with a recognition accuracy of 5μm. Common issues include high false positive rates or missed detections, often due to uneven lighting or improper algorithm threshold settings. Regular light source calibration and database updates are essential.
Flying Probe Tester
Den flyvende probetester kontrollerer den elektriske ydeevne ved at kontakte pads med prober, hvilket understøtter test af printkort med høj densitet.Almindelige problemer omfatter dårlig probekontakt eller positioneringsfejl, ofte på grund af slid på proben eller mekaniske vibrationer.Impedanskompensationsteknologi og regelmæssig rengøring af proben er nødvendig.
7. Hjælpe- og miljøudstyr
System til behandling af spildevand
Dette system behandler spildevand, der indeholder tungmetaller (f.eks. kobber, nikkel), ved hjælp af udfældnings-, ionbytnings- og membranfiltreringsteknologier.Almindelige problemer omfatter udsving i vandkvaliteten eller mætning af harpiks, hvilket kræver realtidsovervågning af pH og tungmetalkoncentrationer samt planlægning af regenereringscyklusser.
VOC-behandlingsenhed
Denne enhed behandler organiske affaldsgasser ved hjælp af aktiveret adsorption eller katalytisk forbrænding for at opfylde miljømæssige emissionsstandarder.Almindelige problemer omfatter reduceret adsorptionseffektivitet eller katalysatordeaktivering, ofte på grund af for høj luftfugtighed eller ophobning af urenheder. Forbehandling af indkommende luft og regelmæssig udskiftning af adsorptionsmaterialer er nødvendig.
Yderligere noter:
- Moderne printkortfabrikker indfører gradvist Intelligente styringssystemer (f.eks. MES) for at opnå sammenkobling af udstyrsdata og optimering af procesparametre i lukket kredsløb.
- High-end HDI-kortproduktion kræver Laser Direct Imaging-udstyr (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- Forebyggelse af fælles problemer kræver, at man kombinerer SPC statistisk proceskontrol og TPM total produktiv vedligeholdelse at etablere mekanismer for forebyggende vedligeholdelse.