Sisäkerroksen valmistuksen selitys: PCB-valmistuksen perusta

Sisäkerroksen valmistus on ensimmäinen ja kriittisin vaihe monikerroksisten piirilevyjen valmistuksessa.
Kun sisäkerrokset on laminoitu, mistä tahansa viasta tulee pysyvä ja erittäin vaikeasti - tai mahdottomasti - korjattavissa oleva..

Valmistajan näkökulmasta sisäkerroksen laatu ratkaisee suoraan:

• Sähköinen suorituskyky
• Kerroskohtainen kohdistustarkkuus
• Kokonaistuotto
• Pitkäaikainen luotettavuus

Tässä artikkelissa selitetään miten sisäkerrokset valmistetaan, mikä voi mennä pieleen ja miten valmistajat kuten TOPFAST valvoa tätä prosessia vakaan ja laadukkaan PCB-tuotannon varmistamiseksi.

Mikä on sisäkerroksen valmistus?

Sisäkerroksen valmistus on prosessi, jossa piirikuvioiden luominen sisäisiin kuparikerroksiin monikerroksisen piirilevyn ennen laminointia.

Kukin sisempi kerros sisältää:

• Signaalijäljet
• Tehokoneet
• Maatasot

Kun nämä kerrokset on valmistettu, ne pinotaan ja liimataan toisiinsa, jolloin ne muodostavat piirilevyn sähköisen ydinrakenteen.

Sisäkerroksen valmistuksessa käytetyt materiaalit

Copper-Clad laminaatti

Sisäkerrokset alkavat kuparipäällysteisellä laminaatilla, joka koostuu seuraavista aineista:

• lasikuituvahvisteinen epoksialusta (tavallisesti FR-4).
• Kuparifolio, joka on liimattu yhdelle tai molemmille puolille.

Kuparin paksuus on tyypillisesti:

• 0.5 oz
• 1 oz
• 2 oz (harvinaisempi sisäisten signaalikerrosten osalta)

Kuparin vakiopaksuus parantaa prosessin vakautta ja kustannusten hallintaa.

Vaiheittainen sisäkerroksen valmistusprosessi

Vaihe 1 - Pinnan valmistelu

Ennen kuvantamista kuparipinta on puhdistettava ja käsiteltävä:

• Hapettumisen poistaminen
• Parantaa fotoresistin tarttuvuutta

Pinnan huono valmistelu voi aiheuttaa:

• Jäljitysmäärittelyn puutteet
• Epäjohdonmukaisuus kaiverruksessa

Vaihe 2 - Fotoresistipinnoite

Kuparin pinnalle laminoidaan kuivakalvofotoresisti.

Tärkeimmät näkökohdat:

• Tasainen paksuus
• Oikea laminointipaine
• Puhdastilan olosuhteet

Tämä fotoresisti määrittelee, mitkä kuparin alueet jäävät jäljelle etsauksen jälkeen.

Vaihe 3 - UV-valotus (kuvantaminen)

Piirikuvio siirretään fotoresistille käyttämällä:

• Phototools
• UV-valolle altistuminen

Tarkkuus tässä vaiheessa vaikuttaa:

• Jäljen leveys ja väli
• Rekisteröinti kerrosten välillä

TOPFASTissa kuvantamistarkkuutta valvotaan tiukasti, jotta voidaan tukea hienolinjaiset mallit samalla kun tuotos säilyy.

Vaihe 4 - Kehittäminen

Valotuksen jälkeen levy kehitetään:

• Poista valottumaton fotoresisti
• Paljastaa pois syövytettävät kuparialueet

Puutteellinen kehitys voi aiheuttaa:

• Jäljelle jäävä fotolasti
• Syövytysviat myöhemmin

Vaihe 5 - syövytys

Kemiallinen syövytys poistaa ei-toivotun kuparin, jolloin haluttu piirikuvio jää jäljelle.

Keskeiset haasteet:

• Syövytysnopeuden säätö
• Hinnan alittavuuden estäminen
• Jäljen geometrian säilyttäminen

Kun jäljen leveys pienenee, etsaus vaikeutuu ja saanto heikkenee.

Vaihe 6 - Fotoresistin poisto

Syövytyksen jälkeen jäljelle jäänyt fotolakka poistetaan, jolloin valmiit kuparijäljet paljastuvat.

Tässä vaiheessa sisäkerroksen piirikuvio on valmis.

Yleiset sisäkerroksen viat ja niiden vaikutus

Ylikaiverrus ja alikaiverrus

• Yli-etsintä vähentää jäljen leveyttä
• Alietsaus jättää kuparijäämiä

Molemmat voivat aiheuttaa:

• Impedanssipoikkeama
• Lyhyet tai avoimet

Viivan leveyden vaihtelu

Aiheuttaja:

• Kuvantamisvirhe
• Etsauksen epävakaus

Viivan leveyden vaihtelu vaikuttaa:

• Signaalin eheys
• Nopea suorituskyky

Shortsit ja avautuvat

Nämä viat ovat erityisen kriittisiä, koska:

• Niitä ei ehkä voi korjata laminoinnin jälkeen.
• Ne voivat aiheuttaa täydellisen PCB-vian

Sisäkerroksen AOI (automaattinen optinen tarkastus)

Miksi AOI On välttämätöntä

Ennen laminointia sisäkerrokset tarkastetaan AOI:n avulla:

• Shortsit
• Avaa
• Puuttuva kupari
• Ylimääräinen kupari

Tämä vaihe estää viallisia sisäkerroksia pääsemästä laminointiin.

Valmistajan näkökulma

TOPFASTissa sisäkerroksen AOI:ta käsitellään kuin saannon suojaportti, ei ole valinnainen vaihe - erityisesti korkean kerrosluvun tai hienorivisten piirilevyjen osalta.

Miten sisäkerroksen laatu vaikuttaa lopulliseen PCB-suorituskykyyn

Sisäisen kerroksen viat voivat johtaa:

• Signaalin menetys
• CrosstalkN/OFF)
• Virran eheysongelmat
• Luotettavuuden heikkeneminen lämpörasituksessa

Nopeissa ja tiheissä malleissa sisäkerroksen tarkkuus on usein suuri. kriittisempi kuin ulkokerroksen ulkonäkö.

Sisäkerroksen valmistettavuuteen vaikuttavat suunnittelutekijät

Valmistuksen näkökulmasta kustannukset ja tuotto paranevat, kun suunnittelijat:

• Vältä tarpeettomia ultrahienoja jälkiä.
• Säilytä johdonmukaiset jäljen leveydet
• Käytä valmistajan suosittelemia pinoja
• Kuparin tasapainoinen jakautuminen kerroksittain

Varhainen kommunikointi suunnittelun ja valmistuksen välillä vähentää sisäisen kerroksen riskejä.

Miten TOPFAST valvoo sisäkerroksen valmistuksen laatua?

TOPFAST soveltaa sisäkerroksen valmistukseen valmistusta edeltävää lähestymistapaa:

• Standardoitujen kuvaus- ja syövytysparametrien käyttö
• AOI-tarkastuksen soveltaminen ennen laminointia
• Syövytystekijän ja viivan leveyden vaihtelun seuranta
• Varhaisen DFM palaute sisäkerroksen rakenteista

Tavoitteena on vakaa tuotto, ennustettava suorituskyky ja skaalautuva tuotanto..

Kustannusnäkökohdat sisäkerroksen valmistuksessa

Sisäkerroksen kustannukset kasvavat:

• Suurempi kerrosluku
• Hienommat jäljet ja välit
• Tiukat impedanssitoleranssit
• Kehittyneet materiaalit

Sisäkerroksen suunnittelun optimointi on yksi tehokkaimmat tavat vähentää PCB:n kokonaiskustannuksia ilman laadusta tinkimistä.

Päätelmä

Sisäkerroksen valmistus muodostaa jokaisen monikerroksisen piirilevyn perustan.
Laminoinnin jälkeen sisäkerroksen laatua ei voi enää korjata, vaan se voidaan vain hyväksyä tai hylätä.

Kun suunnittelijat ja ostajat ymmärtävät, miten sisäkerrokset valmistetaan, he voivat:

• Parantaa valmistettavuutta
• Lisää tuottoa
• Kustannusten vähentäminen
• Parantaa pitkän aikavälin luotettavuutta

Hallituilla prosesseilla ja DFM:n varhaisella osallistumisella, TOPFAST varmistaa sisäkerroksen laadun ja tukee luotettavaa ja suorituskykyistä PCB-valmistusta..

Aiheeseen liittyvä lukeminen： Vaiheittainen PCB valmistusprosessi

Sisäkerroksen valmistusprosessi FAQ