La fabbricazione dello strato interno è il il primo e più critico passo nella produzione di PCB multistrato.
Una volta che gli strati interni sono stati laminati, qualsiasi difetto diventa permanente ed estremamente difficile, o impossibile, da riparare.
Dal punto di vista del produttore, la qualità dello strato interno è direttamente determinante:
- Prestazioni elettriche
- Precisione di allineamento da strato a strato
- Rendimento complessivo
- Affidabilità a lungo termine
Questo articolo spiega come vengono fabbricati gli strati internicosa può andare storto e come produttori come TOPFAST controllare questo processo per garantire una produzione di PCB stabile e di alta qualità.
Che cos'è la fabbricazione di strati interni?
La fabbricazione dello strato interno è il processo di creazione di schemi di circuito sugli strati interni di rame di un PCB multistrato prima della laminazione.
Ogni strato interno contiene:
- Tracce di segnale
- Piani di potenza
- Piani di terra
Una volta fabbricati, questi strati vengono impilati e incollati insieme, formando la struttura elettrica centrale del PCB.
Materiali utilizzati nella fabbricazione dello strato interno
Laminato Copper-Clad
Gli strati interni iniziano con un laminato rivestito in rame composto da:
- Un substrato epossidico rinforzato con fibra di vetro (comunemente FR-4)
- Foglio di rame incollato su uno o entrambi i lati
Lo spessore del rame è tipicamente:
- 0,5 oz
- 1 oz
- 2 oz (meno comune per gli strati interni del segnale)
Lo spessore standard del rame migliora la stabilità del processo e il controllo dei costi.
Processo di fabbricazione dello strato interno passo dopo passo
Fase 1 - Preparazione della superficie
Prima di eseguire l'imaging, la superficie di rame deve essere pulita e trattata per:
- Rimuovere l'ossidazione
- Migliorare l'adesione del fotoresist
La scarsa preparazione della superficie può essere la causa:
- Traccia dei difetti di definizione
- Incoerenza dell'incisione
Fase 2 - Rivestimento con fotoresistenze
Un film fotoresistente a secco viene laminato sulla superficie del rame.
Considerazioni chiave:
- Spessore uniforme
- Pressione di laminazione adeguata
- Condizioni della camera bianca
Il fotoresist definisce le aree di rame che rimarranno dopo l'incisione.
Fase 3 - Esposizione ai raggi UV (imaging)
Il modello del circuito viene trasferito sulla fotoresistenza utilizzando:
- Strumenti fotografici
- Esposizione ai raggi UV
La precisione in questa fase influisce:
- Larghezza e spaziatura della traccia
- Registrazione tra gli strati
In TOPFAST, l'accuratezza dell'imaging è strettamente controllata per sostenere disegni a linee sottili mantenendo la resa.
Fase 4 - Sviluppo
Dopo l'esposizione, la scheda viene sviluppata per:
- Rimuovere il fotoresist non esposto
- Rivelare le aree di rame da incidere
Uno sviluppo incompleto può causare:
- Fotoresistenza residua
- Difetti di incisione successivi
Fase 5 - Incisione
L'incisione chimica rimuove il rame indesiderato, lasciando il disegno del circuito desiderato.
Le sfide principali:
- Controllo della velocità di incisione
- Prevenzione del sottotaglio
- Mantenimento della geometria della traccia
Al diminuire della larghezza della traccia, l'incisione diventa più difficile e sensibile alla resa.
Fase 6 - Sverniciatura del fotoresist
Dopo l'incisione, il fotoresist rimanente viene rimosso, esponendo le tracce di rame finite.
A questo punto, il circuito dello strato interno è completo.
Difetti comuni dello strato interno e loro impatto
Sovraincisione e sottoincisione
- L'over-etching riduce la larghezza della traccia
- La sottoincisione lascia residui di rame
Entrambi possono causare:
- Deviazione dell'impedenza
- Pantaloncini o aperto
Variazione della larghezza della linea
Causato da:
- Disallineamento dell'immagine
- Instabilità dell'acquaforte
La variazione della larghezza della linea influisce:
- Integrità del segnale
- Prestazioni ad alta velocità
Pantaloncini e aperture
Questi difetti sono particolarmente critici perché:
- Potrebbero non essere riparabili dopo la laminazione.
- Possono causare un guasto totale del PCB
Strato interno AOI (ispezione ottica automatizzata)
Perché AOI È essenziale
Prima della laminazione, gli strati interni vengono ispezionati con l'AOI per rilevarli:
- Pantaloncini
- Apre
- Rame mancante
- Rame in eccesso
Questa fase impedisce agli strati interni difettosi di entrare nella laminazione.
Il punto di vista del produttore
In TOPFAST, l'AOI dello strato interno è trattato come un cancello di protezione della resanon è una fase facoltativa, soprattutto per i PCB ad alto numero di strati o a linea fine.
Come la qualità dello strato interno influisce sulle prestazioni del PCB finale
I difetti dello strato interno possono portare a:
- Perdita di segnale
- Diafonia
- Problemi di integrità dell'alimentazione
- Riduzione dell'affidabilità in caso di stress termico
Per le progettazioni ad alta velocità e ad alta densità, la precisione dello strato interno è spesso più critico dell'aspetto dello strato esterno.
Fattori di progettazione che influenzano la producibilità dello strato interno
Dal punto di vista della produzione, i costi e i rendimenti migliorano quando i progettisti sono in grado di lavorare:
- Evitare inutili tracce ultrafini
- Mantenimento di larghezze di traccia coerenti
- Utilizzare gli impilaggi raccomandati dal produttore
- Bilanciare la distribuzione del rame tra gli strati
La comunicazione precoce tra progettazione e produzione riduce il rischio dello strato interno.
Come TOPFAST controlla la qualità di fabbricazione dello strato interno
TOPFAST applica un approccio alla fabbricazione dello strato interno di tipo manufacturing-first:
- Utilizzando parametri di imaging e di incisione standardizzati
- Applicazione dell'ispezione AOI prima della laminazione
- Monitoraggio del fattore di incisione e della variazione della larghezza di linea
- Fornire un'assistenza precoce DFM feedback sui progetti di strati interni
L'obiettivo è resa stabile, prestazioni prevedibili e produzione scalabile.
Considerazioni sui costi nella fabbricazione dello strato interno
Il costo dello strato interno aumenta con:
- Numero di strati più elevato
- Traccia e spaziatura più fini
- Tolleranze di impedenza ridotte
- Materiali avanzati
L'ottimizzazione della progettazione dello strato interno è una delle i modi più efficaci per ridurre il costo totale dei PCB senza sacrificare la qualità.
conclusioni
La fabbricazione dello strato interno costituisce la base di ogni PCB multistrato.
Una volta laminato, la qualità dello strato interno non può essere corretta, ma solo accettata o rifiutata.
Comprendendo come vengono prodotti gli strati interni, i progettisti e i committenti possono:
- Migliorare la producibilità
- Aumento della resa
- Riduzione dei costi
- Migliorare l'affidabilità a lungo termine
Con processi controllati e coinvolgimento precoce del DFM, TOPFAST garantisce la qualità dello strato interno, supportando una produzione di PCB affidabile e ad alte prestazioni..
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Strato interno Processo di fabbricazione FAQ
D: Che cos'è la fabbricazione dello strato interno nella produzione di PCB? R: La fabbricazione dello strato interno è il processo di creazione di schemi di circuito sugli strati interni del PCB prima della laminazione.
D: Perché la qualità dello strato interno è così importante? R: I difetti negli strati interni non possono essere riparati dopo la laminazione e influiscono direttamente sull'affidabilità e sulle prestazioni.
D: Quale ispezione viene utilizzata per gli strati interni? R: L'ispezione ottica automatizzata (AOI) viene utilizzata per rilevare cortocircuiti, aperture e difetti di modello.
D: Il design a traccia fine aumenta il costo dello strato interno? R: Sì. Tracce più fini richiedono un controllo più stretto del processo e riducono la resa, aumentando i costi.
D: Come fa TOPFAST a garantire la qualità dello strato interno? R: TOPFAST utilizza processi standardizzati, ispezione AOI e revisione DFM per controllare la qualità dello strato interno.