O fabrico da camada interior é o primeiro e mais crítico passo no fabrico de PCB multicamadas.
Uma vez laminadas as camadas interiores, qualquer defeito se torna permanente e extremamente difícil - ou impossível - de reparar.
Do ponto de vista do fabricante, a qualidade da camada interna determina diretamente:
- Desempenho elétrico
- Precisão do alinhamento camada a camada
- Rendimento global
- Fiabilidade a longo prazo
Este artigo explica como são fabricadas as camadas interioresO que pode correr mal e como é que fabricantes como a TOPFAST controlar este processo para garantir uma produção de PCB estável e de alta qualidade.
O que é o fabrico de camadas interiores?
O fabrico da camada interna é o processo de criar padrões de circuitos nas camadas internas de cobre de uma placa de circuito impresso multicamada antes da laminação.
Cada camada interior contém:
- Traços de sinal
- Aviões de potência
- Planos de terra
Uma vez fabricadas, estas camadas são empilhadas e ligadas entre si, formando a estrutura eléctrica central da placa de circuito impresso.
Materiais utilizados no fabrico da camada interna
Laminado Copper-Clad
As camadas interiores começam com um laminado revestido a cobre constituído por:
- Um substrato epoxídico reforçado com fibra de vidro (normalmente FR-4)
- Folha de cobre colada numa ou em ambas as faces
A espessura do cobre é tipicamente:
- 0,5 oz
- 1 oz
- 2 oz (menos comum para camadas de sinal interior)
A espessura padrão do cobre melhora a estabilidade do processo e o controlo dos custos.
Processo de fabrico da camada interior passo a passo
Passo 1 - Preparação da superfície
Antes da obtenção de imagens, a superfície de cobre deve ser limpa e tratada:
- Remover a oxidação
- Melhorar a aderência do fotorresiste
Uma má preparação da superfície pode causar:
- Defeitos de definição do traço
- Incoerência na gravação
Passo 2 - Revestimento fotorresistente
Um filme fotossensível seco é laminado sobre a superfície do cobre.
Principais considerações:
- Espessura uniforme
- Pressão de laminação adequada
- Condições da sala limpa
Este fotorresiste define as áreas de cobre que permanecerão após a gravação.
Etapa 3 - Exposição aos raios UV (Imagiologia)
O padrão do circuito é transferido para o material fotorresistente utilizando:
- Ferramentas fotográficas
- Exposição à luz UV
A precisão nesta fase afecta:
- Largura e espaçamento do traço
- Registo entre camadas
Na TOPFAST, a precisão das imagens é rigorosamente controlada para apoiar desenhos de linhas finas mantendo o rendimento.
Etapa 4 - Desenvolvimento
Após a exposição, a placa é desenvolvida para:
- Remover o material fotorresistente não exposto
- Revelar as zonas de cobre a eliminar
Um desenvolvimento incompleto pode causar:
- Resíduos de fotorresiste
- Defeitos de gravura mais tarde
Etapa 5 - Gravura
A gravação química remove o cobre indesejado, deixando o padrão de circuito desejado.
Principais desafios:
- Controlo da velocidade de gravação
- Evitar a subcotação
- Manutenção da geometria do traço
À medida que a largura do traço diminui, a gravação torna-se mais difícil e sensível ao rendimento.
Passo 6 - Decapagem do fotorresiste
Após a gravação, o restante fotorresiste é removido, expondo os traços de cobre acabados.
Nesta altura, o padrão do circuito da camada interna está completo.
Defeitos comuns da camada interna e o seu impacto
Sobre-impressão e subimpressão
- A gravação excessiva reduz a largura do traço
- A subcondensação deixa resíduos de cobre
Ambos podem causar:
- Desvio de impedância
- Curtas ou abertas
Variação da largura da linha
Causado por:
- Desalinhamento de imagens
- Instabilidade de gravação
A variação da largura da linha afecta:
- Integridade do sinal
- Desempenho de alta velocidade
Calções e aberturas
Estes defeitos são especialmente críticos porque:
- Podem não ser reparáveis após a laminagem
- Podem causar uma falha total do PCB
Camada interior AOI (Inspeção ótica automatizada)
Porquê AOI É essencial
Antes da laminação, as camadas interiores são inspeccionadas utilizando AOI para detetar:
- Calções
- Abre
- Cobre em falta
- Excesso de cobre
Este passo evita que as camadas interiores defeituosas entrem na laminação.
Perspetiva do fabricante
No TOPFAST, a AOI da camada interna é tratada como uma porta de proteção do rendimentoO processo de fabrico de placas de circuitos impressos é um passo opcional, especialmente para placas de circuito impresso com elevado número de camadas ou de linhas finas.
Como a qualidade da camada interna afecta o desempenho final da PCB
Os defeitos da camada interna podem levar a:
- Perda de sinal
- Diafonia
- Problemas de integridade de energia
- Fiabilidade reduzida sob stress térmico
Para projectos de alta velocidade e alta densidade, a precisão da camada interna é frequentemente mais importante do que a aparência da camada exterior.
Factores de conceção que influenciam a capacidade de fabrico da camada interna
Do ponto de vista do fabrico, o custo e o rendimento melhoram quando os designers:
- Evitar vestígios ultra-finos desnecessários
- Manter larguras de traço consistentes
- Utilizar empilhamentos recomendados pelo fabricante
- Equilibrar a distribuição do cobre pelas camadas
A comunicação precoce entre a conceção e o fabrico reduz o risco da camada interna.
Como a TOPFAST controla a qualidade do fabrico da camada interna
O TOPFAST aplica uma abordagem de fabrico em primeiro lugar ao fabrico da camada interna:
- Utilização de parâmetros normalizados de imagem e gravação
- Aplicação da inspeção AOI antes da laminação
- Monitorização do fator de corrosão e da variação da largura da linha
- Fornecer precocemente DFM feedback sobre os projectos de camadas interiores
O objetivo é rendimento estável, desempenho previsível e produção escalável.
Considerações de custo no fabrico da camada interna
O custo da camada interior aumenta com:
- Maior número de camadas
- Traço e espaçamento mais finos
- Tolerâncias de impedância apertadas
- Materiais avançados
A otimização da conceção da camada interior é uma das formas mais eficazes de reduzir o custo total do PCB sem sacrificar a qualidade.
Conclusão
O fabrico da camada interna constitui a base de todas as PCB multicamadas.
Uma vez laminada, a qualidade da camada interior não pode ser corrigida; apenas pode ser aceite ou rejeitada.
Ao compreender como são fabricadas as camadas interiores, os designers e os compradores podem:
- Melhorar a capacidade de fabrico
- Aumentar o rendimento
- Reduzir os custos
- Aumentar a fiabilidade a longo prazo
Com processos controlados e envolvimento precoce do DFM, TOPFAST garante a qualidade da camada interna, apoiando o fabrico de PCB fiáveis e de elevado desempenho.
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Processo de fabrico da camada interna FAQ
P: O que é o fabrico da camada interior no fabrico de PCB? R: O fabrico da camada interna é o processo de criação de padrões de circuitos nas camadas internas da placa de circuito impresso antes da laminação.
P: Porque é que a qualidade da camada interior é tão importante? R: Os defeitos nas camadas interiores não podem ser reparados após a laminação e afectam diretamente a fiabilidade e o desempenho.
P: Que inspeção é utilizada para as camadas interiores? R: A Inspeção Ótica Automatizada (AOI) é utilizada para detetar curto-circuitos, aberturas e defeitos de padrão.
P: A conceção de traços finos aumenta o custo da camada interior? R: Sim. Os traços mais finos requerem um controlo mais rigoroso do processo e reduzem o rendimento, aumentando o custo.
P: Como é que a TOPFAST garante a qualidade da camada interior? R: A TOPFAST utiliza processos padronizados, inspeção AOI e revisão DFM para controlar a qualidade da camada interior.