Производство печатных плат - это точный и сложный процесс, который опирается на ряд высокоточного специализированного оборудования. От фотолитографии, травления, ламинирования, сверления, нанесения покрытия до тестирования - каждый этап производства управляется соответствующим основным оборудованием.
1.Этап резки панелей и подготовки базового материала
Станок для резки панелей
Станок для резки панелей используется для резки крупногабаритных медно-слоистых пластиков (CCL) на необходимые для производства размеры. В нем обычно используются системы ЧПУ или гидравлического управления для достижения высокоточного позиционирования, обеспечивающего погрешность размеров менее 0,1 мм. К числу распространенных проблем относятся заусенцы на режущих кромках, деформация панелей или отклонения размеров, часто вызванные износом ножей или ошибками системы позиционирования. Необходима регулярная замена лезвий и калибровка оборудования.
Кромкошлифовальный станок
Кромкошлифовальный станок использует песчаные ленты или фрезы для полировки краев панелей, удаляя заусенцы и острые края, образующиеся при резке.Это повышает безопасность работы и качество ламинирования.К распространенным проблемам относятся неравномерная шлифовка или чрезмерный износ, обычно вызванные старением песчаных лент или неправильной скоростью подачи.Параметры следует регулировать в зависимости от толщины панели, а шлифовальный агрегат необходимо регулярно обслуживать.
2. Этап изготовления микросхемы внутреннего слоя
Машина для нанесения покрытий
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.
Экспозиционная машина
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.
Травление
В травильной машине используются химические растворы (например, кислый хлорид меди) для удаления незащищенных медных слоев, формирующих схему.К числу распространенных проблем относятся недотравливание/перетравливание, боковое травление или отклонения ширины линии, часто вызванные неконтролируемой концентрацией химикатов или неравномерным давлением распыления.Необходим контроль параметров химикатов в режиме реального времени и оптимизация расположения форсунок.
3. Этап сверления и металлизации отверстий
Лазерный сверлильный станок
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.
Линия электролитического осаждения меди
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. Этап ламинирования и укладки слоев
Вакуумный ламинационный пресс
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.
Коричневая линия окисления
Обработка коричневым оксидированием химически создает микрошероховатый слой на поверхности меди для улучшения межслойной адгезии.К распространенным проблемам относятся неравномерный цвет окисления или недостаточная адгезия, что часто вызвано ослаблением химической окисляемости или неправильным временем обработки.Необходим регулярный анализ состава жидкости в резервуаре и контроль скорости конвейера.
5. Контур внешнего слоя и этап отделки поверхности
Линия нанесения покрытий
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.
Трафаретный принтер для паяльных масок
Трафаретный принтер наносит чернила паяльной маски на поверхность платы с помощью технологии выравнивания экрана и управления скребком.К распространенным проблемам относятся пропущенные отпечатки, неравномерная толщина или смещение, часто вызванные засорением экрана или неправильным давлением на него.Выбор подходящего количества ячеек сетки и поддержание чистоты окружающей среды имеют большое значение.
Машина для выравнивания горячим воздухом (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. Этап профилирования и тестирования
Маршрутный станок с ЧПУ
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.
Автоматизированный оптический инспектор (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.
Тестер с летающим зондом
Тестер с летающими пробниками проверяет электрические характеристики путем контакта пробников с площадками, поддерживая тестирование плат высокой плотности.К распространенным проблемам относятся плохой контакт с датчиком или ошибки позиционирования, часто вызванные износом датчика или механической вибрацией.Необходима технология компенсации импеданса и регулярная очистка пробников.
7. Вспомогательное и экологическое оборудование
Система очистки сточных вод
Эта система очищает сточные воды, содержащие тяжелые металлы (например, медь, никель), используя технологии осаждения, ионного обмена и мембранной фильтрации.К общим проблемам относятся колебания качества воды или насыщение смолы, что требует мониторинга pH и концентрации тяжелых металлов в режиме реального времени, а также планирования циклов регенерации.
Блок обработки летучих органических соединений
Это устройство перерабатывает органические отработанные газы путем активированной адсорбции или каталитического сжигания для соблюдения экологических норм выбросов.К числу распространенных проблем относятся снижение эффективности адсорбции или деактивация катализатора, что часто связано с повышенной влажностью или накоплением примесей. Необходима предварительная обработка поступающего воздуха и регулярная замена адсорбционных материалов.
Дополнительные заметки:
- Современные заводы по производству печатных плат постепенно внедряют интеллектуальные системы управления (например, MES) для обеспечения взаимосвязи данных оборудования и оптимизации параметров процесса в замкнутом контуре.
- Производство высокотехнологичных плат HDI требует Оборудование для прямой лазерной визуализации (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- Для предотвращения распространенных проблем необходимо объединить Статистический контроль процессов SPC и Общее продуктивное обслуживание TPM создать механизмы профилактического обслуживания.