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
Машина для нанесения покрытия равномерно наносит фоторезист на поверхность ламината с медным покрытием с помощью валика или щелевого сопла, контролируя толщину в пределах 5–20 мкм. К распространенным проблемам относятся неравномерное покрытие, пузырьки или отклонения в толщине, которые часто вызваны засорением сопла или нестабильной вязкостью фоторезиста. Требуется регулярная очистка трубопровода и контроль температуры и влажности окружающей среды.
Экспозиционная машина
Экспонирующая машина переносит схемы цепей на фоторезист с помощью ультрафиолетового (УФ) или лазерного света, используя высокоточную систему выравнивания (точность ±5 мкм). К распространенным проблемам относятся неточное выравнивание, недостаточная энергия экспонирования или загрязнение пылью, часто вызванные старением оптических систем или недостаточной чистотой. Необходимо регулярно калибровать оптический путь и поддерживать среду, свободную от пыли.
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
Лазерные сверлильные станки (CO₂ или УФ-лазеры) используются для обработки микроотверстий (0,1–0,3 мм) с точностью до ±10 мкм. К числу распространенных проблем относятся отклонение положения отверстия, обугливание стенок отверстия или подпаливание материала, которые часто вызваны ошибками фокусного расстояния или нестабильной энергией лазера. Требуется регулярная калибровка оптической системы и настройка параметров с учетом свойств материала.
Линия электролитического осаждения меди
Электролитическое медноплетирование образует проводящий слой (толщиной 0,3–1 мкм) на стенках отверстий посредством химического осаждения, включающего ванны для обезжиривания, активации и химического медноплетирования. Распространенные проблемы включают неравномерное покрытие стенок отверстий или пустоты в осадке, обычно вызванные неэффективными растворами для активации или недостаточным перемешиванием. Необходимо усилить контроль процесса и оптимизировать методы перемешивания ванн.
4. Этап ламинирования и укладки слоев
Вакуумный ламинационный пресс
Ламинационный пресс склеивает многослойные основные плиты и препреги при высокой температуре и давлении (180–200 °C, 300–500 psi) с использованием технологии сегментированного контроля температуры. Распространенные проблемы включают расслоение, пузыри или неравномерную толщину, часто вызванные неравномерным распределением давления или чрезмерной скоростью нагрева. Оптимизация кривой ламинирования и регулярное поддержание плоскости нагревательной пластины имеют решающее значение.
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
Линия гальванического покрытия увеличивает толщину меди на печатной плате (20–30 мкм) и наносит защитное покрытие из олова, включая процессы травления, нанесения медного покрытия и оловянного покрытия. К числу распространенных проблем относятся неравномерная толщина покрытия, появление микроскопических отверстий или узоров «апельсиновой корки», которые часто возникают из-за неконтролируемой плотности тока или несбалансированного соотношения добавок. Необходимо осуществлять многоточечный мониторинг тока и регулярную фильтрацию жидкости в резервуаре.
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)
Машина HAL наносит слой олова на поверхности паяльных площадок (толщиной 1–3 мкм) с помощью выравнивания горячим воздухом, чтобы предотвратить окисление и улучшить паяемость. К распространенным проблемам относятся оловянные бугорки, колебания толщины или растворение меди, часто вызванные неконтролируемой температурой оловянной ванны или неточным углом воздушного ножа. Необходима регулярная очистка оловянного котла и калибровка воздушного ножа.
6. Этап профилирования и тестирования
Маршрутный станок с ЧПУ
Фрезерный станок вырезает контуры печатных плат с помощью фрез с точностью ±0,05 мм, поддерживая обработку нестандартных пазов и отверстий. К распространенным проблемам относятся заусенцы, сколы кромок или отклонения в размерах, которые часто возникают из-за износа фрезы или недостаточной пылеудаления. Требуется применение стратегий многослойного фрезерования и регулярная замена инструмента.
Автоматизированный оптический инспектор (AOI)
AOI сканирует дефекты схемы (например, короткие замыкания, обрывы) с помощью многоугольных камер с точностью распознавания 5 мкм. К распространенным проблемам относятся высокий уровень ложных срабатываний или пропущенных обнаружений, часто вызванных неравномерным освещением или неправильными настройками пороговых значений алгоритма. Необходимо регулярно проводить калибровку источника света и обновлять базу данных.
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) заменить традиционные экспонирующие машины, повысив точность ширины линии до менее 10 мкм.
- Для предотвращения распространенных проблем необходимо объединить Статистический контроль процессов SPC и Общее продуктивное обслуживание TPM создать механизмы профилактического обслуживания.