Tillverkning av inre lager förklarat: Grunden för PCB-tillverkning

Tillverkningen av det inre skiktet är första och mest kritiska steget vid tillverkning av flerskiktskretskort.
När de inre lagren är laminerade, varje fel blir permanent och extremt svårt - eller omöjligt - att reparera.

Ur en tillverkares perspektiv avgör det inre skiktets kvalitet direkt:

• Elektrisk prestanda
• Noggrannhet vid uppriktning från lager till lager
• Total avkastning
• Långsiktig tillförlitlighet

Denna artikel förklarar hur innerskikten är tillverkadevad som kan gå fel och hur tillverkare som TOPFAST kontrollera denna process för att säkerställa en stabil och högkvalitativ PCB-produktion.

Vad är tillverkning av inre lager?

Tillverkning av inre skikt är processen för skapa kretsmönster på de inre kopparlagren av ett flerskiktat kretskort före laminering.

Varje inre lager innehåller:

• Signalspår
• Kraftplan
• Markplan

När de har tillverkats staplas och limmas dessa lager ihop och bildar kretskortets elektriska kärnstruktur.

Material som används vid tillverkning av innerskikt

Laminat av kopparplåt

Innerskikten börjar med ett kopparpläterat laminat bestående av:

• Ett glasfiberarmerat epoxisubstrat (vanligen FR-4)
• Kopparfolie fäst på en eller båda sidorna

Koppartjockleken är typiskt:

• 0,5 oz
• 1 oz
• 2 oz (mindre vanligt för inre signalskikt)

Standardtjocklek på koppar ger bättre processtabilitet och kostnadskontroll.

Steg-för-steg tillverkningsprocess för inre skikt

Steg 1 - Förberedelse av ytan

Före bildframställning måste kopparytan rengöras och behandlas för att:

• Avlägsna oxidation
• Förbättra fotoresistensens vidhäftning

Dålig ytbehandling kan orsaka detta:

• Spåra definitionsdefekter
• Inkonsekvent etsning

Steg 2 - Fotoresistbeläggning

En fotoresist i torrfilm lamineras på kopparytan.

Viktiga överväganden:

• Enhetlig tjocklek
• Korrekt lamineringstryck
• Förhållanden i renrum

Denna fotoresist definierar vilka områden av koppar som ska finnas kvar efter etsning.

Steg 3 - UV-exponering (bildbehandling)

Kretsmönstret överförs till fotoresisten med hjälp av:

• Fototools
• Exponering för UV-ljus

Noggrannheten i detta skede påverkar:

• Spårets bredd och avstånd
• Registrering mellan lager

Hos TOPFAST kontrolleras bildtagningsnoggrannheten noggrant för att stödja finlinjiga mönster samtidigt som avkastningen bibehålls.

Steg 4 - Utveckling

Efter exponering utvecklas kortet till:

• Ta bort oexponerad fotoresist
• Avslöja kopparområden som ska etsas bort

Ofullständig utveckling kan orsaka:

• Återstående fotoresist
• Etsningsdefekter senare

Steg 5 - Etsning

Kemisk etsning avlägsnar oönskad koppar och lämnar kvar det önskade kretsmönstret.

Viktiga utmaningar:

• Styrning av etshastighet
• Förhindrande av underskridande
• Upprätthållande av spårgeometri

När spårbredden minskar blir etsningen svårare och mer avkastningskänslig.

Steg 6 - Avlägsnande av fotoresist

Efter etsning avlägsnas den återstående fotoresisten och de färdiga kopparspåren blottas.

Vid denna tidpunkt är kretsmönstret för det inre lagret färdigt.

Vanliga defekter i det inre lagret och deras inverkan

Övergravyr och undergravyr

• Överetsning minskar spårbredden
• Underetsning lämnar kopparrester

Båda kan orsaka:

• Impedansavvikelse
• Kort eller öppen

Variation av linjebredd

Orsakad av:

• Felaktig bildinställning
• Instabilitet vid etsning

Variationen i linjebredd påverkar:

• Signalintegritet
• Höghastighetsprestanda

Shorts och öppningar

Dessa defekter är särskilt kritiska eftersom:

• De kanske inte går att reparera efter laminering
• De kan orsaka totalt fel på kretskortet

Innerskikt AOI (automatiserad optisk inspektion)

Varför AOI Är viktigt

Före lamineringen inspekteras de inre lagren med AOI för att upptäcka:

• Shorts
• Öppnar
• Avsaknad av koppar
• Överskott av koppar

Detta steg förhindrar att defekta innerskikt kommer in i lamineringen.

Tillverkarens perspektiv

Hos TOPFAST behandlas AOI i det inre lagret som en skyddsgrind för avkastningär inte ett valfritt steg - särskilt inte för kretskort med många lager eller fina linjer.

Hur kvaliteten på det inre lagret påverkar det slutliga mönsterkortets prestanda

Defekter i det inre lagret kan leda till:

• Signalförlust
• Överhörning
• Problem med kraftintegritet
• Minskad tillförlitlighet under termisk belastning

För konstruktioner med hög hastighet och hög densitet är noggrannheten i det inre lagret ofta mer kritiskt än det yttre skiktets utseende.

Designfaktorer som påverkar innerskiktets tillverkningsbarhet

Ur ett tillverkningsperspektiv förbättras kostnad och utbyte när konstruktörerna:

• Undvik onödiga ultrafina spår
• Upprätthålla konsekventa spårbredder
• Använd staplingar som rekommenderas av tillverkaren
• Balansera koppardistributionen mellan olika lager

Tidig kommunikation mellan konstruktion och tillverkning minskar risken i det inre lagret.

Hur TOPFAST kontrollerar kvaliteten på tillverkningen av innerskiktet

TOPFAST tillämpar en tillverkningsorienterad metod för tillverkning av innerskikt genom att:

• Användning av standardiserade parametrar för bildtagning och etsning
• Tillämpning av AOI-inspektion före laminering
• Övervakning av etsfaktor och variation i linjebredd
• Tillhandahållande av tidig DFM feedback på innerskiktets utformning

Målet är att stabilt utbyte, förutsägbar prestanda och skalbar produktion.

Kostnadsöverväganden vid tillverkning av innerskikt

Kostnaden för det inre lagret ökar med:

• Högre antal lager
• Finare spårning och avstånd
• Snäva toleranser för impedans
• Avancerade material

Att optimera designen av det inre lagret är en av de de mest effektiva sätten att minska den totala kostnaden för mönsterkort utan att offra kvaliteten.

Slutsats

Tillverkningen av det inre lagret utgör grunden för varje flerskikts-kretskort.
När det inre lagret har laminerats kan kvaliteten inte korrigeras, den kan bara accepteras eller underkännas.

Genom att förstå hur de inre skikten tillverkas kan konstruktörer och inköpare:

• Förbättra tillverkningsbarheten
• Öka avkastningen
• Minska kostnaderna
• Förbättrad långsiktig tillförlitlighet

Med kontrollerade processer och tidig DFM-engagemang, TOPFAST säkerställer kvaliteten på det inre lagret och stöder tillförlitlig och högpresterande PCB-tillverkning.

Relaterad läsning： Steg-för-steg-process för tillverkning av mönsterkort

FAQ om tillverkningsprocessen för det inre lagret