PCB-tillverkning är en exakt och komplex process som förlitar sig på en serie specialiserad utrustning med hög precision. Från fotolitografi, etsning, laminering, borrning, plätering till testning drivs varje produktionssteg av motsvarande kärnutrustning.
1.Panelkapning och förberedelse av basmaterial
Panelskärmaskin
Panelskärmaskinen används för att skära stora kopparpläterade laminat (CCL) i de dimensioner som krävs för produktionen. Den använder vanligtvis CNC- eller hydrauliska styrsystem för att uppnå positionering med hög precision, vilket säkerställer dimensionsfel på mindre än 0,1 mm. Vanliga problem är grader på skäreggar, deformation av paneler eller dimensionsavvikelser, som ofta orsakas av slitage på klingan eller fel i positioneringssystemet. Regelbundna bladbyten och kalibrering av utrustningen är nödvändiga.
Slipmaskin för kanter
Kantslipmaskinen använder sandband eller fräsar för att polera panelkanterna och ta bort grader och vassa kanter som uppstår vid skärning.Detta förbättrar driftsäkerheten och lamineringskvaliteten.Vanliga problem är ojämn slipning eller överdrivet slitage, vilket vanligtvis beror på åldrande sandband eller felaktig matningshastighet.Parametrarna bör justeras utifrån paneltjockleken och slipenheten måste underhållas regelbundet.
2. Tillverkningssteg för kretsar i det inre lagret
Beläggningsmaskin
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.
Exponeringsmaskin
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.
Etsningsmaskin
Etsmaskinen använder kemiska lösningar (t.ex. sur kopparklorid) för att avlägsna oskyddade kopparlager och bilda kretsmönster.Vanliga problem är underetsning/överetsning, sidoetsning eller avvikelser i linjebredd, vilket ofta orsakas av okontrollerad kemikaliekoncentration eller ojämnt spraytryck.Realtidsövervakning av kemiska parametrar och optimering av munstyckets layout är nödvändigt.
3. Borrning och metallisering av hål
Laserborrmaskin
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.
Elektrolös kopparbeläggningslinje
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. Laminering och stapling av lager
Press för vakuumlaminering
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.
Brun oxideringslinje
Brun oxidationsbehandling genererar kemiskt ett mikroskopiskt skrovligt lager på kopparytan för att förbättra vidhäftningen mellan skikten.Vanliga problem är ojämn oxidationsfärg eller otillräcklig vidhäftning, vilket ofta orsakas av försvagad kemisk oxidationsförmåga eller felaktig behandlingstid.Regelbunden analys av tankvätskans sammansättning och kontroll av transportörens hastighet krävs.
5. Yttre skiktets krets och ytbehandling
Mönsterpläteringslinje
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.
Screentryckare för lödmask
Screentryckaren applicerar lödmaskbläck på kortytan med hjälp av skärmjustering och rakelstyrningsteknik.Vanliga problem är missade utskrifter, ojämn tjocklek eller felaktig inriktning, vilket ofta orsakas av igensättning av skärmen eller felaktigt rakeltryck.Det är viktigt att välja rätt antal maskor och att upprätthålla en ren miljö.
HAL-maskin (Hot Air Leveling)
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. Profilerings- och testfas
CNC-fräsmaskin
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.
Automatiserad optisk inspektör (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.
Testare för flygande prober
Testaren med flygande prober kontrollerar elektrisk prestanda genom att kontakta kontaktytor med prober, vilket stöder kretskortstestning med hög densitet.Vanliga problem är dålig probekontakt eller positioneringsfel, ofta på grund av probeslitage eller mekanisk vibration.Impedanskompensationsteknik och regelbunden rengöring av proberna är nödvändiga.
7. Hjälp- och miljöutrustning
System för rening av avloppsvatten
Detta system behandlar avloppsvatten som innehåller tungmetaller (t.ex. koppar och nickel) med hjälp av fällning, jonbyte och membranfiltrering.Vanliga problem är fluktuationer i vattenkvaliteten eller mättnad av hartser, vilket kräver realtidsövervakning av pH och tungmetallkoncentrationer samt planering av regenereringscykler.
Enhet för behandling av VOC
Denna enhet behandlar organiska avgaser genom aktiverad adsorption eller katalytisk förbränning för att uppfylla miljöutsläppsnormerna.Vanliga problem är minskad adsorptionseffektivitet eller deaktivering av katalysatorn, ofta på grund av för hög luftfuktighet eller ansamling av föroreningar. Förbehandling av inkommande luft och regelbundet byte av adsorptionsmaterial är nödvändigt.
Ytterligare anmärkningar:
- Moderna PCB-fabriker introducerar gradvis intelligenta ledningssystem (t.ex. MES) för att uppnå sammankoppling av utrustningsdata och optimering av processparametrar i slutna kretsar.
- Produktion av avancerade HDI-kort kräver Utrustning för direkt laseravbildning (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- Förebyggande av vanliga problem kräver kombination SPC statistisk processtyrning och TPM totalt produktivt underhåll att införa mekanismer för förebyggande underhåll.