Minyatürleştirme ve yüksek-performanslı elektronik ürünlere yönelik mevcut trendde,8 katmanlı devre kartlarımükemmel elektrik performansı ve yüksek{0}yoğunluk düzeni nedeniyle ileri teknoloji{0}elektronik cihazların temeli haline geldi. Akıllı telefonlar, iletişim baz istasyonları ve diğer cihazlar, karmaşık sistemlerin istikrarlı çalışmasını sağlamak için ona güveniyor.
8 katmanlı devre kartının benzersiz avantajları
Düşük katmanlı devre kartlarıyla karşılaştırıldığında, 8 katmanlı devre kartları daha fazla kablolama alanına sahiptir ve çok sayıda bileşenin karmaşık ekipmanlara entegre edilmesi ihtiyaçlarını karşılayabilir. Sinyal katmanının ve güç katmanının makul şekilde planlanması, sinyal girişimini azaltabilir, iletim kararlılığını ve hızını artırabilir. Örneğin, yüksek-hızlı veri iletiminde, sinyalin karışmasını önlemek için bağımsız bir iletim katmanı kurulabilir. Çok-katmanlı yapısı aynı zamanda eşit ısı dağılımını kolaylaştırır, ekipmanın güvenilirliğini artırır ve hizmet ömrünü uzatır.
Üretim sürecindeki temel süreçler
Alt tabaka malzemelerinin seçimi
8 katmanlı devre kartları, iyi elektriksel, mekanik ve termal özellikler gerektiren alt tabaka malzemeleri için yüksek gereksinimlere sahiptir. Yaygın alt tabaka malzemeleri arasında cam elyaf takviyeli epoksi reçine bakır-kaplı laminatlar, politetrafloroetilen vb. yer alır.FR-4malzeme düşük maliyet ve iyi kapsamlı performans özelliklerine sahiptir ve çoğu sıradan uygulama senaryosu için uygundur. PTFE malzemesi mükemmel yüksek-frekans performansına ve düşük dielektrik sabitine sahiptir, bu da onu iletişim ekipmanındaki devre kartları gibi yüksek-frekans ve yüksek hızlı sinyal iletimi için 8-katmanlı devre kartlarında kullanıma daha uygun hale getirir. Alt tabaka malzemelerini seçerken, devre kartının özel uygulama gereksinimlerine dayalı olarak malzemelerin çeşitli performans göstergelerini ve maliyet faktörlerini kapsamlı bir şekilde dikkate almak gerekir.
İç katman devre üretimi
İç katman devrelerinin üretimi, 8-katmanlı devre kartlarının işlenmesinde önemli bir adımdır. İlk olarak, bakır-kaplı levhayı uygun boyutlarda kesin ve ardından yüzeyine kuru film veya sıvı fotorezist gibi ışığa duyarlı bir malzeme tabakasını eşit şekilde uygulayın. Daha sonra tasarlanan iç devre modeli, bir pozlama makinesi kullanılarak bakır-kaplı laminat üzerine aktarılır. Açığa çıkan ışığa duyarlı malzeme, desenli alanda fotopolimerizasyon reaksiyonuna girerek kürlenmiş korozyona-dirençli bir katman oluşturur. Daha sonra, maruz kalmayan alandaki ışığa duyarlı malzeme bir geliştirici kullanılarak eritildi ve çıkarıldı; bu, bakır kaplı kartta net iç devre desenlerinin görünmesine neden oldu. Son olarak, bakır kaplı laminatı aşındırma makinesine yerleştirin; aşındırma çözeltisi korumasız bakır folyoyu çözecek ve çıkaracak ve hassas iç devre hatları bırakacaktır. Bu işlem sırasında, iç katman devresinin doğruluğunu ve kalitesini sağlamak için maruz kalma süresini, geliştirici konsantrasyonunu ve dağlama parametrelerini sıkı bir şekilde kontrol etmek gerekir.
Laminasyon işlemi
Katmanlama, tam bir çok-katmanlı devre kartı oluşturmak üzere tasarlanmış istiflenmiş bir yapıya göre çok sayıda iç katmanlı devre kartını ve yarı kürlenmiş tabakayı lamine etme işlemidir. Laminasyondan önce, yarı kürlenmiş levhaya yapışmasını arttırmak için iç devre kartına karartma işlemi yapılması gerekir. Daha sonra iç devre kartını, yarı kürlenmiş levhayı ve dış bakır folyoyu sırayla istifleyin ve vakumlu laminasyon makinesine yerleştirin. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamlarında, yarı kürlenmiş levha yavaş yavaş eriyecek ve iç devre kartları arasındaki boşlukları doldurarak her katmanın birbirine sıkı bir şekilde bağlanmasını sağlayacaktır. Laminasyon işlemi sırasında sıcaklık, basınç ve zaman kontrolü çok önemlidir. Aşırı sıcaklık veya basınç devre kartının deformasyonuna ve katmanlarının ayrılmasına neden olabilirken, yetersiz sıcaklık veya basınç bağlantının zayıflamasına neden olabilir. Bu nedenle, devre kartının katmanlar arası bağlanma mukavemetini ve boyutsal stabilitesini sağlamak için alt tabaka malzemesinin ve lamine yapının özelliklerine göre laminasyon parametrelerinin doğru bir şekilde ayarlanması gerekir.
Delme ve Bakır Kaplama
Laminasyon tamamlandıktan sonra, elektronik bileşen pinlerini takmak ve farklı devre katmanlarını bağlamak için devre kartında delikler açılması gerekir. Delme işlemi, matkap ucunun dönüş hızını, ilerleme hızını ve delme konumunu kontrol ederek deliğin boyutsal doğruluğunu ve dikeyliğini sağlayan yüksek-hassasiyetteki CNC delme makineleri kullanılarak gerçekleştirilir. Delme işlemi tamamlandıktan sonra, iyi iletkenlik sağlamak ve farklı katmanlar arasında elektriksel bağlantılar sağlamak için delik duvarının bakır kaplanması gerekir. Bakır kaplama işlemi genellikle kimyasal bakır kaplama ve elektrokaplama bakırının bir kombinasyonunu benimser. Öncelikle kimyasal bakır kaplama yoluyla delik duvarının yüzeyine ince bir bakır tabakası kaplanır ve daha sonra bakır tabakası elektrokaplama yoluyla istenilen kalınlığa kadar kalınlaştırılır. Bakır kaplama işlemi sırasında, bakır kaplama tabakasının tekdüzeliğini ve kalitesini sağlamak için kaplama çözeltisinin bileşimi, sıcaklığı ve akım yoğunluğu gibi parametrelerin stabilitesinin sağlanması gerekir.
Dış katman devre imalatı ve yüzey işlemi
Dış katman devresinin üretim süreci, ışığa duyarlı malzemelerin kaplanması, pozlama, geliştirme ve dağlama gibi işlemleri de gerektiren iç katman devresinin üretim sürecine benzer. Dış devre yapılırken tüm devre kartının elektrik bağlantısının doğru yapılabilmesi için iç devre ile hizalama doğruluğuna dikkat edilmelidir. Dış devre tamamlandıktan sonra devre kartının lehimlenebilirliğini ve oksidasyon direncini arttırmak için devre kartının yüzeyinin işlenmesi gerekir. Yaygın yüzey işleme süreçleri arasında sıcak hava tesviyesi, akımsız nikel altın kaplama, organik lehimlenebilirlik koruyucuları vb. yer alır. Sıcak hava tesviyesi, bir devre kartının erimiş kalay kurşun alaşımına batırılması ve ardından devre kartının yüzeyinde tekdüze bir lehim kaplaması oluşturmak için fazla lehimi üflemek için sıcak hava kullanılması işlemidir; Kimyasal nikel altın kaplama, devre kartının yüzeyine bir nikel tabakasının ve ardından bir altın tabakasının biriktirilmesi işlemidir. Altın katman, devre kartının güvenilirliğini artırabilen iyi iletkenliğe ve oksidasyon direncine sahiptir; Organik lehimlenebilirlik koruyucusu, bakır yüzeyinin oksidasyonunu önlemek için devre kartının yüzeyine kaplanmış bir organik koruyucu film tabakasıdır. Aynı zamanda koruyucu film lehimleme sırasında ayrışarak bakır yüzeyi açığa çıkaracak ve iyi lehimleme performansı sağlayacaktır. Yüzey işleme prosesinin seçimi, uygulama senaryosuna, maliyet gereksinimlerine ve devre kartının elektriksel performansı ve güvenilirliğine ilişkin beklentilere göre belirlenmelidir.
Sıkı kalite denetimi
Görsel inceleme
8 katmanlı devre kartları işlendikten sonra ilk adım görsel incelemenin yapılmasıdır. Devre kartının yüzeyini çizikler, lekeler, bakır folyo kalıntıları, kısa devreler veya açık devreler gibi belirgin kusurlar açısından çıplak gözle veya büyüteç, mikroskop ve diğer aletlerin yardımıyla inceleyin. Aynı zamanda serigrafi karakterlerinin net ve eksiksiz olup olmadığını, delik konumlarının doğru olup olmadığını kontrol edin. Görsel inceleme, bazı sezgisel kalite sorunlarını tanımlayabilen ve derhal yeniden işleme veya hurdaya çıkarma işlemini gerçekleştirebilen kalite testinin temel adımıdır.
Elektriksel performans testi
Elektriksel performans testi, 8 katmanlı devre kartlarının kalite kontrolünde çok önemli bir adımdır. Devre kartlarının elektriksel performansını kapsamlı bir şekilde test etmek için uçan iğne test cihazları, çevrimiçi test cihazları vb. gibi profesyonel test ekipmanlarını kullanın. Uçan iğne test makinesi, probu devre kartı üzerindeki test noktasıyla temas ettirerek devrenin bağlantı, kısa devre, açık devre ve bileşen parametrelerini tespit eder; Çevrimiçi test cihazı, devre kartına takılı bileşenlerin düzgün çalışıp çalışmadığını belirlemek için işlevsel testler gerçekleştirebilir. Ayrıca, yüksek-hızlı sinyal hatları için, iletim sırasında sinyal zayıflamasını, yansımayı, karışmayı ve diğer koşulları tespit etmek amacıyla sinyal bütünlüğü testi için ağ analizörlerinin ve diğer ekipmanların kullanılması gerekir. Elektriksel performans testleri ile 8 katmanlı devre kartlarının elektriksel performansının tasarım gereksinimlerini karşıladığından ve elektronik cihazların kullanım ihtiyaçlarını karşıladığından emin olunabilir.
X-ışını algılama
8-katmanlı devre kartının çok-katmanlı yapısı nedeniyle, katmanlar arası bağlantıların ve içerideki lehim bağlantılarının kalitesi, görsel inceleme ve elektriksel performans testi yoluyla doğrudan değerlendirilemez. Bu nedenle devre kartının iç yapısını incelemek için X-ışını tespit ekipmanının kullanılması gerekir. X-ışını incelemesi devre kartlarına nüfuz edebilir ve dahili ara katman bağlantılarının ve lehim bağlantılarının görüntülerini yakalayabilir. Görüntüleri analiz ederek laminasyonun iyi olup olmadığını, delme ve bakır kaplamanın kaliteli olup olmadığını, lehim bağlantılarında sanal lehimleme, kısa devre gibi kusurların olup olmadığını tespit etmek mümkündür. X-ışını incelemesi, devre kartının içinde gizli olan bazı kalite sorunlarını tespit ederek ürünün kalitesini ve güvenilirliğini etkili bir şekilde artırır.
FR-4