Yüksek kablolama yoğunluğu ve istikrarlı sinyal iletimi avantajlarına sahip dört{0}katmanlı kartlar, çok sayıda karmaşık elektronik sistemin temel bileşenleri haline gelmiştir. Üretim süreçleri hassas işlemeyi ve sıkı kontrolü birleştiriyor; her adım ürün performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip.
1. Ön hazırlık süreci
Dört katmanlı levhaların üretimine yönelik ön hazırlıklar{0}}sonraki süreçlerin sorunsuz ilerlemesini sağlamanın temelini oluşturur. İlk adım, ürünün uygulama senaryolarına ve performans gereksinimlerine göre uygun bakır-kaplı laminatların (CCL'ler) seçilmesi gereken alt tabaka seçimidir. Alt tabakanın yalıtım performansı, mekanik mukavemeti, ısı direnci ve diğer parametrelerinin, dört-katmanlı levhaların kullanım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için sıkı testlere tabi tutulması gerekir.
II. İç katman üretim süreci
İç katmanın üretimi, dört-katmanlı bir kartın imalatındaki temel adımlardan biridir ve kalitesi, tüm devre kartının performansını doğrudan etkiler.
(1) İç alt tabakanın-ön işlemi
İç bakır{0}}kaplı laminatın (CCL) ön işlemi, alt tabaka yüzeyindeki oksit tabakasını, yağ lekelerini ve yabancı maddeleri gidermeyi, böylece sonraki işlemlerde mürekkebin yapışmasını arttırmayı amaçlar. Ön arıtma genellikle yağdan arındırma ve mikro-dağlama gibi adımları içerir. Alt tabaka yüzeyindeki yağı ve gresi çıkarmak için kimyasal temizleme yoluyla yağdan arındırma sağlanabilir. Öte yandan mikro-aşındırma, alt tabaka üzerinde tekdüze pürüzlü bir yüzey oluşturmak ve böylece mürekkeple olan bağı güçlendirmek için hafif aşındırma işlemini içerir.
(II) İç katman devrelerinin üretimi
İlk olarak, ışığa duyarlı mürekkebi uygulayın, sıvı mürekkebi iç alt tabakanın yüzeyine eşit bir şekilde dağıtın ve ardından kurutma yoluyla bir film halinde sertleştirin. Ardından, maruz kalmaya devam edin. Hazırlanan dijital devre modeli dosyasını, ışığa duyarlı mürekkeple kaplanmış alt tabakayı doğrudan taramak ve açığa çıkarmak için lazer ışığı kullanan LDI pozlama makinesine aktarın. Bu, lazere maruz kalan alanlardaki mürekkebin sertleşme reaksiyonuna girmesine, lazere maruz kalmayan alanların ise çözünür kalmasına neden olur.
Maruz kaldıktan sonra geliştirme, substratın bir geliştirici çözeltisine yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Kürlenmemiş mürekkep çözülür ve çıkarılır; alt tabaka yüzeyinde dijital desenle eşleşen kürlenmiş bir mürekkep deseni kalır. Daha sonra, alt tabakanın bir aşındırma çözeltisine yerleştirilmesiyle aşındırma gerçekleştirilir. Mürekkeple kaplanmayan bakır folyo kazınarak çıkarılır ve kalan bakır folyo, iç katman devresini oluşturur. Daha sonra devrenin yüzeyindeki kürlenmiş mürekkep, bir film sıyırma işlemi yoluyla çıkarılır ve net iç katman devresi ortaya çıkar.
(III) İç katman denetimi
İç katman devresi imalatının tamamlanmasının ardından sıkı bir inceleme yapılması gerekir. Muayene içeriğinde devrenin iletkenliği, kısa devre koşulları, hat genişliği ve aralığının gereksinimleri karşılayıp karşılamadığı yer alır. Genellikle otomatik optik inceleme ekipmanı, optik görüntüleme ilkeleri yoluyla devrenin kapsamlı bir taramasını gerçekleştirmek, devredeki kusurları anında tespit etmek ve iç katman devresinin kalitesini sağlamak için kullanılır.
III. Laminasyon işlemi
Laminasyon işlemi, dört-katmanlı bir levhanın genel yapısını oluşturmak için iç alt tabakanın, önceden emprenye edilmiş malzemenin ve dış bakır folyonun birleştirilmesini içerir.
(1) Laminasyon için hazırlık
Gereksinimlere göre iç alt tabaka, önceden emprenye edilmiş malzeme ve dış bakır folyo belirli bir sırayla istiflenir. Prepreg, ısıtma ve basınç altında sertleşen ve katmanlar arasında bir bağlayıcı madde görevi gören epoksi reçine ile emprenye edilmiş cam elyaf kumaştan yapılmıştır. İstifleme sırasında, her katmanın hizalama doğruluğunun sağlanması gerekir ve devre bağlantılarını etkileyen katmanlar arası yanlış hizalamayı önlemek için konumlandırma pimleri genellikle konumlandırma için kullanılır.
(II) Laminasyon işlemi
Katlanmış levhaları laminatöre yerleştirin ve belirtilen sıcaklık, basınç ve zaman koşulları altında laminasyona devam edin. Laminasyon işlemi sırasında, prepregdeki reçine eriyecek ve akacak, katmanlar arasındaki boşlukları dolduracak ve iç alt tabaka ve dış bakır folyoya sıkı bir şekilde bağlanacaktır. Eş zamanlı olarak reçine, her katmanın devrelerini ayıran ve elektrik yalıtımı sağlayan sert bir yalıtım katmanı oluşturacak şekilde sertleşecektir. Laminasyona yönelik işlem parametreleri, güçlü katmanlar arası bağlanmayı, kabarcıkların, delaminasyonun ve diğer kusurların bulunmamasını sağlamak için sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
IV. Dış katman işleme prosedürü
Laminasyondan sonra esas olarak delme, delik metalleştirme ve dış katman devre imalatı gibi işlemleri içeren dış katman işleme aşaması başlar.
(1) Delme
İhtiyaçlara göre lamine levha üzerinde çeşitli geçiş delikleri ve montaj delikleri açmak için CNC delme makinesi kullanılır. Devre katmanları arasındaki elektrik bağlantılarını sağlamak için geçiş delikleri kullanılırken, elektronik bileşenleri sabitlemek için montaj delikleri kullanılır. Delme sırasında delik sapması ve pürüzlü delik duvarları gibi sorunlardan kaçınmak için deliğin konum doğruluğunu, delik çapının boyutunu ve delik duvarının kalitesini kontrol etmek gerekir. Delme işlemi tamamlandıktan sonra, sonraki delik metalizasyonunun kalitesini sağlamak için deliklerin içindeki döküntülerin temizlenmesi gerekir.
(II) Delik metalizasyonu
Delik metalizasyonu, yolların elektrik bağlantısını sağlamak için çok önemli bir işlemdir. Delme işlemi sırasında delik duvarında kalan döküntü ve reçine kalıntılarını gidermek için öncelikle çapak alma işlemi yapılarak delik duvarının temiz ve düzenli olması sağlanır. Daha sonra, delik duvarının yüzeyinde ince bir bakır tabakası biriktirmek için alt tabakanın bir bakır biriktirme çözeltisine yerleştirilmesiyle kimyasal bakır biriktirme gerçekleştirilir, bu da orijinal olarak yalıtkan delik duvarını iletken hale getirir. Daha sonra, elektrokaplama bakır işlemi yoluyla, bakır katman, bakır biriktirme katmanı bazında daha da kalınlaştırılarak, yolun iletkenliği ve güvenilirliği artırılır.
(III) Dış katman devrelerinin üretimi
Dış katman devrelerinin üretim süreci, ışığa duyarlı mürekkebin uygulanması, pozlama, geliştirme, dağlama ve filmin çıkarılması gibi adımlar dahil olmak üzere iç katman devrelerine benzer. Pozlama işlemi aynı zamanda dijital devre modeline dayalı olarak hassas pozlama elde etmek için bir LDI pozlama makinesinden de yararlanır. Bu adımlarla dört-katmanlı kartın dış yüzeyinde istenilen devre modeli oluşturulur. İç katman devrelerinden farklı olarak, dış katman devrelerinin, iç katman devreleriyle elektriksel sürekliliği sağlamak için yollara bağlanması gerekir.
(IV) Lehim maskesi ve karakter yazdırma
Devrenin dış katmanını korumak ve oksidasyonu, korozyonu ve kısa devreleri önlemek için lehim maskesi kaplaması gereklidir. Tipik olarak, devrenin yüzeyinde maruz kalma ve geliştirme süreçleri yoluyla korunacak bir lehim maskesi katmanı oluşturan ve lehimleme gerektiren lehim pedleri gibi alanları açığa çıkaran ışığa duyarlı lehim maskesi mürekkebi kullanılır. Lehim maskeleri için yaygın renkler arasında yeşil, mavi, siyah vb. bulunur.
Lehim maskesi uygulamasının ardından karakter baskısı gerçekleştirilir. Elektronik bileşenlerin kurulumunu ve tanımlanmasını kolaylaştırmak için bileşen parça numarası, model numarası ve üretim seri numarası gibi karakter bilgileri kartın yüzeyine basılmıştır. Karakter baskısı, net ve dayanıklı karakterler sağlamak için genellikle özel karakter mürekkebiyle serigrafi baskı kullanılarak yapılır.
V. İşlem sonrası-prosedürler
(1) Yüzey işleme
Lehim pedlerinin lehimlenebilirliğini ve oksidasyon direncini arttırmak için yüzey işlemi gereklidir. Yaygın yüzey işleme işlemleri arasında kalay püskürtme, daldırma altın, nikel-altın kaplama ve OSP (Organik Lehimlenebilirlik Koruyucusu) yer alır. Farklı yüzey işleme proseslerinin farklı özellikleri ve uygulanabilir kapsamları vardır ve ürün gereksinimlerine göre seçilebilir.
(II) Şekil işleme
Gereksinimlere göre devre kartının dış şeklini işlemek ve istenen şekil ve boyuta getirmek için bir CNC freze makinesi veya zımba presi kullanın. Dış şekil işleme sırasında boyutsal doğruluğun ve kenar kalitesinin sağlanması, çapak ve ufalanma gibi sorunların önlenmesi gerekir.
(III) Son muayene
Son olarak, dört-katmanlı panel üzerinde kapsamlı bir son inceleme gerçekleştirilir. Denetim, elektriksel performans testini (süreklilik testi, yalıtım testi gibi), görünüm denetimini (lehim maskesi kalitesi, karakter netliği, yüzey çizikleri vb.) ve boyutsal doğruluk denetimini içerir. Yalnızca tüm denetimlerden geçen ürünler nitelikli kabul edilebilir ve sonraki paketleme ve teslimat aşamalarına geçebilir.