Точність друкованих плат, як ключовий показник для вимірювання якості та продуктивності друкованих плат, глибоко впливає на траєкторію розвитку електронної промисловості. Від смартфонів і комп’ютерів до аерокосмічного обладнання та медичних інструментів, майже всі електронні пристрої покладаються на високо-точні друковані плати для забезпечення стабільної роботи та високої продуктивності.
1, Ключове значення точності в друкованих платах
(1) Забезпечте стабільну електричну роботу
Високоточні друковані плати можуть точно контролювати ширину, відстань, а також положення та розмір отворів на схемі. У -високочастотних ланцюгах незначні відхилення лінії можуть призвести до невідповідності імпедансу під час передачі сигналу, спричиняючи такі проблеми, як відображення та затухання сигналу, що серйозно впливає на цілісність сигналу.
(2) Підвищення надійності електронних пристроїв
Точна точність друкованої плати може ефективно зменшити ймовірність таких несправностей, як короткі замикання та розриви ланцюгів. Коли контакти компонентів точно підібрані до контактних площадок для пайки на друкованій платі, якість пайки гарантується та може витримувати довгострокові-струмові удари та механічні вібрації. У галузі автомобільної електроніки точність друкованих плат для блоків керування двигуном має вирішальне значення. У процесі водіння автомобілі стикаються зі складними факторами навколишнього середовища, такими як вібрація та зміни температури. Високоточні друковані плати можуть забезпечити стабільні з’єднання внутрішніх схем ECU, підтримуючи двигун у найкращому робочому стані, уникаючи ненормальної роботи двигуна, викликаної несправностями друкованої плати, і забезпечуючи безпеку та стабільність водіння.
(3) Сприяти процесу мініатюризації електронних пристроїв
З розвитком електронних продуктів у бік мініатюризації та полегшення висуваються більш високі вимоги до інтеграції друкованих плат. Високоточне виготовлення схем і обробка отворів дозволяють розмістити більше компонентів і складні схеми в обмеженому просторі. Візьмемо, наприклад, розумний годинник, його внутрішній простір надзвичайно обмежений, але він потребує інтеграції багатьох функціональних модулів, таких як зв’язок, позиціонування, моніторинг серцевого ритму тощо. Використовуючи високо-точні друковані плати, можна обробляти тонкі лінії та крихітні переходи, створюючи складні та точні схемні системи з квадратними дюймами, задовольняючи подвійним вимогам високої продуктивності та мініатюрності для розумних годинників.
2. Багато факторів, що впливають на точність друкованих плат
(1) Обмеження точності виробничого обладнання
Бурове обладнання: Традиційне механічне бурове обладнання має певні обмеження щодо діаметра свердла та точності свердління. Загалом, мінімальний отвір звичайного механічного свердління може досягати приблизно 0,2 мм, з точністю отвору ± 0,05 мм. Коли потрібно обробити отвори меншого діаметру (наприклад, менше 0,1 мм), свердло схильне до зносу, поломки та інших проблем, що призводить до збільшення відхилення положення отвору. Хоча технологія лазерного свердління може досягти меншої апертурної обробки з точністю ± 0,01 мм або навіть вище, вартість обладнання висока, а ефективність обробки відносно низька.
Обладнання для літографії. Літографія є критично важливим процесом для перенесення візерунків схем на покриті міддю-ламінати. Роздільна здатність літографічного обладнання визначає мінімальну ширину лінії та інтервал, які можна створити. Наприклад, роздільна здатність звичайного літографічного обладнання може становити близько 10 мкм, що важко задовольнити вимоги до обробки високо-точних друкованих плат для 3 мкм або навіть більш тонких ліній. Високоякісне літографічне обладнання, таке як екстремальне ультрафіолетове літографічне обладнання, може досягти нанометрового рівня роздільної здатності, але ціна обладнання надзвичайно висока, а технічний поріг надзвичайно високий. Наразі він використовується лише на кількох передових підприємствах з виробництва друкованих плат.
(2) Коливання характеристик сировини
Ламінат з мідним покриттям: площинність і коефіцієнт теплового розширення ламінату з мідним покриттям мають значний вплив на точність друкованих плат. Під час високотемпературної-обробки, якщо коефіцієнт теплового розширення мідної-плати є нестабільним, це призведе до деформації плати, що призведе до відхилень у схемі та положенні отворів. Наприклад, деякі недорогі-плаковані міддю-ламінати мають високий коефіцієнт теплового розширення. У процесі пресування багатошарової плати через непослідовне розширення та звуження кожного шару плати легко спричинити зсув між шарами, що впливає на загальну точність. Високоякісні ламінати з мідним-плакуванням, виготовлені з-високоефективних матеріалів, таких як поліімід, мають низький і стабільний коефіцієнт теплового розширення, що може ефективно зменшити втрату точності, спричинену термічною деформацією.
Мідна фольга: не можна ігнорувати однорідність товщини мідної фольги. Якщо є відхилення в товщині мідної фольги, то під час процесу травлення більш товсті частини можуть бути не повністю протравлені, тоді як тонші частини можуть бути надто витравлені, що призведе до невідповідної ширини схеми та негативного впливу на її продуктивність. Крім того, сила з’єднання між мідною фольгою та підкладкою є недостатньою, що може призвести до відшарування мідної фольги під час подальшої обробки, а також пошкодити точність друкованої плати.
(3) Складні проблеми виробничих процесів
Процес травлення: травлення – це процес видалення непотрібних шарів міді для формування візерунків схеми. Концентрація, температура, час травлення та рівномірність розпилення обладнання для травлення травильного розчину можуть впливати на точність травлення. Якщо концентрація травильного розчину занадто висока або час травлення занадто довгий, це спричинить надмірне травлення контуру та призведе до зменшення ширини лінії; Навпаки, якщо травлення недостатнє, надлишок міді залишиться, викликаючи коротке замикання в ланцюзі. Крім того, під час процесу травлення багато-шарових плат через різницю в ступені контакту між кожним шаром мідної фольги та розчином для травлення більш імовірно, що відбудеться нерівномірне травлення, що впливає на точність послідовності кожного шару схеми.
Процес гальванічного покриття: під час процесу гальванічного покриття отворів і ланцюгів необхідно переконатися, що розчин для покриття може рівномірно наносити метал на стінки отворів і поверхні ланцюга, щоб утворити хороший провідний шар. Для отворів із гальванічним покриттям з малими отворами плинність розчину для гальванічного покриття та дифузія іонів металу можуть бути обмежені, що може призвести до нерівномірного покриття на стінці отвору та вплинути на ефективність електричного з’єднання. Крім того, нерівномірний розподіл щільності струму під час процесу гальванічного покриття також може спричинити непостійну товщину покриття, що, у свою чергу, впливає на точність і надійність друкованої плати.
3, Інноваційні стратегії для підвищення точності друкованих плат
(1) Інвестиції та модернізація сучасного виробничого обладнання
Застосування високоточного-обладнання для свердління: компанії з виробництва друкованих плат запровадили свердлильне обладнання з функцією автоматичного центрування, яке відстежує положення та позицію свердла в режимі реального часу за допомогою високо{1}}точних датчиків, автоматично регулює параметри свердління та ефективно зменшує відхилення положення отвору.
Дослідження та впровадження літографічного обладнання з високою-роздільністю: щоб подолати обмеження літографічної роздільної здатності, підприємства збільшили свої інвестиції в дослідження та розробку літографічного обладнання з високою-роздільністю. Літографічне обладнання, самостійно розроблене підприємством, використовує передові оптичні системи та технологію розпізнавання зображень, які можуть досягати роздільної здатності лінії нижче 5 мкм. У той же час ми активно впроваджуємо сучасне літографічне обладнання з-за кордону, наприклад обладнання для глибокої ультрафіолетової літографії, яке має роздільну здатність близько 2 мкм, що значно покращує точність виробництва схем друкованих плат і забезпечує потужну підтримку для виробництва високо-щільних і високо-продуктивних друкованих плат.
(2) Суворий контроль якості сировини
Вибір і персоналізація ламінатів, покритих міддю: компанії, що виробляють друковані плати, тісно співпрацюють із постачальниками ламінатів, покритих міддю, щоб вибрати або персоналізувати відповідні ламінати, покриті міддю,-на основі вимог до точності різних продуктів. Для високо-сценаріїв застосування з високою точністю бажано обирати мідні-ламінати з низьким коефіцієнтом теплового розширення та високою площинністю. Наприклад, у виробництві друкованих плат в аерокосмічній промисловості часто використовуються покриті міддю ламінати на основі політетрафторетилену, коефіцієнт теплового розширення яких коливається в дуже невеликому діапазоні, що може відповідати суворим вимогам до точності друкованих плат у середовищі з екстремальними температурами. Водночас ми посилимо перевірку вхідних-плакованих міддю ламінатів і суворо перевірятимемо різні показники продуктивності плат за допомогою високо-точного випробувального обладнання, щоб забезпечити стабільну та надійну якість кожної партії мідних-ламінатів.
Оптимізація якості мідної фольги: вибирайте високо{0}}якісну мідну фольгу однакової товщини та суворо контролюйте процес виробництва мідної фольги. Деякі підприємства з виробництва мідної фольги застосовують передові електролітичні процеси та високо{2}}точне прокатне обладнання для виробництва мідної фольги з допуском на товщину, що контролюється в межах ± 0,5 мкм, забезпечуючи високоякісну{4}}основу сировини для виробництва друкованих плат. Крім того, покращуючи процес з’єднання мідної фольги з підкладкою, наприклад, використовуючи спеціальні методи обробки поверхні, можна покращити адгезію між мідною фольгою та підкладкою, зменшуючи проблеми з точністю, спричинені відшаруванням мідної фольги під час обробки.
(3) Уточнене управління виробничими процесами
Оптимізація процесу травлення: завдяки створенню точної моделі процесу травлення в поєднанні з-моніторингом у реальному часі та системою керування зворотним зв’язком можна досягти точного контролю процесу травлення. Наприклад, використання онлайн-обладнання для виявлення для моніторингу таких параметрів, як концентрація, температура та швидкість травлення травильного розчину в режимі реального часу, автоматично регулюючи кількість поповнення та час травлення травильного розчину на основі даних моніторингу для забезпечення стабільності та рівномірності процесу травлення. У той же час розробка нових формул розчину для травлення та процесів травлення, таких як використання технології імпульсного травлення, може ефективно зменшити бокове травлення під час процесу травлення, покращити чіткість країв і точність схеми.
Удосконалення процесу гальванопластики: У відповідь на t
Проблема малих отворів для покриття апертури, застосовуються передові технології, такі як імпульсне гальванічне покриття та ультразвукове гальванічне покриття. Імпульсне гальванічне покриття контролює стан увімкнення/вимкнення струму, дозволяючи іонам металу в розчині покриття більш рівномірно осідати на стінці отвору, ефективно покращуючи однорідність покриття на стінці отвору. Ультразвукове гальванічне нанесення використовує ефект кавітації ультразвукових хвиль для підвищення текучості розчину для покриття та дифузійної здатності іонів металу, тим самим покращуючи якість гальванічного покриття отворів малого -діаметра. Крім того, оптимізація конструкції обладнання для гальванічного покриття забезпечує рівномірний розподіл щільності струму по всій площі гальванічного покриття, завдяки чому досягається стабільність товщини покриття та підвищується точність і надійність друкованих плат.