Přesnost desek plošných spojů jako klíčový ukazatel pro měření kvality a výkonu desek plošných spojů hluboce ovlivňuje vývojovou trajektorii elektronického průmyslu. Od chytrých telefonů a počítačů až po zařízení pro letectví a kosmonautiku a lékařské přístroje, téměř všechna elektronická zařízení spoléhají na vysoce přesné{1}}desky s tištěnými spoji, které zajišťují stabilní provoz a dobrý výkon.
1, Klíčový význam přesnosti v deskách s plošnými spoji
(1) Zajistěte stabilní elektrický výkon
Vysoce přesné desky plošných spojů mohou přesně řídit šířku, rozteč a také polohu a velikost prokovů na obvodu. Ve vysokofrekvenčních obvodech mohou jemné odchylky vedení vést k nesouladu impedance během přenosu signálu, což způsobuje problémy, jako je odraz a útlum signálu, což vážně ovlivňuje integritu signálu.
(2) Zvýšit spolehlivost elektronických zařízení
Přesná přesnost obvodové desky může účinně snížit pravděpodobnost poruch, jako jsou zkraty a přerušené obvody. Když jsou kolíky součástek přesně sladěny s pájecími ploškami na desce plošných spojů, je kvalita pájení zaručena a vydrží dlouhodobé-rázy proudu a mechanické vibrace. V oblasti automobilové elektroniky je zásadní přesnost desek plošných spojů pro řídicí jednotky motoru. Během procesu jízdy budou automobily čelit složitým faktorům prostředí, jako jsou vibrace a změny teploty. Vysoce přesné desky s plošnými spoji mohou zajistit stabilní připojení vnitřních obvodů ECU, udržovat motor v nejlepším provozním stavu, vyhýbat se abnormálnímu provozu motoru způsobenému selháním desky plošných spojů a zajišťovat bezpečnost a stabilitu jízdy.
(3) Podporovat proces miniaturizace elektronických zařízení
S vývojem elektronických produktů směrem k miniaturizaci a nízké hmotnosti byly kladeny vyšší požadavky na integraci desek plošných spojů. Vysoce přesná výroba obvodů a zpracování otvorů umožňují umístění více komponent a složitých obvodů do omezeného prostoru. Vezměme si jako příklad chytré hodinky, jejich vnitřní prostor je extrémně omezený, ale vyžaduje integraci více funkčních modulů, jako je komunikace, polohování, monitorování srdečního tepu atd. Pomocí vysoce přesných desek plošných spojů je možné zpracovávat jemné čáry a drobné prokovy, konstruovat složité a přesné obvodové systémy mezi čtverečními palci, splňující dvojí požadavky na vysoký výkon a miniaturizaci pro chytré hodinky.
2, Více faktorů ovlivňujících přesnost desek plošných spojů
(1) Omezení přesnosti výrobního zařízení
Vrtací zařízení: Tradiční mechanické vrtací zařízení má určitá omezení v průměru vrtáku a přesnosti vrtání. Obecně řečeno, minimální apertura běžného mechanického vrtání může dosáhnout asi 0,2 mm s přesností apertury ± 0,05 mm. Když je třeba obrábět otvory s menším průměrem (například menší než 0,1 mm), vrták je náchylný k opotřebení, zlomení a dalším problémům, což má za následek zvýšenou odchylku polohy otvoru. Přestože technologie laserového vrtání může dosáhnout zpracování s menší aperturou s přesností ± 0,01 mm nebo dokonce vyšší, náklady na zařízení jsou vysoké a účinnost zpracování je relativně nízká.
Litografické vybavení: Litografie je kritický proces pro přenos vzorů obvodů na měděné-lamináty. Rozlišení litografického zařízení určuje minimální šířku čáry a mezery, které lze vytvořit. Například rozlišení běžného litografického zařízení může být kolem 10 μm, což je obtížné splnit požadavky na zpracování vysoce přesných desek plošných spojů pro 3 μm nebo ještě jemnější linky. Špičkové litografické vybavení, jako je zařízení pro extrémní ultrafialovou litografii, může dosáhnout rozlišení na úrovni nanometrů, ale cena zařízení je extrémně drahá a technický práh extrémně vysoký. V současné době se používá pouze v několika pokročilých podnicích vyrábějících desky s plošnými spoji.
(2) Kolísání charakteristik surovin
Laminát plátovaný mědí: Rovinnost a koeficient tepelné roztažnosti laminátu plátovaného mědí mají významný vliv na přesnost desek plošných spojů. Pokud je během vysokoteplotního zpracování koeficient tepelné roztažnosti desky s mědí-nestabilní, dojde k deformaci desky, což má za následek odchylky v polohách obvodu a otvorů. Například některé-nákladné měděné{5}}lamináty mají vysoký koeficient tepelné roztažnosti. Při vícevrstvém lisování desek je v důsledku nekonzistentního roztahování a smršťování každé vrstvy desky snadné způsobit nesouosost mezi vrstvami, což ovlivňuje celkovou přesnost. Vysoce kvalitní měděné-lamináty, jako jsou lamináty vyrobené z vysoce{10}}materiálů, jako je polyimid, mají nízký a stabilní koeficient tepelné roztažnosti, který může účinně snížit ztrátu přesnosti způsobenou tepelnou deformací.
Měděná fólie: Rovnoměrnost tloušťky měděné fólie nelze ignorovat. Pokud dojde k odchylce v tloušťce měděné fólie, během procesu leptání nemusí být tlustší části zcela vyleptány, zatímco tenčí části mohou být přeleptány, což má za následek nekonzistentní šířky obvodu a ovlivňuje výkon obvodu. Kromě toho je spojovací síla mezi měděnou fólií a substrátem nedostatečná, což může vést k odlupování měděné fólie při následném zpracování a také poškodit přesnost desky plošných spojů.
(3) Komplexní výzvy výrobních procesů
Proces leptání: Leptání je proces odstraňování nepotřebných měděných vrstev za účelem vytvoření vzorů obvodů. Koncentrace, teplota, doba leptání a rovnoměrnost postřiku leptacího zařízení leptacího roztoku mohou ovlivnit přesnost leptání. Pokud je koncentrace leptacího roztoku příliš vysoká nebo doba leptání je příliš dlouhá, způsobí nadměrné leptání obvodu a má za následek tenčí šířku čáry; Naopak, pokud je leptání nedostatečné, zůstane přebytečná měď, což způsobí zkrat v obvodu. Navíc během procesu leptání vícevrstvých desek je kvůli rozdílům ve stupni kontaktu mezi každou vrstvou měděné fólie a leptacím roztokem pravděpodobnější nerovnoměrné leptání, což ovlivňuje konzistenci přesnosti každé vrstvy obvodu.
Proces galvanického pokovování: Během procesu galvanického pokovování otvorů a obvodů je nutné zajistit, aby roztok pro pokovování mohl rovnoměrně ukládat kov na stěny otvorů a povrchy obvodů, aby se vytvořila dobrá vodivá vrstva. U pokovených otvorů s malými otvory může být omezena tekutost pokovovacího roztoku a difúze kovových iontů, což může vést k nerovnoměrnému povlaku na stěně otvoru a ovlivnit výkon elektrického spojení. Kromě toho může nerovnoměrné rozložení proudové hustoty během procesu galvanického pokovování také způsobit nekonzistentní tloušťku povlaku, což zase ovlivňuje přesnost a spolehlivost desky plošných spojů.
3, Inovativní strategie pro zlepšení přesnosti desek plošných spojů
(1) Investice a modernizace moderního výrobního zařízení
Použití vysoce{0}}přesného vrtacího zařízení: Společnosti vyrábějící desky s plošnými spoji přijaly vrtací zařízení s funkcí automatického centrování, které prostřednictvím vysoce přesných senzorů v reálném čase monitoruje polohu a polohu vrtáku, automaticky upravuje parametry vrtání a účinně snižuje odchylky polohy otvoru.
Výzkum a zavedení litografického vybavení s vysokým-rozlišením: Aby podniky prolomily omezení litografického rozlišení, zvýšily své investice do výzkumu a vývoje litografického vybavení s vysokým-rozlišením. Litografické zařízení nezávisle vyvinuté podnikem využívá pokročilé optické systémy a technologii rozpoznávání obrazu, které mohou dosáhnout rozlišení řádků pod 5 μm. Zároveň aktivně zavádíme pokročilá litografická zařízení ze zahraničí, jako je zařízení pro hlubokou ultrafialovou litografii, které má rozlišení asi 2 μm, což výrazně zlepšuje přesnost výroby plošných spojů a poskytuje silnou podporu pro výrobu desek plošných spojů s vysokou-hustotou a vysokým-výkonem.
(2) Přísná kontrola kvality surovin
Výběr a přizpůsobení měděných-laminátů: Společnosti vyrábějící desky plošných spojů úzce spolupracují s dodavateli měděných-laminátů na výběru nebo přizpůsobení vhodných měděných-laminátů na základě požadavků na přesnost různých produktů. Pro vysoce-přesné aplikační scénáře je lepší zvolit měděné{5}}lamináty s nízkým koeficientem tepelné roztažnosti a vysokou rovinností. Například při výrobě desek plošných spojů v leteckém průmyslu se často používají měděné-lamináty na bázi polytetrafluoretylenu, jejichž koeficient tepelné roztažnosti kolísá ve velmi malém rozmezí, což může splnit přísné požadavky na přesnost desek plošných spojů v prostředí s extrémními teplotami. Zároveň posílíme kontrolu příchozích měděných-laminátů a přísně testujeme různé výkonnostní ukazatele desek prostřednictvím vysoce přesného testovacího zařízení, abychom zajistili stabilní a spolehlivou kvalitu každé šarže měděných{11}}laminátů.
Optimalizace kvality měděné fólie: Vyberte vysoce kvalitní- měděnou fólii s jednotnou tloušťkou a přísně sledujte výrobní proces měděné fólie. Některé podniky vyrábějící měděné fólie používají pokročilé elektrolytické procesy a vysoce{2}}přesná válcovací zařízení k výrobě měděných fólií s tolerancemi tloušťky ± 0,5 μm, což poskytuje vysoce kvalitní-materiálový základ pro výrobu desek plošných spojů. Navíc zlepšením procesu spojování mezi měděnou fólií a substrátem, jako je použití speciálních technik povrchové úpravy, lze zlepšit adhezi mezi měděnou fólií a substrátem, čímž se snižují problémy s přesností způsobené odlupováním měděné fólie během zpracování.
(3) Rafinované řízení výrobních procesů
Optimalizace procesu leptání: Vytvořením přesného modelu procesu leptání v kombinaci s-monitorováním v reálném čase a systémem kontroly zpětné vazby lze dosáhnout přesné kontroly procesu leptání. Například použití online detekčního zařízení pro monitorování parametrů, jako je koncentrace, teplota a rychlost leptání leptacího roztoku v reálném čase, automatické nastavení množství doplňování a doby leptání leptacího roztoku na základě monitorovaných dat, aby byla zajištěna stabilita a jednotnost procesu leptání. Současně vývoj nových vzorců leptacího roztoku a procesů leptání, jako je použití technologie pulzního leptání, může účinně snížit boční leptání během procesu leptání, zlepšit čistotu hran a přesnost obvodu.
Zlepšení procesu galvanického pokovování: V reakci na t. zv
Problém malých otvorů pro pokovování, jsou přijímány pokročilé technologie, jako je pulzní galvanické pokovování a ultrazvukové pokovování. Pulzní galvanické pokovování řídí stav zapnuto/vypnuto proudu, což umožňuje iontům kovu v pokovovacím roztoku ukládat se rovnoměrněji na stěnu otvoru, což účinně zlepšuje rovnoměrnost povlaku na stěně otvoru. Ultrazvukové galvanické pokovování využívá kavitačního efektu ultrazvukových vln ke zvýšení tekutosti pokovovacího roztoku a schopnosti difúze kovových iontů, čímž se zlepšuje kvalita galvanického pokovování malých -průměrů pokovených otvorů. Optimalizace konstrukčního návrhu zařízení pro galvanické pokovování navíc zajišťuje, že proudová hustota je rovnoměrně rozložena po celé oblasti galvanického pokovování, čímž je dosaženo konzistentní tloušťky povlaku a zlepšuje se přesnost a spolehlivost desek plošných spojů.