Ve výrobním procesu desky s plošnými spoji je fáze tvarování klíčovým krokem při zpracování hotové desky s plošnými spoji do tvaru a velikosti, které splňují požadavky na design. Různé způsoby tvarování desek plošných spojů jsou vhodné pro různé potřeby výroby a existují značné rozdíly v jejich technických vlastnostech a aplikačních scénářích.
1, Mechanické zpracování a tváření
Mechanické tváření je poměrně tradiční a široce používaná metoda tváření desek plošných spojů, která zahrnuje zejména frézování a lisování.
(1) Frézovací zpracování
Frézování je použití CNC frézek k řezání desek plošných spojů pomocí vysokorychlostních{0}}rotačních fréz. Před zpracováním je nutné vygenerovat CNC obráběcí kódy na základě souboru návrhu desky plošných spojů pro přesné řízení trajektorie frézy. Frézy jsou obvykle vyrobeny z materiálu z wolframové oceli o průměru obecně mezi 0,8-3 mm a lze je flexibilně vybrat podle tloušťky plechu a požadavků na přesnost řezání. Tato metoda je vhodná pro zpracování desek plošných spojů různých tvarů, zejména u plošných spojů se složitými tvary a vysokými požadavky na přesnost, jako jsou desky nepravidelného tvaru, desky plošných spojů s nepravidelnými zářezy nebo otvory. Jeho výhoda spočívá ve vysoké přesnosti zpracování, kterou lze obecně řídit v rozmezí ± 0,1 mm a lze ji přizpůsobit výrobním potřebám malých sérií a více druhů; Nevýhodou však je, že rychlost zpracování je relativně pomalá, řezné nástroje mají problémy s opotřebením, je třeba je pravidelně vyměňovat a odpovídajícím způsobem se také zvýší náklady na zpracování. Kromě toho mohou úlomky a prach generované během procesu mletí ovlivnit prostředí zpracování a kvalitu produktu a je třeba vybavit odpovídající vakuové zařízení.
(2) Lisování
Lisování se používá především pro standardizované desky plošných spojů vyráběné ve velkém množství. Principem je předem vyrobit formu, která odpovídá tvaru desky s tištěnými spoji, a vyvinout tlak pomocí děrovacího lisu, aby se deska s tištěnými spoji rychle tvarovala působením formy. Lisovací formy jsou obvykle vyrobeny z tvrdé slitiny, která má vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Tato metoda má extrémně vysokou efektivitu výroby a při jednom lisování lze vytvořit více desek plošných spojů, vhodných pro výrobu desek plošných spojů s pravidelným vzhledem a jednotnou velikostí, jako je univerzální deska s plošnými spoji ve výrobcích spotřební elektroniky. Jeho výhodami jsou vysoká efektivita výroby, nízké náklady a schopnost uspokojit potřeby-výroby ve velkém měřítku; Náklady na výrobu formy jsou však vysoké a cyklus je dlouhý. Pokud se design výrobku změní, je třeba formu předělat, což má za následek špatnou flexibilitu. Proto není vhodný pro malosériovou nebo zakázkovou výrobu.
2, tváření laserovým řezáním
Lisování řezáním laserem je proces, při kterém se pomocí laserového paprsku s vysokou{0}}energií ozařuje deska s plošnými spoji, což způsobuje místní okamžité roztavení a odpařování plechu, čímž se dosáhne oddělení řezáním. Podle různých zdrojů laseru jej lze rozdělit na řezání CO ₂ laserem a řezání ultrafialovým laserem.
(1) Řezání CO ₂ laserem
Vlnová délka CO ₂ laseru je 10,6 μm a jeho energie je absorbována především organickými materiály v desce s plošnými spoji, jako je pryskyřice, skleněné vlákno atd. Během procesu řezání laserový paprsek snímá po předem stanovené dráze a rychle zahřeje materiál na teplotu odpařování a vytvoří řez. Řezání CO ₂ laserem má vysokou rychlost a vysokou účinnost, vhodné pro řezání desek plošných spojů s tenkou tloušťkou (obecně menší než 2 mm), zvláště široce používané při tvarování a zpracování flexibilních desek s plošnými spoji. Dokáže zpracovávat složité tvary s minimální šířkou čáry 0,15 mm a hladkými řeznými hranami, bez nutnosti následného leštění. Řezání CO ₂ laserem však vytvoří určitou tepelně ovlivněnou zónu, která může způsobit karbonizaci materiálu řezné hrany, což ovlivňuje elektrický výkon a kvalitu vzhledu desky plošných spojů.
(2) Řezání UV laserem
Vlnová délka ultrafialového laseru je relativně krátká, obvykle kolem 355 nm, a jeho fotonová energie je vysoká. Může přímo rozbít molekulární vazby materiálů prostřednictvím fotochemických reakcí a dosáhnout tak „studeného zpracování“. Tato metoda nemá téměř žádnou tepelně ovlivněnou zónu a extrémně vysokou přesnost řezání, až ± 0,02 mm, díky čemuž je zvláště vhodná pro zpracování vysoce-přesných a spolehlivých desek plošných spojů, jako jsou propojovací desky s vysokou-hustotou, obalové substráty polovodičů atd. Řezání UV laserem může zpracovávat také desky plošných spojů vyrobené ze speciálních materiálů, jako je keramika a kovy, s širokou škálou aplikací; Náklady na zařízení jsou však vysoké a účinnost zpracování je relativně nízká. V současnosti se používá hlavně při výrobě-výrobků s plošnými spoji vyšší třídy.
3, Chemické leptání tváření
Chemické leptání je použití chemických činidel k selektivní korozi měděných-laminátů, čímž se vytvoří požadovaný tvar obvodové desky. Před tvarováním je třeba na povrchu měděného- laminátu pomocí technologie fotolitografie vytvořit vrstvu odolnou proti korozi, která chrání oblasti, které nevyžadují leptání. Poté se plech ponoří do leptacího roztoku, aby se rozpustila a odstranila nechráněná měděná fólie. Chemické leptání je vhodné pro výrobu desek plošných spojů s jednoduchým vzhledem a nízkými požadavky na přesnost, jako jsou jednostranné-desky nebo některé cenově citlivé elektronické produkty. Jeho předností je, že nevyžaduje složité mechanické vybavení, má nízké výrobní náklady a dokáže zpracovat extrémně tenké obvody z měděné fólie; Nevýhody jsou ale také zcela zřejmé. Proces leptání je obtížné přesně řídit a přesnost tvarování je nízká, obecně v rozmezí ± 0,2-0,3 mm. Kromě toho má chemický leptací roztok určité znečištění životního prostředí a musí být řádně ošetřen.
4, Jiné způsoby formování
(1) Řezání vodním paprskem
Řezání vodním paprskem je použití vysokotlakých vodních-paprsků nesoucích abraziva k řezání desek plošných spojů. Tato metoda je vhodná pro řezání desek plošných spojů různých tlouštěk a materiálů, zejména pro zpracování desek plošných spojů s vysokou tvrdostí jako je keramika a kovové podklady. Řezání vodním paprskem nemá tepelně ovlivněnou oblast a dobrou kvalitu řezné hrany s přesností ± 0,1 mm. Během procesu řezání však vzniká značný hluk a proud vody může mít určitý dopad na desku plošných spojů, což může ovlivnit výkon součástí na desce. Zároveň jsou provozní náklady zařízení vysoké.
(2) Tváření forem
V některých speciálních scénářích, jako je výroba desek plošných spojů se speciální trojrozměrnou strukturou, se používají metody tváření forem. Vstříkněte tekutý pryskyřičný materiál do dutiny formy prostřednictvím vstřikování a vložte do ní předem vyrobenou obvodovou desku. Po vytvrzení vytvarujte součásti desky plošných spojů se specifickými tvary a funkcemi. Touto metodou lze dosáhnout integrovaného lisování desek plošných spojů a pouzder, což zlepšuje integraci a spolehlivost produktů. Konstrukce a výroba forem jsou však složité a nákladné a používají se hlavně pro specifickou zakázkovou výrobu produktů.