PCBs multicamadas, com sua estrutura condutora multi-camadas e desempenho elétrico estável, são amplamente usados em-campos avançados, como comunicações, servidores e controle industrial.. 8-PCBs de camadas e 12-camadas se enquadram na categoria de placas de circuito de alta multicamadas, com procedimentos de processamento complexos e requisitos extremamente altos de precisão do equipamento, parâmetros de processo e controle ambiental. Embora a estrutura geral do processo seja semelhante, existem diferenças significativas em aspectos essenciais, como empilhamento, tempos de laminação, precisão de alinhamento, perfuração e galvanoplastia, devido ao número crescente de camadas. A seção a seguir, com base na experiência prática de produção, descreve o fluxo completo de processamento e os principais pontos tecnológicos para ambos os tipos de PCBs multicamadas.
1. Pré-processamento de materiais e planejamento de empilhamento
O pré-processamento do material é fundamental para garantir a estabilidade da placa. PCBs de 8-camadas e 12-camadas usam placas de núcleo laminado-revestido de cobre (CCL), pré-impregnado (folhas PP) e folha de cobre como materiais de núcleo, diferindo apenas no método de empilhamento. Na chegada da matéria-prima, o primeiro passo é o corte. Todo o rolo de CCL é cortado em placas centrais de tamanho-padrão de acordo com as especificações de produção. As bordas cortadas devem ser lisas e sem rebarbas-para evitar problemas de delaminação em processos subsequentes. Em seguida, as tábuas são cozidas para remover a umidade. Placas multicamadas de alta-camada absorvem facilmente a umidade; o cozimento-em alta temperatura remove completamente essa umidade, evitando defeitos como bolhas e delaminação após a laminação. Para empilhamento de camadas, PCBs de 8 camadas normalmente usam um padrão de empilhamento simétrico 2+4+2 ou 4+4, dividido em dois ou três módulos. Apenas duas laminações completas são necessárias para a fusão global. A estrutura simétrica compensa efetivamente o estresse térmico e reduz a probabilidade de empenamento da placa.. 12-As PCBs de camada têm ainda mais camadas, dobrando o número de camadas internas condutoras e isolantes. Uma estrutura de empilhamento de três segmentos 4+4+4 é comumente usada, exigindo três operações de laminação independentes. Cada segmento da pilha deve concluir independentemente os processos de fabricação da camada interna, escurecimento e pré-empilhamento. Quanto mais camadas, maior a complexidade do empilhamento intercamadas e maior o risco de desvio cumulativo, tornando o controle da sequência de empilhamento mais rigoroso. O pré-impregnado serve como isolamento intercalar e material de ligação. Para ambos os tipos de placas, as especificações apropriadas são selecionadas com base na espessura do isolamento e nos requisitos de impedância, e o empilhamento segue estritamente a regra de disposição alternada da placa central e do pré-impregnado.
2. Processo de fabricação de circuito de camada interna
As camadas internas são as principais portadoras para transmissão de sinal em PCBs multicamadas. O processo de fabricação para as camadas internas de PCBs de 8 e 12 camadas é o mesmo, incluindo tratamento de superfície da placa, transferência de padrão, gravação, remoção de filme, inspeção e escurecimento. 12-PCBs de camada, devido ao maior número de camadas internas, têm requisitos mais elevados para consistência de processamento em lote.
Limpeza e rugosidade da superfície da placa
Após o corte, a placa central entra primeiro na linha de produção de limpeza, onde soluções químicas e lavagem com água de alta-pressão removem óleo, poeira e camadas de óxido da superfície da placa. Posteriormente, a superfície do cobre passa por um tratamento de micro{2}}rugosidade para melhorar a adesão entre o filme fotossensível e a superfície do cobre, evitando o desprendimento do filme e defeitos do circuito durante a transferência do padrão. Todo o processo de limpeza é concluído em uma sala limpa e as partículas transportadas pelo ar são rigorosamente controladas para evitar que impurezas adiram à superfície da placa.
Transferência e gravação de padrões
Após a limpeza, o filme seco fotossensível é aplicado uniformemente na placa central. A replicação do padrão é concluída usando equipamento de imagem direta a laser. Este método oferece alta precisão de alinhamento e pode atender aos requisitos de processamento de circuitos finos. Após a imagem, uma solução reveladora é usada para dissolver o filme seco nas áreas não expostas, expondo as áreas da folha de cobre a serem gravadas. Em seguida, inicia-se o processo de gravação, utilizando uma solução de gravação especializada para remover o excesso de folha de cobre exposta, deixando apenas as linhas condutoras completas da camada interna. Durante o processamento, a temperatura da solução e a pressão de pulverização são monitoradas em tempo real, e a quantidade de gravação lateral é estritamente controlada para garantir bordas de linha perfeitas. Após o ataque químico, uma solução de decapagem é usada para remover qualquer película seca remanescente da superfície da placa, expondo as linhas de cobre puro.
Inspeção da camada interna e tratamento de escurecimento Todas as placas centrais da camada interna passam por inspeção óptica automatizada para identificar rapidamente defeitos como circuitos abertos, curtos-circuitos e lacunas. As placas defeituosas são classificadas e retrabalhadas diretamente. Placas centrais qualificadas entram no processo de escurecimento, uma etapa crucial antes da laminação de placas multicamadas. Através do tratamento químico, uma camada de óxido áspera e uniforme é gerada na superfície do circuito de cobre, melhorando significativamente a força de ligação entre a superfície do cobre e o pré-impregnado, evitando a delaminação intercamadas. Para PCBs de 12 camadas com mais de 8 camadas internas, os parâmetros de escurecimento devem ser calibrados uniformemente para garantir efeitos de rugosidade consistentes em cada placa central de camada interna.
3. Processo central de laminação em camadas
A laminação é o processo central na fabricação de PCB multicamadas e uma diferença significativa entre os processos de PCB de 8 e 12 camadas. Aumentar o número de camadas leva a uma atualização abrangente no número de laminações, na precisão do alinhamento, nos perfis de controle de temperatura e nos parâmetros de pressão, determinando diretamente a resistência estrutural geral e o rendimento da placa.
1). Pré-empilhamento e posicionamento De acordo com a estrutura de pilha pre-definida, a placa central interna dourada, o pré-impregnado e a folha de cobre externa são empilhados sequencialmente. 8-os PCBs de camada, devido a menos laminações, usam principalmente pinos mecânicos para posicionamento, permitindo que o deslocamento entre camadas seja controlado dentro de um intervalo razoável. 12-os PCBs de camada passam por três laminações segmentadas, aumentando significativamente o risco de desvio cumulativo entre camadas. O empilhamento-de segmento médio e o empilhamento geral exigem um sistema de posicionamento a laser, com precisão de posicionamento que excede em muito o posicionamento mecânico tradicional, garantindo o alinhamento preciso de dezenas de camadas. A rebitagem temporária é realizada após o empilhamento para evitar o desalinhamento das camadas durante o transporte.
2). Cura por prensagem a quente a vácuo As placas empilhadas são enviadas para um laminador a vácuo. O ambiente de vácuo remove completamente o ar intercalar, evitando a formação de bolhas. Ambos os tipos de placas empregam um processo segmentado de aquecimento e pressurização gradiente. Primeiro, a pré-prensagem-de baixa temperatura-permite que o pré-impregnado derreta e flua inicialmente, preenchendo pequenas lacunas entre as camadas. Em seguida, a temperatura e a pressão são aumentadas para a pressurização principal, permitindo que o pré-impregnado impregne totalmente a superfície da placa central. Finalmente, a cura é realizada a uma temperatura constante, endurecendo completamente a resina e unindo todas as camadas numa estrutura unificada. Os parâmetros de temperatura e pressão para as duas laminações do PCB de 8 camadas são relativamente amplos, resultando em uma maior tolerância a erros de processo. Para o PCB de 12 camadas, cada laminação segmentada requer uma curva de controle de temperatura definida separadamente. Múltiplas prensas quentes acumulam continuamente estresse térmico, portanto, as taxas de aquecimento e resfriamento, os tempos de retenção e os níveis de pressão precisam de controle preciso. O tempo de espera para cada laminação é maior para garantir a cura simultânea das múltiplas camadas de resina, evitando a deformação da placa e tensões internas irregulares. Após cada rodada de laminação, as placas são deixadas esfriar naturalmente até a temperatura ambiente antes do início da próxima rodada de laminação e prensagem, até que todas as camadas estejam integradas.
4. Processo de Perfuração e Metalização de Furos
Após a laminação, toda a placa entra no processo de furação. Os furos são os principais canais para a condutividade intercamada. Diferenças na espessura da placa e no número de camadas resultam em diferenças significativas nos parâmetros de perfuração, dificuldade de processamento e processos de galvanoplastia entre PCBs de 8 e 12 camadas.
Perfuração mecânica PCBs multicamadas de alta-usam brocas de metal duro para perfuração mecânica, com especificações de broca correspondentes que atendem a diferentes requisitos de diâmetro de furo.. 8-PCBs de camada têm uma placa mais fina e profundidade de perfuração menor; os parâmetros de velocidade de perfuração e taxa de avanço são definidos convencionalmente, e a precisão da posição do furo é facilmente controlada. 12-os PCBs de camada têm uma espessura geral maior e maior profundidade de perfuração; portanto, a taxa de avanço da broca precisa ser reduzida, a velocidade otimizada e a frequência de remoção de cavacos aumentada para evitar desgaste da broca por alta-temperatura, rebarbas nas paredes do furo e desalinhamento da posição do furo. Após a perfuração, todos os furos são rebarbados e a descalcificação é realizada para remover resíduos de resina e aparas de cobre, garantindo paredes lisas e limpas dos furos.
Metalização e galvanoplastia do furo Após a perfuração, o material da placa passa primeiro pelo revestimento químico de cobre, depositando uma fina camada de cobre nas paredes isolantes do furo para construir uma camada condutora básica e atingir a condutividade inicial dentro das paredes do furo. Isso é seguido por um-processo de galvanoplastia completo da placa, onde a eletrólise engrossa a camada de cobre nas paredes do furo e a camada de cobre na superfície da placa, garantindo a estabilidade da condutividade intercamada. Para PCBs de 8{7}} camadas, a galvanoplastia CC convencional é suficiente para atender aos requisitos de espessura do furo de cobre. Para PCBs de 12-camadas, com mais camadas e conexões de camada condutora mais longas, a distribuição desigual de corrente em algumas áreas de furos densamente compactadas exige processos de galvanoplastia segmentada ou galvanoplastia de pulso para garantir uma espessura uniforme da camada de cobre nas paredes do furo e evitar falhas de condutividade causadas por camadas de cobre excessivamente finas em determinadas áreas. Para algumas placas de 12 camadas de alta densidade, um processo de galvanoplastia de preenchimento pode ser usado para acomodar estruturas de furos complexos. Após a galvanoplastia, a espessura e a condutividade do cobre do furo são inspecionadas e as placas com camadas de cobre danificadas nas paredes do furo são descartadas.
5. Processo de fabricação de circuito de camada externa
Após perfurar e metalizar toda a placa, o circuito da camada externa é fabricado. Este processo é basicamente igual ao circuito da camada interna, mas como a placa já está formada, os padrões de controle são mais rigorosos. Primeiro, a superfície da placa é completamente limpa e áspera para remover resíduos de galvanoplastia. Em seguida, é aplicada uma película seca fotossensível. Através de uma série de processos, incluindo imagem a laser, revelação, gravação e remoção de filme, o circuito condutor externo é formado. Comparado com a camada interna, o circuito da camada externa está diretamente exposto ao ambiente externo. Após a gravação, as bordas e a largura da linha são cuidadosamente inspecionadas para garantir que a aparência e o desempenho atendam aos padrões. Após a conclusão do processo, o equipamento de inspeção óptica é usado para uma inspeção completa para verificar quaisquer defeitos de aparência nos circuitos da camada externa.
6. Máscara de solda, tratamento de superfície e processamento de formas
Revestimento da máscara de solda Depois que o circuito da camada externa passa na inspeção, a tinta da máscara de solda é revestida em toda a superfície da placa. Após o pré-cozimento, exposição, revelação e cura, apenas as áreas condutoras ficam expostas, enquanto o restante da superfície da placa é coberto pela camada de máscara de solda. A camada de máscara de solda isola a umidade externa e a poeira, evitando a oxidação do circuito e curtos-circuitos, ao mesmo tempo que melhora o desempenho de isolamento da placa. O processo para PCBs de 8 e 12 camadas é basicamente o mesmo nesta etapa, com a única diferença sendo a escolha da tinta resistente à solda com base no cenário de aplicação.
Tratamento de Superfície O método de tratamento de superfície apropriado é selecionado de acordo com o cenário de aplicação. Os processos comuns incluem níquel químico-revestimento de ouro, filme resistente à solda orgânica e nivelamento com ar quente. A principal função deste processo é proteger áreas condutoras expostas, melhorar a resistência à oxidação e o desempenho da conexão. Os dois tipos de placas multicamadas podem ser combinados de forma flexível com o processo de acordo com os-requisitos do usuário final.
Processamento de formas Usando fresadoras CNC ou puncionadeiras, o material da placa é processado no formato e nas dimensões exigidas pelo cliente, e as bordas em excesso são aparadas. Após o processamento, as bordas da placa são lixadas para garantir que fiquem planas e lisas, sem arestas vivas, delaminação, lascas ou outros problemas.
7. Inspeção Final e Classificação do Produto Acabado
Uma inspeção abrangente é realizada na fase do produto acabado, dividida em três seções principais: inspeção de aparência, inspeção dimensional e inspeção de continuidade elétrica. A inspeção visual depende de uma combinação de trabalho manual e equipamento óptico para verificar danos, manchas e diferenças de cor na tinta, circuitos e furos na superfície da placa. A inspeção dimensional utiliza instrumentos de precisão para verificar a espessura da placa, as dimensões gerais e as coordenadas dos furos, garantindo que todos os parâmetros atendam aos padrões. A inspeção elétrica emprega equipamentos especializados para testar a continuidade das camadas e o desempenho do isolamento ponto-por{4}}ponto, identificando circuitos abertos e curtos-circuitos ocultos. Depois de passar por todas as inspeções, os PCBs multicamadas de 8-camadas e 12 camadas são limpos, à prova de umidade e embalados antes de serem armazenados. Os produtos defeituosos são categorizados e registrados de acordo com o tipo de defeito, fornecendo suporte de dados para posterior otimização do processo.
O processamento de PCBs multicamadas de 8-camadas e 12-camadas é um sistema altamente sofisticado de processos interconectados. Embora sua lógica básica de processamento seja semelhante, as principais diferenças estão em quatro áreas principais: empilhamento de camadas, contagem de laminação, precisão de alinhamento e perfuração/revestimento. A PCB de 12{10}camadas, com sua contagem duplicada de camadas, apresenta complexidade, dificuldade de processamento e padrões de precisão significativamente maiores, exigindo muito mais de equipamentos de produção, ajustes de parâmetros de processo e controle ambiental de oficina em comparação com PCBs de 8 camadas. Na produção real, o ajuste fino dos parâmetros e o controle dos detalhes em cada processo afetam diretamente o rendimento e a estabilidade do produto acabado. Somente seguindo rigorosamente as especificações de processamento de placas multicamadas e otimizando as soluções de processo correspondentes para diferentes camadas de placas podemos produzir produtos PCB de alta multicamadas com desempenho estável e atendendo aos padrões de qualidade, satisfazendo assim as necessidades de aplicação de vários dispositivos eletrônicos de última geração.