Noggrannheten hos kretskort, som en nyckelindikator för att mäta kretskorts kvalitet och prestanda, påverkar djupgående elektronikindustrins utvecklingsbana. Från smartphones och datorer till flygutrustning och medicinska instrument, nästan alla elektroniska enheter förlitar sig på hög-precisionskretskort för att säkerställa stabil drift och bra prestanda.
1, den viktigaste betydelsen av precision i kretskort
(1) Säkerställ stabil elektrisk prestanda
Tryckta kretskort med hög precision kan exakt styra bredden, avståndet, såväl som positionen och storleken av vias på kretsen. I hög-kretsar kan subtila linjeavvikelser leda till impedansfel under signalöverföring, vilket orsakar problem som signalreflektion och dämpning, vilket allvarligt påverkar signalintegriteten.
(2) Förbättra tillförlitligheten hos elektroniska enheter
Noggrann kretskortsprecision kan effektivt minska sannolikheten för fel såsom kortslutningar och öppna kretsar. När komponenternas stift är exakt matchade med lödkuddarna på kretskortet garanteras lödkvaliteten och tål långvariga-strömstötar och mekaniska vibrationer. Inom fordonselektronik är noggrannheten hos kretskort för motorstyrenheter avgörande. Under körprocessen kommer bilar att möta komplexa miljöfaktorer som vibrationer och temperaturförändringar. Tryckta kretskort med hög precision kan säkerställa stabila interna kretsanslutningar av ECU, hålla motorn i bästa driftsläge, undvika onormal motordrift orsakad av kretskortsfel och säkerställa körsäkerhet och stabilitet.
(3) Främja miniatyriseringsprocessen av elektronisk utrustning
Med utvecklingen av elektroniska produkter mot miniatyrisering och lättvikt har högre krav ställts på integrationen av kretskort. Kretstillverkning och hålbearbetning med hög precision gör att fler komponenter och komplexa kretsar kan rymmas i begränsat utrymme. Om man tar en smartklocka som ett exempel är dess inre utrymme extremt begränsat, men det kräver integrering av flera funktionella moduler, såsom kommunikation, positionering, pulsövervakning, etc. Genom att använda hög-precisionstryckt kretskort är det möjligt att bearbeta fina linjer och små vior, konstruera komplexa och exakta kretssystem mellan kvadrattum, för att uppfylla de dubbla kraven på smart klocka och miniatyrisering.
2, Flera faktorer som påverkar noggrannheten hos kretskort
(1) Noggrannhetsbegränsningar för tillverkningsutrustning
Borrutrustning: Traditionell mekanisk borrutrustning har vissa begränsningar i borrkronans diameter och borrnoggrannhet. Generellt sett kan den minsta öppningen för vanlig mekanisk borrning nå cirka 0,2 mm, med en öppningsnoggrannhet på ± 0,05 mm. När hål med mindre diameter (som de som är mindre än 0,1 mm) behöver bearbetas är borrkronan benägen att slita, gå sönder och andra problem, vilket resulterar i ökad hålpositionsavvikelse. Även om laserborrningsteknik kan uppnå bearbetning av mindre öppningar med en noggrannhet på ± 0,01 mm eller ännu högre, är utrustningskostnaden hög och bearbetningseffektiviteten relativt låg.
Litografiutrustning: Litografi är en kritisk process för att överföra kretsmönster till koppar-klädda laminat. Upplösningen för litografiutrustning bestämmer den minsta linjebredd och -avstånd som kan produceras. Till exempel kan upplösningen för vanlig litografiutrustning vara runt 10 μm, vilket är svårt att uppfylla bearbetningskraven för hög-precisionskretskort för 3 μm eller ännu finare linjer. High end litografiutrustning, såsom extrem ultraviolett litografiutrustning, kan uppnå nanometernivåupplösning, men utrustningspriset är extremt dyrt och den tekniska tröskeln är extremt hög. För närvarande används det bara i ett fåtal avancerade företag som tillverkar tryckta kretskort.
(2) Fluktuationer i råvarornas egenskaper
Kopparklädd laminat: Planheten och värmeutvidgningskoefficienten för kopparbeklädd laminat har en betydande inverkan på noggrannheten hos tryckta kretskort. Under hög-temperaturbehandling, om värmeutvidgningskoefficienten för den koppar-beklädda kortet är instabil, kommer det att orsaka deformation av kortet, vilket resulterar i avvikelser i krets- och hålpositionerna. Till exempel har vissa billiga-koppar-klädda laminat en hög värmeutvidgningskoefficient. I pressningsprocessen med flera-lager är det, på grund av den inkonsekventa expansionen och sammandragningen av varje lager av brädan, lätt att orsaka felinställning mellan lagren, vilket påverkar den övergripande noggrannheten. Kopparbeklädda laminat av hög kvalitet, till exempel de som är gjorda av högpresterande material som polyimid, har en låg och stabil värmeutvidgningskoefficient, vilket effektivt kan minska noggrannhetsförlusten som orsakas av termisk deformation.
Kopparfolie: Jämnheten hos kopparfolietjockleken kan inte ignoreras. Om det finns en avvikelse i tjockleken på kopparfolien, under etsningsprocessen, kanske de tjockare delarna inte etsas helt, medan de tunnare delarna kan överetsas, vilket resulterar i inkonsekventa kretsbredder och påverkar kretsens prestanda. Dessutom är bindningskraften mellan kopparfolie och substrat otillräcklig, vilket kan leda till att kopparfolien flagar av under efterföljande bearbetning och även skada kretskortets noggrannhet.
(3) De komplexa utmaningarna i produktionsprocesser
Etsningsprocess: Etsning är processen att ta bort onödiga kopparlager för att bilda kretsmönster. Koncentrationen, temperaturen, etsningstiden och spraylikformigheten hos etsningsutrustningen för etslösningen kan alla påverka etsningsnoggrannheten. Om koncentrationen av etslösning är för hög eller om etsningstiden är för lång, kommer det att orsaka överdriven etsning av kretsen och resultera i en tunnare linjebredd; Tvärtom, om etsningen är otillräcklig, kommer överskott av koppar att finnas kvar, vilket orsakar en kortslutning i kretsen. Dessutom, under etsningsprocessen av fler-lagerskivor, på grund av skillnaderna i graden av kontakt mellan varje lager av kopparfolie och etsningslösningen, är det mer sannolikt att ojämn etsning inträffar, vilket påverkar noggrannheten för varje lager av krets.
Elektropläteringsprocess: Under galvaniseringsprocessen av hål och kretsar är det nödvändigt att säkerställa att pläteringslösningen jämnt kan avsätta metall på hålväggarna och kretsytorna för att bilda ett bra ledande skikt. För pläterade hål med små öppningar kan pläteringslösningens flytbarhet och diffusionen av metalljoner vara begränsad, vilket kan leda till ojämn beläggning på hålväggen och påverka den elektriska anslutningsprestandan. Dessutom kan den ojämna fördelningen av strömtätheten under galvaniseringsprocessen också orsaka inkonsekvent beläggningstjocklek, vilket i sin tur påverkar kretskortets noggrannhet och tillförlitlighet.
3, Innovativa strategier för att förbättra noggrannheten hos kretskort
(1) Investering och uppgradering av avancerad tillverkningsutrustning
Tillämpning av hög-precisionsborrutrustning: företag som tillverkar tryckta kretskort har antagit borrutrustning med automatisk centreringsfunktion, som övervakar borrkronans position och ställning i realtid genom hög-precisionssensorer, justerar automatiskt borrparametrar och effektivt minskar hålpositionsavvikelsen.
Forskning och introduktion av hög-litografiutrustning: För att bryta igenom begränsningarna för litografiupplösning har företag ökat sina investeringar i forskning och utveckling av hög-litografiutrustning. Litografiutrustningen som utvecklats oberoende av företaget antar avancerade optiska system och bildigenkänningsteknik, som kan uppnå linjeupplösning under 5 μm. Samtidigt introducerar vi aktivt avancerad litografiutrustning från utlandet, till exempel utrustning för djup ultraviolett litografi, som har en upplösning på cirka 2 μm, vilket avsevärt förbättrar noggrannheten i produktionen av kretskortskretsar och ger starkt stöd för tillverkning av kretskort med hög-densitet och hög-prestanda.
(2) Strikt kontroll av råvarans kvalitet
Val och anpassning av koppar-klädda laminat: företag som tillverkar tryckta kretskort arbetar nära med leverantörer av koppar-klädda laminat för att välja eller anpassa lämpliga koppar-klädda laminat baserat på precisionskraven för olika produkter. För appliceringsscenarier med hög-precision är det att föredra att välja koppar-laminat med låg värmeutvidgningskoefficient och hög planhet. Till exempel, vid tillverkning av tryckta kretskort inom flygindustrin, används ofta koppar-beklädda laminat baserade på polytetrafluoreten, vars värmeutvidgningskoefficient varierar inom ett mycket litet område, vilket kan uppfylla de strikta kraven på kretskorts noggrannhet i extrema temperaturmiljöer. Samtidigt kommer vi att förstärka inspektionen av inkommande koppar-klädda laminat och strikt testa de olika prestandaindikatorerna för skivorna genom hög-precisionstestutrustning för att säkerställa den stabila och pålitliga kvaliteten på varje parti koppar-laminat.
Optimering av kopparfoliekvalitet: Välj kopparfolie av hög-kvalitet och jämn tjocklek, och övervaka noggrant produktionsprocessen för kopparfolie. Vissa företag som tillverkar kopparfolie använder avancerade elektrolytiska processer och hög-valsutrustning för att producera kopparfolier med tjocklekstoleranser som kontrolleras inom ± 0,5 μm, vilket ger en hög-råmaterialbas för tillverkning av kretskort. Dessutom, genom att förbättra bindningsprocessen mellan kopparfolie och substrat, såsom att använda speciella ytbehandlingstekniker, kan vidhäftningen mellan kopparfolie och substrat förbättras, vilket minskar noggrannhetsproblem som orsakas av att kopparfolien skalar under bearbetningen.
(3) Förfinad hantering av produktionsprocesser
Optimering av etsningsprocessen: Genom att upprätta en noggrann etsningsprocessmodell, i kombination med-realtidsövervakning och återkopplingskontrollsystem, kan exakt kontroll av etsningsprocessen uppnås. Till exempel att använda onlinedetekteringsutrustning för att övervaka parametrar som koncentration, temperatur och etsningshastighet för etslösningen i realtid, automatisk justering av påfyllningsmängden och etsningstiden för etslösningen baserat på övervakningsdata för att säkerställa stabiliteten och enhetligheten i etsningsprocessen. Samtidigt kan utvecklingen av nya formler för etslösningar och etsningsprocesser, såsom användningen av pulsetsningsteknik, effektivt minska sidoetsningen under etsningsprocessen, förbättra kretsens kanttydlighet och noggrannhet.
Förbättring av galvaniseringsprocessen: Som svar på t
Problemet med pläteringshål med små öppningar, avancerad teknik som pulselektroplätering och ultraljudsassisterad galvanisering används. Pulselektroplätering kontrollerar på/av-tillståndet för strömmen, vilket tillåter metalljoner i pläteringslösningen att avsättas mer jämnt på hålväggen, vilket effektivt förbättrar likformigheten hos beläggningen på hålväggen. Ultraljudsassisterad elektroplätering använder kavitationseffekten av ultraljudsvågor för att förbättra flytbarheten hos pläteringslösningen och diffusionsförmågan hos metalljoner, och förbättrar därigenom galvaniseringskvaliteten hos pläterade hål med små -diameter. Dessutom säkerställer optimering av den strukturella utformningen av galvaniseringsutrustning att strömtätheten är jämnt fördelad över hela galvaniseringsområdet, vilket uppnår konsistens i beläggningstjockleken och förbättrar kretskortens noggrannhet och tillförlitlighet.