Proses Pengilangan HDI Tegar Flex Pcb

PCB lentur tegar HDI (Sambung Ketumpatan Tinggi) mewakili kemuncak teknologi papan litar bercetak termaju, menggabungkan kelebihan keupayaan pendawaian berketumpatan tinggi dengan fleksibiliti papan lentur tegar.Artikel ini bertujuan untuk menjelaskan proses pembuatan PCB lentur tegar HDI dan memberikan pandangan berharga tentang struktur, bahan dan langkah pembuatan utamanya.Dengan memahami kerumitan yang terlibat, jurutera dan pereka boleh mengoptimumkan reka bentuk mereka dan bekerjasama secara berkesan dengan pengeluar untuk menjadikan idea inovatif mereka menjadi realiti.

1.MemahamiPCB fleksibel tegar HDI：

HDI (High Density Interconnect) rigid-flex PCB ialah bentuk papan litar bercetak termaju yang menggabungkan kelebihan interkoneksi berketumpatan tinggi dan fleksibiliti.Gabungan unik ini menjadikannya sangat sesuai untuk memenuhi keperluan peralatan elektronik moden.
Sambungan berketumpatan tinggi merujuk kepada keupayaan untuk mencapai komponen berketumpatan tinggi dan penghalaan isyarat dalam ruang papan yang terhad.Memandangkan permintaan untuk peranti yang lebih kecil dan lebih padat terus berkembang, teknologi HDI membolehkan reka bentuk dan pengeluaran litar kompleks dalam faktor bentuk yang lebih kecil. Ketumpatan antara sambungan yang meningkat membolehkan lebih banyak fungsi disepadukan ke dalam peranti yang lebih kecil, menjadikannya lebih cekap dan berkuasa.
Fleksibiliti ialah satu lagi ciri utama PCB lentur tegar HDI. Fleksibiliti ini membolehkan papan dibengkokkan, dilipat atau dipintal tanpa menjejaskan prestasi atau kebolehpercayaan.Fleksibiliti amat bermanfaat untuk peranti elektronik yang memerlukan reka bentuk fizikal yang kompleks atau perlu menahan getaran, kejutan atau persekitaran yang melampau. Ia juga membolehkan penyepaduan lancar komponen elektronik daripada bahagian papan litar yang berbeza, menghapuskan keperluan untuk penyambung atau kabel tambahan.
Menggunakan teknologi HDI menawarkan beberapa kelebihan.Pertama, ia meningkatkan integriti isyarat dengan meminimumkan jarak antara komponen dan sambung, mengurangkan kehilangan isyarat, crosstalk dan gangguan elektromagnet. Ini meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan untuk aplikasi digital dan RF berkelajuan tinggi. Kedua, HDI rigid-flex PCB boleh mengurangkan saiz dan berat keseluruhan peralatan elektronik dengan ketara. Teknologi HDI menghapuskan keperluan untuk penyambung tambahan, kabel dan sambungan papan ke papan, membolehkan reka bentuk yang padat dan ringan. Ini amat berharga untuk industri seperti aeroangkasa dan elektronik pengguna mudah alih, di mana penjimatan berat dan ruang adalah kritikal. Selain itu, teknologi HDI juga meningkatkan kebolehpercayaan peralatan elektronik. Dengan meminimumkan bilangan interkoneksi, PCB lentur tegar HDI mengurangkan risiko kegagalan akibat sambungan longgar atau kelesuan sendi pateri. Ini meningkatkan kualiti produk dan meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang.
Aplikasi lentur tegar HDI ditemui dalam pelbagai industri, termasuk aeroangkasa, peranti perubatan, telekomunikasi dan elektronik pengguna.Dalam industri aeroangkasa, PCB lentur tegar HDI digunakan dalam sistem kawalan penerbangan, avionik dan sistem komunikasi kerana saiznya yang padat, ringan dan keupayaan untuk menahan keadaan yang melampau. Dalam bidang perubatan, ia digunakan dalam peranti seperti perentak jantung, sistem pengimejan perubatan, dan peranti boleh implan. Telekomunikasi dan elektronik pengguna mendapat manfaat daripada saiz yang dikecilkan dan peningkatan prestasi PCB tegar HDI dalam telefon pintar, tablet, boleh pakai dan peranti mudah alih yang lain.

2.Proses pembuatan PCB tegar-fleksibel HDI: langkah demi langkah

A. Reka bentuk kekangan dan sediakan fail CAD:
Langkah pertama dalam proses pembuatan PCB tegar-flex HDI adalah untuk mempertimbangkan kekangan reka bentuk dan menyediakan fail CAD. Kekangan reka bentuk memainkan peranan penting dalam menentukan prestasi PCB, kebolehpercayaan dan kebolehkilangan. Beberapa kekangan reka bentuk penting untuk dipertimbangkan ialah:
Had Saiz:
Saiz PCB bergantung pada keperluan peranti di mana ia digunakan. Ia adalah perlu untuk memastikan bahawa PCB sesuai dengan ruang yang ditetapkan tanpa menjejaskan fungsi atau kebolehpercayaan.
Kebolehpercayaan:
Reka bentuk PCB harus boleh dipercayai dan dapat menahan keadaan operasi yang dijangkakan. Faktor-faktor seperti suhu, kelembapan, getaran dan tekanan mekanikal perlu diambil kira semasa proses reka bentuk.
Integriti Isyarat:
Reka bentuk harus mempertimbangkan integriti isyarat untuk meminimumkan risiko pengecilan isyarat, bunyi atau gangguan. Isyarat digital dan RF berkelajuan tinggi memerlukan penghalaan yang teliti dan kawalan impedans.
Pengurusan Terma:
Pengurusan terma adalah penting untuk mengelakkan terlalu panas dan memastikan prestasi optimum komponen elektronik. Pelesapan haba boleh dicapai melalui penempatan vias haba, sink haba dan pad haba yang betul. Perisian CAD digunakan untuk mencipta fail susun atur PCB. Ia membolehkan pereka bentuk untuk menentukan susunan lapisan, penempatan komponen dan penghalaan surih tembaga. Perisian CAD menyediakan alat dan keupayaan untuk mewakili dan menggambarkan reka bentuk dengan tepat, menjadikannya lebih mudah untuk mengenal pasti dan membetulkan sebarang masalah yang berpotensi sebelum pengeluaran.
B. Pemilihan Bahan dan Reka Bentuk Susun Atur:
Selepas menyediakan fail CAD, langkah seterusnya ialah pemilihan bahan dan reka bentuk layup. Memilih bahan yang betul adalah penting untuk memastikan PCB fleksibel tegar HDI mencapai prestasi elektrik yang diperlukan, pengurusan haba dan integriti mekanikal. Bahan lapisan tegar, seperti FR-4 atau lamina berprestasi tinggi, memberikan sokongan mekanikal dan kestabilan. Lapisan fleksibel biasanya diperbuat daripada polimida atau filem poliester untuk fleksibiliti dan ketahanan. Proses reka bentuk tindanan melibatkan penentuan susunan lapisan yang berbeza, termasuk lapisan tegar dan fleksibel, ketebalan kuprum dan bahan dielektrik. Reka bentuk tindanan harus mempertimbangkan faktor seperti integriti isyarat, kawalan impedans dan pengagihan kuasa. Peletakan lapisan dan pemilihan bahan yang betul membantu memastikan penghantaran isyarat yang cekap, meminimumkan crosstalk dan memberikan fleksibiliti yang diperlukan.
C. Penggerudian laser dan pembentukan lubang mikro:
Penggerudian laser ialah langkah kritikal dalam mencipta mikrovia penghalaan berketumpatan tinggi dalam PCB HDI. Mikrovia ialah lubang kecil yang digunakan untuk menyambungkan lapisan PCB yang berbeza, membolehkan sambungan ketumpatan yang lebih tinggi. Penggerudian laser menawarkan beberapa kelebihan berbanding kaedah penggerudian mekanikal tradisional. Ia membolehkan apertur yang lebih kecil, membolehkan ketumpatan penghalaan yang lebih tinggi dan reka bentuk yang lebih padat. Penggerudian laser juga memberikan ketepatan dan kawalan yang lebih tinggi, mengurangkan risiko salah jajaran atau kerosakan pada bahan sekeliling. Dalam proses penggerudian laser, pancaran laser tertumpu digunakan untuk menghilangkan bahan, mewujudkan lubang kecil. Lubang-lubang itu kemudiannya dilogamkan untuk memberikan kekonduksian antara lapisan, membolehkan penghantaran isyarat yang cekap.
D. Penyaduran kuprum kimia:
Penyaduran tembaga tanpa elektro ialah langkah utama dalam proses pembuatan papan lentur tegar HDI. Proses ini melibatkan penyimpanan lapisan nipis kuprum dalam mikropori dan pada permukaan PCB. Kepentingan penyaduran tembaga tanpa elektro terletak pada keupayaannya untuk memastikan sambungan elektrik yang boleh dipercayai dan penghantaran isyarat yang baik. Lapisan kuprum mengisi mikrovia dan menyambungkan lapisan PCB yang berbeza, membentuk laluan konduktif untuk isyarat. Ia juga menyediakan permukaan yang boleh dipateri untuk lampiran komponen. Proses penyaduran kuprum tanpa elektro melibatkan beberapa langkah, termasuk penyediaan permukaan, pengaktifan dan pemendapan. PCB terlebih dahulu dibersihkan dan diaktifkan untuk menggalakkan lekatan. Tindak balas kimia kemudiannya digunakan untuk menggunakan larutan yang mengandungi ion kuprum ke permukaan PCB, mendepositkan lapisan nipis kuprum.
E. Pemindahan Imej dan Litografi:
Penghantaran imej dan fotolitografi adalah komponen proses pembuatan PCB tegar-flex HDI. Langkah-langkah ini termasuk menggunakan bahan photoresist untuk mencipta corak litar pada permukaan PCB dan mendedahkannya kepada cahaya UV melalui photomask bercorak. Semasa proses pemindahan imej, bahan photoresist digunakan pada permukaan PCB. Bahan photoresist sensitif kepada cahaya UV dan boleh terdedah secara terpilih. PCB kemudiannya diselaraskan dengan photomask bercorak dan cahaya UV disalurkan melalui kawasan jelas photomask untuk mendedahkan photoresist. Selepas pendedahan, PCB dibangunkan untuk mengeluarkan photoresist yang tidak terdedah, meninggalkan corak litar yang diingini. Corak ini bertindak sebagai lapisan pelindung dalam proses seterusnya. Untuk mencipta jejak litar, bahan kimia etsa digunakan untuk mengeluarkan kuprum yang tidak diingini. Kawasan yang tidak dilindungi oleh photoresist terdedah kepada etchant, yang secara selektif mengeluarkan tembaga, meninggalkan kesan litar yang dikehendaki.
F. Proses etsa dan penyaduran elektrik:
Tujuan proses goresan adalah untuk mengeluarkan lebihan kuprum dan mencipta jejak litar pada PCB lentur tegar HDI. Etsa melibatkan penggunaan etchant, biasanya asid atau larutan kimia, untuk secara selektif mengeluarkan kuprum yang tidak diingini. Goresan dikawal oleh lapisan photoresist pelindung yang menghalang etchant daripada menyerang jejak litar yang diperlukan. Kawal dengan teliti tempoh dan kepekatan etchant untuk mencapai lebar dan kedalaman jejak yang dikehendaki. Selepas etsa, fotoresist yang tinggal dilucutkan untuk mendedahkan kesan litar. Proses pelucutan melibatkan penggunaan pelarut untuk melarutkan dan mengeluarkan photoresist, meninggalkan kesan litar yang bersih dan jelas. Untuk mengukuhkan jejak litar dan memastikan kekonduksian yang betul, proses penyaduran diperlukan. Ini melibatkan mendepositkan lapisan tambahan tembaga pada jejak litar melalui proses penyaduran elektro atau tanpa elektro. Ketebalan dan keseragaman penyaduran kuprum adalah penting untuk mencapai sambungan elektrik yang boleh dipercayai.
G. Aplikasi topeng pateri dan pemasangan komponen:
Aplikasi topeng pateri dan pemasangan komponen adalah langkah penting dalam proses pembuatan PCB tegar-flex HDI. Gunakan topeng pateri untuk melindungi kesan tembaga dan menyediakan penebat di antaranya. Topeng pateri membentuk lapisan pelindung di seluruh permukaan PCB, tidak termasuk kawasan yang memerlukan pematerian, seperti pad komponen dan vias. Ini membantu mengelakkan penjembatan pateri dan seluar pendek semasa pemasangan. Pemasangan komponen melibatkan meletakkan komponen elektronik pada PCB dan mematerikannya ke tempatnya. Komponen diletakkan dengan teliti dan diselaraskan dengan pad pendaratan untuk memastikan sambungan elektrik yang betul. Gunakan teknik pematerian seperti aliran semula atau pematerian gelombang bergantung pada jenis komponen dan keperluan pemasangan. Proses pematerian aliran semula melibatkan pemanasan PCB pada suhu tertentu yang menyebabkan pateri cair dan membentuk sambungan kekal antara petunjuk komponen dan pad PCB. Penyolderan gelombang biasanya digunakan untuk komponen lubang melalui, di mana PCB disalurkan melalui gelombang pateri cair untuk membentuk sambungan.
H. Ujian dan Kawalan Kualiti:
Langkah terakhir dalam proses pembuatan PCB tegar-flex HDI ialah ujian dan kawalan kualiti. Ujian yang ketat adalah penting untuk memastikan prestasi, kebolehpercayaan dan kefungsian PCB. Lakukan ujian elektrik untuk memeriksa seluar pendek, bukaan dan kesinambungan. Ini melibatkan penggunaan voltan dan arus tertentu pada PCB dan mengukur tindak balas menggunakan peralatan ujian automatik. Pemeriksaan visual juga dilakukan untuk mengesahkan kualiti sambungan pateri, penempatan komponen, dan kebersihan keseluruhan PCB. Ia membantu mengenal pasti sebarang kemungkinan kecacatan seperti komponen tidak sejajar, jambatan pateri atau bahan cemar. Di samping itu, analisis tegasan haba boleh dilakukan untuk menilai keupayaan PCB untuk menahan kitaran suhu atau kejutan haba. Ini amat penting dalam aplikasi di mana PCB terdedah kepada perubahan suhu yang melampau. Semasa dan selepas setiap langkah proses pembuatan, langkah kawalan kualiti dilaksanakan untuk memastikan PCB memenuhi spesifikasi dan piawaian yang diperlukan. Ini termasuk memantau parameter proses, menjalankan kawalan proses statistik (SPC), dan melaksanakan audit berkala untuk mengenal pasti dan membetulkan sebarang penyelewengan atau anomali.

3. Cabaran yang dihadapi dalam pembuatan papan lentur tegar HDI：

Pembuatan papan lentur tegar HDI memberikan beberapa kerumitan dan cabaran yang mesti diuruskan dengan teliti untuk memastikan produk akhir berkualiti tinggi.Cabaran ini berkisar pada tiga bidang utama: penjajaran tepat, kecacatan permukaan dan perubahan impedans semasa pelapisan.
Penjajaran yang tepat adalah penting untuk papan lentur tegar HDI kerana ia melibatkan berbilang lapisan dan bahan yang mesti diletakkan dengan tepat. Mencapai penjajaran yang tepat memerlukan pengendalian dan kedudukan yang teliti bagi lapisan yang berbeza untuk memastikan vias dan komponen lain dijajarkan dengan betul. Sebarang salah jajaran boleh menyebabkan masalah besar seperti kehilangan isyarat, seluar pendek atau putus. Pengilang mesti melabur dalam peralatan dan teknologi canggih untuk memastikan penjajaran yang tepat sepanjang proses pengeluaran.
Mengelakkan kecacatan permukaan adalah satu lagi cabaran utama. Semasa proses pembuatan, kecacatan permukaan seperti calar, penyok atau bahan cemar mungkin berlaku, menjejaskan prestasi dan kebolehpercayaan papan lentur tegar HDI.Kecacatan ini boleh mengganggu sambungan elektrik, menjejaskan integriti isyarat, atau bahkan menyebabkan papan gagal sama sekali. Untuk mengelakkan kecacatan permukaan, langkah kawalan kualiti yang ketat mesti diambil, termasuk pengendalian yang berhati-hati, pemeriksaan tetap, dan penggunaan persekitaran yang bersih semasa pengeluaran.
Meminimumkan perubahan impedans semasa pelapisan adalah penting untuk mengekalkan prestasi elektrik papan lentur tegar HDI.Laminasi melibatkan penggunaan haba dan tekanan untuk mengikat lapisan yang berbeza bersama-sama. Walau bagaimanapun, proses ini boleh menyebabkan perubahan dalam pemalar dielektrik dan lebar konduktor, mengakibatkan perubahan impedans yang tidak diingini. Mengawal proses laminasi untuk meminimumkan perubahan ini memerlukan kawalan suhu, tekanan dan masa yang tepat, serta pematuhan ketat kepada spesifikasi reka bentuk. Di samping itu, ujian lanjutan dan teknik pengesahan boleh digunakan untuk memastikan galangan yang diperlukan dikekalkan.
Mengatasi cabaran ini dalam pembuatan papan fleksibel HDI memerlukan pereka bentuk dan pengilang untuk bekerjasama rapat sepanjang proses.Pereka bentuk perlu mempertimbangkan dengan teliti kekangan pembuatan dan menyampaikannya dengan berkesan kepada pengeluar. Sebaliknya, pengeluar mesti memahami keperluan reka bentuk dan kekangan untuk melaksanakan proses pembuatan yang sesuai. Kerjasama membantu menangani isu yang berpotensi pada awal fasa reka bentuk dan memastikan proses pembuatan dioptimumkan untuk papan lentur tegar HDI berkualiti tinggi.

Kesimpulan：

Proses pembuatan HDI rigid-flex PCB ialah satu siri langkah yang kompleks tetapi kritikal yang memerlukan teknologi mahir, tepat dan boleh dipercayai.Memahami setiap peringkat proses membolehkan Capel mengoptimumkan keupayaan mereka untuk menyampaikan output cemerlang dalam tarikh akhir yang ketat. Dengan mengutamakan usaha reka bentuk kolaboratif, automasi dan penambahbaikan proses yang berterusan, Capel boleh kekal di barisan hadapan pembuatan PCB tegar-flex HDI dan memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk papan berbilang fungsi dan berprestasi tinggi merentas industri.