ขั้นตอนการผลิตของแผงวงจรหลายชั้นเป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและแม่นยำซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นมักใช้ในการเชื่อมต่อและเดินสายส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งสามารถเคลือบวงจรต่างๆ เข้าด้วยกันได้ จึงช่วยลดขนาดและปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แล้วแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นทำอย่างไร? มาค้นพบกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นด้วยกัน
ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบเอกสารทางวิศวกรรม
กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นเริ่มต้นด้วยการออกแบบของวิศวกร วิศวกรจะวาดแผนผังวงจรบนซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ (CAD) โดยอิงตามข้อกำหนดและฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ แผนผังวงจรเหล่านี้ประกอบด้วยเค้าโครงของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบสายไฟ และพารามิเตอร์วงจรต่างๆ นอกจากนี้ นักออกแบบยังต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การส่งสัญญาณ การควบคุมสัญญาณรบกวน และการกระจายความร้อน หลังจากออกแบบเสร็จแล้ว วิศวกรจะส่งออกไฟล์เป็นรูปแบบมาตรฐานและเตรียมพร้อมสำหรับขั้นตอนต่อไป
ขั้นตอนที่ 2: การผลิตแผ่นลามิเนต
แผ่นลามิเนตเป็นรากฐานของแผ่นลามิเนตพิมพ์หลายชั้น แผ่นลามิเนตมักประกอบด้วยชั้นไฟเบอร์กลาสและชั้นทองแดง และพื้นผิวของแผ่นลามิเนตเหล่านี้จะได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มการยึดเกาะ ขั้นตอนแรกในการทำแผ่นลามิเนตคือการเคลือบแผ่นฟอยล์ทองแดงทับบนชั้นไฟเบอร์กลาส จากนั้นใช้กาวไวต่อแสงเพื่อถ่ายโอนแผนผังวงจรจากไฟล์การออกแบบไปยังแผ่นฟอยล์ทองแดง จากนั้นจึงลอกแผ่นฟอยล์ทองแดงที่ไม่ต้องการออกโดยใช้เทคโนโลยีการกัดด้วยสารเคมีเพื่อสร้างรูปแบบวงจร กระบวนการนี้จะทำซ้ำหลายครั้ง โดยเคลือบแผ่นฟอยล์ทองแดงทีละชั้นจนกว่าจะได้จำนวนชั้นวงจรที่ต้องการ ในที่สุด ชั้นวงจรหลายชั้นจะได้รับความร้อนและกดเข้าด้วยกันโดยใช้เครื่องรีดร้อนเพื่อสร้างแผ่นลามิเนตแผ่นเดียว
ขั้นตอนที่ 3: การบำบัดพื้นผิว
การเคลือบพื้นผิวของแผ่นลามิเนตมีความสำคัญมาก เนื่องจากสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความทนทานของแผงวงจรได้ ในขั้นตอนการเคลือบพื้นผิว มักดำเนินการตามขั้นตอนต่างๆ เช่น การทำความสะอาด การป้องกันการกัดกร่อน และการเคลือบชั้นป้องกัน กระบวนการทำความสะอาดสามารถขจัดสิ่งสกปรกและสิ่งตกค้างออกจากพื้นผิวเพื่อให้มั่นใจว่ามีการยึดเกาะที่เหมาะสม การเคลือบชั้นป้องกันสามารถป้องกันการออกซิเดชันและการกัดกร่อนของชั้นทองแดง ทำให้แผงวงจรมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น การเคลือบชั้นป้องกันสามารถปกป้องแผงวงจรจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในระหว่างกระบวนการประกอบในภายหลัง
ขั้นตอนที่ 4: การเจาะ
การเจาะเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น ใช้ในการเจาะรูบนแผงวงจรลามิเนตเพื่อเชื่อมต่อชั้นวงจร การเจาะมักดำเนินการโดยใช้ดอกสว่านความเร็วสูงซึ่งสามารถเจาะชั้นไฟเบอร์กลาสแข็งและชั้นทองแดงได้ ก่อนการเจาะ จำเป็นต้องระบุตำแหน่งการเจาะอย่างแม่นยำด้วยอุปกรณ์ปรับตำแหน่งอัตโนมัติ หลังจากการเจาะเสร็จสิ้น จะมีการเจาะรูเล็กๆ จำนวนมากบนแผงวงจรสำหรับการเชื่อมต่อและเชื่อมต่อวงจรในขั้นตอนต่อไป
ขั้นตอนที่ 5: การชุบทองแดงด้วยสารเคมี
หลังจากการเจาะเสร็จสิ้นแล้ว จำเป็นต้องเชื่อมต่อแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นเข้ากับวงจร ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้โดยใช้เทคโนโลยีการชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ขั้นแรก ให้จุ่มแผงวงจรพิมพ์ทั้งหมดลงในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่มีสารละลายเกลือโลหะ จากนั้นจึงเคลือบชั้นทองแดงในเซลล์อิเล็กโทรไลต์โดยใช้กระแสไฟฟ้า กระบวนการนี้สามารถอุดรูที่เจาะและเชื่อมต่อแผ่นทองแดงระหว่างชั้นวงจรได้ หลังจากเสร็จสิ้นแล้ว จำเป็นต้องขัดชั้นชุบทองแดงเพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียน
ขั้นตอนที่ 6: การปกป้องและการเคลือบ
หลังจากเชื่อมต่อวงจรเสร็จแล้ว จำเป็นต้องปกป้องและเคลือบผิวของแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น ซึ่งสามารถทำได้โดยการเคลือบด้วยชั้นป้องกันหรือทาสารกันเสีย ชั้นป้องกันสามารถปกป้องแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก ป้องกันการกัดกร่อนของวงจร รอยขีดข่วน และการสึกกร่อนจากสารเคมี การเคลือบด้วยสารกันเสียสามารถยืดอายุการใช้งานของแผงวงจรและปรับปรุงความน่าเชื่อถือได้
โดยสรุป กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ มากมาย เช่น การออกแบบเอกสารทางวิศวกรรม การผลิตแผงวงจรเคลือบ การเคลือบพื้นผิว การเจาะ การชุบทองแดงด้วยสารเคมี และการเคลือบป้องกัน ขั้นตอนเหล่านี้ทำงานร่วมกันด้วยวิธีการทางเทคนิคที่ซับซ้อนและแม่นยำ เพื่อผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นที่มีคุณภาพสูงและใช้งานได้เต็มรูปแบบ เมื่อเข้าใจกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นแล้ว เราจะสามารถเข้าใจและนำเทคโนโลยีการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญนี้ไปประยุกต์ใช้ได้ดียิ่งขึ้น