ในยุคปัจจุบันที่เทคโนโลยีรักษาความปลอดภัยแบบดิจิทัลกำลังเฟื่องฟู ตั้งแต่เครือข่ายการตรวจสอบที่มีความละเอียดสูง-บนถนนในเมืองไปจนถึงระบบควบคุมการเข้าถึงและสัญญาณเตือนภัยในอาคารอัจฉริยะ การทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยต่างๆ ขึ้นอยู่กับการสนับสนุนของแผงวงจรพิมพ์. ในฐานะ "ศูนย์กลาง" ของอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย กระบวนการผลิต PCB ผสมผสานงานฝีมือที่มีความแม่นยำและการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะมีเสถียรภาพในระยะยาว-ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน โดยวางรากฐานฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งสำหรับระบบรักษาความปลอดภัย
1, การเลือกวัสดุ: ประสิทธิภาพก่อน
(1) การเลือกความสามารถในการปรับตัวของวัสดุพื้นผิว
ประสิทธิภาพของวัสดุพื้นผิวจะกำหนดคุณภาพพื้นฐานของ PCB โดยตรง บอร์ดผ้าแก้วอีพอกซีเรซิน FR-4 กลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยทั่วไป เนื่องจากมีความคุ้มทุนเป็นเลิศ โดยปกติอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วจะอยู่ระหว่าง 130 องศาถึง 150 องศา และสามารถรักษาประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกลให้คงที่ในช่วงอุณหภูมิแวดล้อม -40 องศาถึง 85 องศา ตอบสนองความต้องการของกล้องในร่มและกลางแจ้ง ตัวควบคุมการควบคุมการเข้าออกทั่วไป และอุปกรณ์อื่นๆ
ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง พื้นผิวเซรามิกมีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร ยกตัวอย่างซับสเตรตอลูมินาเซรามิก ค่าการนำความร้อนสามารถสูงถึง 20-30W/(m · K) ซึ่งมากกว่าวัสดุ FR-4 หลายสิบเท่า สามารถกระจายความร้อนที่เกิดจากชิปกำลังสูงได้อย่างรวดเร็ว และเหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงของสถานีฐานการตรวจสอบภาคสนาม ในขณะเดียวกัน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจะต่ำถึง 9-10 ส่งผลให้สัญญาณสูญเสียน้อยที่สุดในย่านความถี่ 5G ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรในการรับส่งข้อมูล และรับประกันการส่งสัญญาณที่ราบรื่นสำหรับอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยในพื้นที่ห่างไกล
(2) การจับคู่วัสดุนำไฟฟ้าที่แม่นยำ
ฟอยล์ทองแดงซึ่งเป็นแกนนำไฟฟ้าของ PCB จำเป็นต้องมีพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่เข้ากันได้สูงกับข้อกำหนดของวงจร วงจรทั่วไปมักใช้ฟอยล์ทองแดงด้วยไฟฟ้าที่มีความหนา 18 μ m-35 μ m และความหยาบของพื้นผิว Ra ถูกควบคุมที่ 0.3-0.5 μ m ซึ่งสามารถลดการสูญเสียการส่งสัญญาณความถี่สูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในโมดูลกำลังของระบบรักษาความปลอดภัย ฟอยล์ทองแดงที่มีความหนา 70 μm หรือ 105 μm ถูกเลือกเพื่อใช้ส่งกระแสไฟฟ้าสูง รวมกับการออกแบบสายไฟขนาดใหญ่ เพื่อควบคุมความต้านทานของสายในระดับที่ต่ำมาก และรับประกันการส่งผ่านพลังงานที่มีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี ฟอยล์ทองแดงโปรไฟล์ต่ำที่ผ่านการอบอ่อนจะค่อยๆ ถูกนำไปใช้กับสายสัญญาณความเร็วสูง- การรักษาพื้นผิวแบบพิเศษจะเพิ่มความแข็งแรงพันธะระหว่างฟอยล์ทองแดงและชั้นฉนวน 30% ในขณะที่ลดการสะท้อนของสัญญาณ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความสมบูรณ์ของสัญญาณในการส่งสัญญาณวิดีโอความละเอียดสูง-ในอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย
2 กระบวนการผลิตหลัก: เน้นความแม่นยำและประสิทธิภาพเท่าเทียมกัน
(1) การถ่ายโอนกราฟิก: การทำซ้ำที่แม่นยำจากการออกแบบสู่เอนทิตี
การถ่ายโอนกราฟิกเป็นขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนการออกแบบวงจรให้เป็นวงจรทางกายภาพ เครื่องพ่นสีด้วยแสงใช้ลำแสงเลเซอร์เพื่อแกะสลักลวดลายวงจรด้วยความแม่นยำ ± 5 μ m บนพื้นผิวฟิล์ม จากนั้นเครื่องฉายแสงจะใช้แสงอัลตราไวโอเลตเพื่อถ่ายโอนลวดลายลงบนลามิเนตที่หุ้มทองแดงที่เคลือบด้วยโฟโตรีซิสต์ เพื่อให้บรรลุวงจรที่ละเอียดยิ่งขึ้น เทคโนโลยี LDI ขั้นสูงจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง โดยมีความกว้างของเส้นและระยะห่างขั้นต่ำ 2mil/2mil ซึ่งสามารถตอบสนองข้อกำหนดการเดินสายของชิปรวมที่มีความหนาแน่นสูง-ในอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย
(2) การแกะสลัก: การแกะสลักความแม่นยำของวงจร
กระบวนการแกะสลักจะกำหนดรูปร่างสุดท้ายของวงจร สารละลายกัดกรดเฟอร์ริกคลอไรด์ที่เป็นกรดมักใช้สำหรับการประมวลผลวงจรละเอียด และอัตราการกัดกรดสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำที่ 15-20 μ m/นาที ด้วยอุปกรณ์การกัดแบบสเปรย์ สามารถควบคุมข้อผิดพลาดความสม่ำเสมอของการแกะสลักได้ภายใน ± 5% เพื่อป้องกันการกัดกร่อนด้านข้างส่งผลต่อความแม่นยำของวงจร เทคโนโลยีสมัยใหม่จึงใช้เทคโนโลยีการกัดแบบแบ่งส่วน ซึ่งจะขจัดพื้นที่ขนาดใหญ่ของฟอยล์ทองแดงออกอย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงลดความเข้มข้นของสารละลายการกัดเพื่อการกัดแบบละเอียด เพื่อให้แน่ใจว่าขอบของวงจรมีความเรียบร้อย
(3) การเคลือบแผ่นหลายชั้น: โครงสร้างวงจรสามมิติ-ที่มีความเสถียร
การเคลือบแผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นต้องควบคุมอุณหภูมิ ความดัน และเวลาอย่างแม่นยำ ที่อุณหภูมิสูงถึง 180 องศาและความดัน 10-15 MPa อีพอกซีเรซินในแผ่นกึ่งแข็งตัว (แผ่น PP) จะละลายและเติมเต็มช่องว่างระหว่างชั้น หลังจากการบ่ม 60-90 นาที จะเกิดการเชื่อมต่อระหว่างชั้นที่แข็งแกร่ง เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการจัดตำแหน่งระหว่างชั้น หมุดกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงและเทคโนโลยีการเจาะด้วยเลเซอร์จะถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมการชดเชยระหว่างชั้นภายใน ± 25 μm ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของการส่งสัญญาณความเร็วสูงเพื่อความสม่ำเสมอของชั้นระหว่าง
(4) การรักษาพื้นผิว: การเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ
กระบวนการพ่นดีบุก: ด้วยการใช้เทคโนโลยีการปรับระดับอากาศร้อน ชั้นโลหะผสมตะกั่วดีบุกจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของ PCB โดยมีความหนาประมาณ 1-3 μm และมีความสามารถในการบัดกรีที่ดี เหมาะสำหรับอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยระดับผู้บริโภคที่คำนึงถึงต้นทุน เช่น กล้องวงจรปิดภายในบ้าน
กระบวนการสะสมทองคำ: การใช้สารเคมีเพื่อสร้างชั้นนิกเกิล 0.05-0.1 μm และชั้นทอง 0.02-0.05 μm บนพื้นผิวทองแดง ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของทองแดงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีความต้านทานหน้าสัมผัสต่ำถึง 10m Ω หรือน้อยกว่า โดยทั่วไปจะใช้ในอินเทอร์เฟซการสื่อสารของอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยระดับไฮเอนด์เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณมีความเสถียร
กระบวนการ OSP: ฟิล์มป้องกันอินทรีย์ 0.2-0.5 μ m ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของทองแดงโดยวิธีทางเคมี ซึ่งมีต้นทุนต่ำ- และไม่ส่งผลต่อความแม่นยำของวงจร เหมาะสำหรับการเชื่อมอัตโนมัติและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยขนาดใหญ่
3 การตรวจสอบคุณภาพ: กุญแจสำคัญในการรับรองประสิทธิภาพ
(1) การตรวจสอบรูปลักษณ์และขนาด
เครื่องตรวจจับแสงอัตโนมัติ AOI สามารถตรวจจับข้อบกพร่องของเส้นที่มีขนาดเล็กถึง 50 μm ผ่านเทคโนโลยีการถ่ายภาพแบบหลายสเปกตรัม โดยมีอัตราความแม่นยำมากกว่า 99% สำหรับการระบุการลัดวงจร วงจรเปิด รอยบาก และปัญหาอื่นๆ เครื่องตรวจจับรังสี AXIX X-ใช้หลักการถ่ายภาพการเจาะเพื่อแสดงโครงสร้างภายในของข้อต่อบัดกรี BGA อย่างชัดเจน ตรวจจับตัวบ่งชี้คุณภาพการเชื่อม เช่น อัตราช่องว่าง และรับประกันความน่าเชื่อถือในการเชื่อมของส่วนประกอบหลัก
(2) การทดสอบสมรรถนะทางไฟฟ้า
เครื่องทดสอบเข็มบินสามารถทำการทดสอบการนำไฟฟ้าบนโหนดเครือข่ายแต่ละโหนดด้วยความแม่นยำในการทดสอบ 0.1 Ω และสามารถค้นหาปัญหาการลัดวงจรได้อย่างรวดเร็ว สำหรับสายสัญญาณความเร็วสูง- เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายจะใช้สำหรับการทดสอบอิมพีแดนซ์เพื่อให้แน่ใจว่าค่าเบี่ยงเบนระหว่างอิมพีแดนซ์คุณลักษณะและค่าการออกแบบได้รับการควบคุมภายใน ± 5% เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของการส่งสัญญาณ
(3) การตรวจสอบความน่าเชื่อถือ
ผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวด เช่น การเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง การหมุนเวียนของอุณหภูมิสูงและต่ำ และการทดสอบความร้อนเปียก จำลองสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยในการใช้งานจริง เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เสถียรและเชื่อถือได้ของแผงวงจรพิมพ์ในระหว่างการทำงานระยะยาว-