กระบวนการเสียบปลั๊กแผงวงจรพิมพ์เป็นลิงค์สำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแผงวงจร ด้วยการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ไปสู่ทิศทาง "เบา บาง สั้น และเล็ก" การบูรณาการแผงวงจรพิมพ์ยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และความสำคัญของกระบวนการเสียบปลั๊กก็มีความโดดเด่นมากขึ้น
1 งานเตรียมการ
ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการเสียบปลั๊กอย่างเป็นทางการ จำเป็นต้องดำเนินการเตรียมการหลายชุด ประการแรก จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ที่จะประมวลผลนั้นสะอาด ปราศจากคราบน้ำมัน ฝุ่น และสิ่งสกปรกอื่น ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อผลกระทบของรูปลั๊ก การทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิก การทำความสะอาดด้วยสารเคมี และวิธีการอื่นๆ สามารถใช้ในการเตรียมแผงวงจรพิมพ์ก่อน ตามด้วยการทำให้แห้งเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวบอร์ดแห้ง ประการที่สอง ตามข้อกำหนดการออกแบบของแผงวงจรพิมพ์ ให้เลือกวัสดุรูเสียบที่เหมาะสม โดยทั่วไปรวมถึงเรซิน หมึก ฯลฯ วัสดุที่แตกต่างกันจะเหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในสถานการณ์ที่มีความต้องการประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูง เราจะเลือกวัสดุเรซินที่มีฉนวนที่ดีและมีเสถียรภาพ สำหรับข้อกำหนดรูปลั๊กหน้ากากประสานทั่วไป มักใช้เทอร์โมเซตติงหรือหมึกไวแสงมากกว่า ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องเตรียมอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการอุดรู เช่น เครื่องพิมพ์สกรีน เครื่องรูปลั๊ก ฯลฯ และแก้ไขจุดบกพร่องของอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าการตั้งค่าพารามิเตอร์นั้นตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ เช่น ความตึงของหน้าจอ ความดันมีดโกน ความเร็วในการพิมพ์ของเครื่องพิมพ์หน้าจอ และความดันการฉีดและอัตราการไหลของเครื่องรูปลั๊ก
2, เจาะรู
การเจาะเป็นกระบวนการเบื้องต้นในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ แต่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับรูปลั๊ก ตามการออกแบบวงจร ให้ใช้เครื่องเจาะ CNC เจาะรูนำไฟฟ้าหรือรูตันบนแผงวงจรพิมพ์ ความแม่นยำ ขนาดรูรับแสง และคุณภาพของผนังของการเจาะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์การเสียบที่ตามมา เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการเจาะ จำเป็นต้องเลือกดอกสว่านที่เหมาะสมและควบคุมพารามิเตอร์การเจาะ เช่น ความเร็วและอัตราการป้อน ตัวอย่างเช่น สำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่บางกว่า ความเร็วในการหมุนสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างเหมาะสม และอัตราการป้อนสามารถลดลงได้ เพื่อลดเสี้ยนและความหยาบบนผนังรู สำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่หนาขึ้น จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่ารูที่เจาะอยู่ในแนวตั้งและทะลุผ่านได้ หลังจากเจาะรูแล้ว ควรตรวจสอบแผงวงจรพิมพ์เพื่อกำจัดเศษหรือสิ่งเจือปนที่เหลืออยู่ในรู เพื่อเตรียมสำหรับการอุดรูครั้งต่อไป
3, การรักษาผนังรู
วัตถุประสงค์ของการรักษาผนังรูคือเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างวัสดุรูปลั๊กกับผนังรู เพื่อให้มั่นใจถึงความแน่นกระชับของรูปลั๊ก โดยทั่วไปแล้วจะใช้วิธีการบำบัดทางเคมี เช่น การกัดกรดขนาดเล็กที่ผนังรูพรุน เพื่อขจัดชั้นออกไซด์ คราบน้ำมัน ฯลฯ บนพื้นผิวของผนังรูพรุนโดยใช้สารละลายเคมีเฉพาะ ทำให้ผนังรูพรุนดูหยาบขนาดเล็กและเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างวัสดุปลั๊กและผนังรูพรุน ในระหว่างกระบวนการกัดกรดขนาดเล็ก จำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์อย่างเข้มงวด เช่น ความเข้มข้นของสารละลาย เวลาในการรักษา และอุณหภูมิ หลังจากการประมวลผล แผงวงจรพิมพ์จะต้องล้างให้สะอาดด้วยน้ำสะอาดเพื่อขจัดสารเคมีที่ตกค้าง จากนั้นจึงทำให้แห้งเพื่อให้แน่ใจว่าผนังรูแห้ง สำหรับแผงวงจรพิมพ์บางแผ่นที่มีข้อกำหนดพิเศษ อาจจำเป็นต้องดำเนินการล่วงหน้า- เช่น การชุบทองแดงด้วยสารเคมีบนผนังรู เพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างผนังรูและวัสดุปลั๊ก
4, เสียบรู
รูปลั๊กเป็นขั้นตอนหลักของโฟลว์กระบวนการทั้งหมด วิธีการรูปลั๊กทั่วไปในปัจจุบันประกอบด้วยรูปลั๊กเรซินและรูปลั๊กหมึก
(1) รูปลั๊กเรซิน
การเติมกาวด้วยมือ: สำหรับปริมาณเล็กน้อยและข้อกำหนดพิเศษของแผงวงจรพิมพ์ สามารถใช้การเติมกาวด้วยตนเองได้ ใช้กระบอกฉีดยาหรือเครื่องมือพิเศษ ค่อยๆ ฉีดวัสดุเรซินที่เตรียมไว้เข้าไปในรูเพื่อให้แน่ใจว่าเรซินถูกเติมจนเต็มและไม่มีฟองอากาศหลงเหลืออยู่ ในระหว่างขั้นตอนการเติม ควรให้ความสำคัญกับการควบคุมความเร็วและแรงในการเติม เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เรซินล้นออกนอกรูมากเกินไป หลังจากเติมแล้ว ให้ใช้เครื่องมือขูดเรซินส่วนเกินออกจากช่องเปิดรู
รูปลั๊กสุญญากาศ: สำหรับการผลิตขนาดใหญ่-ที่มีข้อกำหนดคุณภาพสูงสำหรับรูปลั๊กสุญญากาศ มักใช้อุปกรณ์รูปลั๊กสุญญากาศ วางแผงวงจรพิมพ์ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ และฉีดวัสดุเรซินเข้าไปในรูผ่านอุปกรณ์ ในสภาวะสุญญากาศ อากาศภายในรูจะถูกดึงออก ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับเรซินที่จะเติมเข้าไปเต็มทุกมุมของรู ลดการเกิดฟองอากาศ และปรับปรุงความแน่นของรูปลั๊ก ตัวอย่างเช่น ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์-บางรายการ แนะนำให้ใช้เทคโนโลยีรูปลั๊กสุญญากาศเพื่อรับรองความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
การพิมพ์รูปลั๊ก: ใช้เครื่องพิมพ์สกรีนเพื่อดำเนินการรูปลั๊ก ติดตั้งหน้าจอที่มีรูปแบบรูที่สอดคล้องกันบนเครื่องพิมพ์สกรีน และใช้มีดโกนขูดวัสดุเรซินผ่านหน้าจอเพื่อเติมเรซินลงในรูในแผงวงจรพิมพ์ วิธีนี้เหมาะสำหรับรูที่มีรูรับแสงกว้างกว่า ปริมาณมากกว่า และมีการกระจายตัวสม่ำเสมอ ในระหว่างกระบวนการพิมพ์หน้าจอ จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์การพิมพ์หน้าจอ เช่น แรงกดของมีดโกน ระยะห่างระหว่างหน้าจอและแผงวงจรพิมพ์ เพื่อให้แน่ใจว่าการเติมเรซินจะสม่ำเสมอและเต็ม
(2) รูปลั๊กหมึก
รูปลั๊กหน้าจอแผ่นอลูมิเนียม: ใช้เครื่องเจาะ CNC เพื่อเจาะรูบนแผ่นอลูมิเนียมที่สอดคล้องกับตำแหน่งรูปลั๊กของแผงวงจรพิมพ์และสร้างหน้าจอแผ่นอลูมิเนียม ติดตั้งหน้าจออลูมิเนียมบนเครื่องพิมพ์สกรีนและใช้หมึกเทอร์โมเซตติงหรือไวแสงเพื่ออุดรู ในระหว่างกระบวนการพิมพ์สกรีน หมึกจะถูกเติมลงในรูนำไฟฟ้าของแผงวงจรพิมพ์ผ่านรูบนหน้าจอแผ่นอลูมิเนียม วิธีนี้สามารถควบคุมปริมาณการเติมหมึกได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับประกันความสม่ำเสมอของรูปลั๊ก แต่ต้องใช้ความแม่นยำสูงในการผลิตแผ่นกรองอลูมิเนียม
รูปลั๊กซิลค์สกรีนโดยตรง: ใช้ขนาดตาข่ายเฉพาะของซิลค์สกรีน เช่น ซิลค์สกรีน 36T หรือ 43T ที่ติดตั้งบนเครื่องซิลค์สกรีน เสียบรูนำไฟฟ้าในขณะที่เสร็จสิ้นการพิมพ์หมึกหน้ากากประสานพื้นผิวบอร์ด วิธีนี้มีการไหลของกระบวนการที่ค่อนข้างง่าย แต่เนื่องจากมีอากาศจำนวนมากเก็บไว้ในรูทะลุ ในระหว่างกระบวนการบ่มที่ตามมา การขยายตัวของอากาศอาจทะลุผ่านหน้ากากประสาน ทำให้เกิดปัญหา เช่น ช่องว่างและความไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นข้อกำหนดการควบคุมประสิทธิภาพของหมึกและพารามิเตอร์การพิมพ์สกรีนจึงค่อนข้างเข้มงวด
5, การบ่ม
หลังจากที่รูปลั๊กเสร็จสมบูรณ์ เรซินหรือหมึกที่เติมจะต้องได้รับการบ่มเพื่อให้มีความแข็งแรงและมั่นคง
(1) การบ่มด้วยเรซิน
การบ่มด้วยความร้อน: วางแผงวงจรพิมพ์ที่มีรูเสียบเข้าไปในเตาอบ และตั้งอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมสำหรับการทำความร้อนและการบ่มตามลักษณะของวัสดุเรซิน อุณหภูมิการบ่มทั่วไปอยู่ระหว่าง 120 องศาถึง 180 องศา และระยะเวลาตั้งแต่ 30 ถึง 90 นาที ในระหว่างกระบวนการบ่ม โมเลกุลของเรซินจะเกิดปฏิกิริยาข้าม-การเชื่อมโยงเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ- ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแข็งและความแข็งแรงของเรซิน ตัวอย่างเช่น สำหรับวัสดุรูเสียบอีพอกซีเรซินบางชนิด มักใช้พารามิเตอร์กระบวนการบ่มที่ 150 องศาเป็นเวลา 60 นาที
การบ่มด้วยแสง: หากใช้เรซินการบ่มด้วยแสง สามารถรักษาให้หายขาดได้ด้วยการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต วางแผงวงจรพิมพ์ไว้ในอุปกรณ์บ่มด้วยรังสียูวี และเลือกแหล่งกำเนิดแสงและเวลาในการฉายรังสีที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากความไวของเรซินต่อความยาวคลื่นรังสียูวี ความเร็วในการบ่มด้วยแสงรวดเร็ว ประสิทธิภาพการผลิตสูง และสามารถลดผลกระทบของความร้อนบนแผงวงจรพิมพ์ได้ เหมาะสำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่ไวต่อความร้อนหรือสถานการณ์ที่ต้องการประสิทธิภาพการผลิตสูง
(2) การบ่มด้วยหมึก
การบ่มหมึกแบบเทอร์โมเซตติง: เช่นเดียวกับการบ่มด้วยความร้อนด้วยเรซิน แผงวงจรพิมพ์ที่มีรูเสียบจะถูกวางไว้ในเตาอบเพื่อเชื่อมขวางและรักษาส่วนประกอบเรซินในหมึกที่อุณหภูมิที่กำหนด อุณหภูมิการบ่มของหมึกเทอร์โมเซตติงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 150 องศาถึง 200 องศา โดยมีระยะเวลา 20-60 นาที พารามิเตอร์การบ่มของหมึกเทอร์โมเซตติงของยี่ห้อและรุ่นที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันและจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนตามสถานการณ์จริง
การบ่มหมึกที่ไวต่อแสง: ขั้นแรก ให้ทำให้แผงวงจรพิมพ์แห้งก่อนหลังจากเสียบปลั๊กแล้ว เพื่อขจัดตัวทำละลายออกจากหมึก และปล่อยให้แห้งในตอนแรก จากนั้นจึงดำเนินการรับแสง และส่วนประกอบที่ไวต่อแสงในหมึกจะเกิดปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลผ่านการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต ทำให้เกิดโครงสร้างที่เชื่อมโยงข้าม- สุดท้าย พัฒนาและนำหมึกออกจากบริเวณที่ไม่ถูกเปิดเผย โดยเหลือหมึกปลั๊กที่แข็งตัวไว้ เวลาในการเปิดรับแสงและพารามิเตอร์การพัฒนาจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำตามลักษณะความไวแสงของหมึกและข้อกำหนดเฉพาะของแผงวงจรพิมพ์
6, ขัด
พื้นผิวของรูปลั๊กที่บ่มแล้วอาจมีความไม่สม่ำเสมอและจำเป็นต้องขัดเงาเพื่อให้พื้นผิวแผงวงจรพิมพ์เรียบและตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการที่ตามมา
การขัดเงาด้วยกลไก: การใช้อุปกรณ์ เช่น เครื่องเจียร พื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์จะถูกขัดโดยใช้เครื่องมือ เช่น กระดาษทรายหรือล้อเจียร ในระหว่างกระบวนการขัดเงา จำเป็นต้องควบคุมแรงกด ความเร็ว และเวลาในการขัดเงา เพื่อหลีกเลี่ยงการขัดเงามากเกินไปซึ่งอาจทำให้วัสดุรูเสียบสึกกร่อนหรือพื้นผิวแผงวงจรพิมพ์ได้รับความเสียหาย หลังจากการขัดเงา จำเป็นต้องทำความสะอาดแผงวงจรพิมพ์เพื่อขจัดฝุ่นที่ตกค้างและสิ่งสกปรกอื่น ๆ บนพื้นผิว
การขัดเงาด้วยสารเคมี: สำหรับแผงวงจรพิมพ์บางชนิดที่ต้องการความเรียบของพื้นผิวที่สูงมาก สามารถใช้วิธีการขัดเงาด้วยสารเคมีได้ แช่แผงวงจรพิมพ์ในสารละลายเคมีเฉพาะเพื่อขจัดส่วนที่ยื่นออกมาเล็กๆ บนพื้นผิวด้วยปฏิกิริยาทางเคมี เพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบและสม่ำเสมอ การขัดเงาด้วยสารเคมีสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำลายวงจรภายในของแผงวงจรพิมพ์ แต่ต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์อย่างเข้มงวด เช่น ความเข้มข้น อุณหภูมิ และเวลาในการประมวลผลของสารละลายเคมี