専門のPCBメーカー
多層プリント基板は XNUMX つの異なる方法で製造されます。 それらはすべて、方法、実装、完成品の品質の点で互いに大きく異なります。 それぞれについてさらに詳しく説明します。
多層 PCB 製造は、コンピューター、モバイル、サーバー、テレビ、電源、センサーなどの多くの機器で使用される重要なタイプです。
まず、それは 1903 年に始まりました。ドイツの発明家アルバー ハンソンは、絶縁基板上の平坦な箔導体からなる PCB を作成しました。 複数の層がありました。
以前は通常のボードを扱っていました。 これらのボードには多くの制限がありました。 1903 年以来、エレクトロニクス産業は革命を起こしてきました。 PCB の回路は信頼性が高く、省スペースで、再現可能です。 この記事で説明する他にも多くの機能があります。
PCB の製造にはさまざまな種類があります。
1. s単層 PCB
2. 多層PCB
3. リジッドPCB
4. フレキシブルPCB
5. フレックスリジッド PCB
6. 高周波PCB
7. 高密度相互接続 PCB
8. この記事では、多層 PCB について詳しく説明します。
多層 PCB には、XNUMX つ以上の導電層と絶縁材料があります。 これらの PCB は、複雑な回路や高密度のアプリケーションが必要な場合に使用されます。
多層製造プロセスには多くのステップが含まれます。
1. デザイン
2. 材料の選択
3. 穴あけ
4. ラミネート加工
5. エッチング
6.メッキ
7. 仕上げ
ここで、各ステップについて詳しく説明します。
まずは模式図を描きます。 これは、コンポーネントと接続をグラフィカルに表現したものです。 この PCB 設計は、PCB レイアウトの青写真として機能します。
プロセスの次のステップでガーバー ファイルが生成された後、コンピューター支援設計 (CAD) を使用して PCB のフォーマットが作成されます。
設計後、多層PCBの構築に必要な特定の材料を選択します。 さまざまな材料の選択は、特定の用途の機能と要件によって異なります。
一般に、PCBには銅箔、絶縁材、接着剤が使用されます。 さらに、基板材料、はんだマスク、シルクスクリーン、補強材、コネクタなど、さらに多くの材料があります。
基板とは、回路パターンが描かれた材料のことです。 ガラス繊維エポキシ樹脂 (FR-4) とポリイミド (PI) が最適な基板です。 PIはPCBが高温にさらされる箇所に使用され、FR-4は一般用途に使用されます。
銅箔は、PCB 上の導電パスを確保するために使用されます。 銅箔の厚さは高温用途によって異なります。
ソルダーマスクは熱硬化性エポキシ材料で構成されており、銅配線上の保護層として使用されます。 銅トレースの腐食や偶発的な短絡を防ぐために使用されます。
シルクスクリーンは黒または白のインクで構成されています。 PCB 上の部品番号やテキストのラベル付けに使用されます。
接着剤はさまざまな銅層を接着します。
補強材は、特定のコンポーネントが取り付けられる基板を強化するために使用される PCB の主要コンポーネントです。
一部のコネクタは、PCB 上のさまざまなコンポーネントを接続するためにも使用されます。
穴あけは主要な製造プロセスです。 このプロセスでは、さまざまなコンポーネントを配置し、PCB のさまざまな層間を接続するための穴を作成します。
穴あけの基本的な手順について説明します。
セットアップ: 穴あけは製造プロセスの重要なステップです。 したがって、穴を開ける前に、ボードをセットアップして位置を合わせます。 通常、CNC マシンは PCB の穴あけに使用されます。 穴の場所と正確な位置に関するすべての情報が CNC 機械に供給されます。
穴あけ: PCB はボール盤の下に配置されます。 盤上に降下して高速回転します。 基板材料と銅層を切断します。 CNC マシンに指示を与えることで、必要な結果まで穴の深さを増やすことができます。
清掃：穴あけプロセスの後は、ほこりや破片を清掃または除去する必要があります。 PCB の清掃には真空または圧縮空気を使用します。
最終クリーンアップ: メッキ後、最終クリーンアップにより、破片や残った残留物が除去されます。
これは、PCB 製造プロセスにおける重要なステップです。 この手順では、銅クラッドのいくつかの層が積層および絶縁されて、単一の PCB が形成されます。 ラミネートプロセスのさまざまなステップについて説明します。
異なる層間の接着を行うには、PCB の異なる層を準備します。 銅の表面をきれいにします。
銅表面にエポキシ樹脂を使用します。 薄く均一な層で塗布するのに最適な接着剤です。
すべての内層と断熱層が積み重ねられます。 すべての穴が適切かつ正確に切断できるように位置合わせされています。
層のスタック全体が積層プレスに配置されます。 プレス機内で高温高圧下で圧縮・加熱されます。 このプロセスにより接着材料の強度が向上し、すべての層が互いに結合したままになります。
エッチングは、多層 PCB 製造プロセスにおいて重要なステップです。 このステップでは、基板の表面から残留銅を除去して、必要な回路を作成します。 エッチングプロセスには、いくつかの特定の手順が含まれます。
マスクは、エッチングされない領域を保護するために使用される薄い耐エッチング性の材料です。 マスクは、ラミネートが使用される基板の表面に適用されます。
マスキング後、PCB の特定の領域に UV 光が照射されます。 その部分は硬化し、エッチングに抵抗します。
穴あけ後、電気めっきを使用して PCB の異なる層を接続します。 この方法では、穴の内側に薄い銅層が堆積されます。
表面仕上げは、コンポーネントを組み立てた後の PCB 上の最終コーティングです。 この表面仕上げにより、銅トレースが酸化から保護されます。 特定の種類の表面仕上げは次のようになります。
●HASL（熱風はんだレベリング）、
●ENIG（無電解ニッケルイマージョンゴールド）、
●OSP（有機はんだ付け性保存剤）
この方法の本質は、スルーホールの使用です。 まず、誘電体 (通常は箔) から一対のブランクを取り出します。 次に、それらを使用して次の操作が実行されます。 内部層の回路図が作成されます。
光化学法によって作られています。 さらに、層間の移行のために設計された特別な穴がブランクに作成されます。 そして、プレス加工が行われる。
この時、最終的に樹脂が絞り出され、穴が埋められます。 すべての操作の後、ワークピースは両面のある標準的なボードと同じ方法で処理されます。
この製造方法には重大な欠点があります。層数が XNUMX を超えない基板しか製造できないということです。 実装密度の点でこれでは不十分な場合があります。 ただし、主な利点は比較的簡単なことです。
このオプションを使用した多層プリント基板の製造技術は、別々の異なる層の使用に基づいています。 また、生産に使用できるのはエッチングによって得られたものだけです。 リード線は小さな穴を通して接続されます。 このアプローチにより、上位層から下位層へのアクセスが可能になります。
この方法の主な欠点は、XNUMX 層を超える層を作成しても意味がないことです。 それは印刷濃度に関係します。 実際のところ、下部にはトレース回路用に利用可能なスペースがたくさんありますが、上部にはほとんどスペースがありません。
この製造方法には前述の欠点がありません。 これはボードメーカーの工場のみで行われます。 これは、新たな結論に直接関係しています。 実際のところ、それらは内層から特別な穴の開いた穴に入ってきます。
外側に曲げて、その形状が固定ブロックの下に収まるような形状にする必要があります。 そのため、多層プリント基板の構造を損なうことはありません。 この方法の主な利点は、単純さと技術的な操作の数が少ないことです。
これは生産コストにプラスの効果をもたらします。 同様の利点が前の方法にも当てはまります。 主な欠点は、クロストークが多いことだと考えられています。
技術的には、この MPP 製造方法は、ペアワイズ プレスを使用するバージョンと何ら変わりません。 唯一の違いは、穴は貫通していませんが、完全に聞こえないことです。 したがって、外層は降水から確実に保護されます。 ただし、止まり穴を使用しているため、製造時にホイルを使用することはできません。 彼女は簡単に壊れます。 解決策は特殊なポリアミドの使用でした。
