บอร์ดแบบแข็ง: เผยกระบวนการผลิตพิเศษ

เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีลักษณะเฉพาะการผลิตบอร์ดแบบแข็งต้องใช้กระบวนการผลิตแบบพิเศษ- ในโพสต์บนบล็อกนี้ เราจะสำรวจขั้นตอนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตบอร์ด PCB ยืดหยุ่นขั้นสูงที่มีความแข็งแกร่งเหล่านี้ และแสดงข้อควรพิจารณาเฉพาะที่ต้องนำมาพิจารณา

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ เป็นพื้นฐานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อถึงกัน ทำให้เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์จำนวนมากที่เราใช้ทุกวัน เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า ความต้องการโซลูชันที่ยืดหยุ่นและกะทัดรัดก็เพิ่มมากขึ้นเช่นกัน สิ่งนี้ได้นำไปสู่การพัฒนา PCB แบบแข็งเกร็ง ซึ่งนำเสนอการผสมผสานที่มีเอกลักษณ์ระหว่างความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นบนบอร์ดเดี่ยว

ออกแบบบอร์ดแบบแข็งและยืดหยุ่น

ขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในกระบวนการผลิตแบบแข็งเกร็งคือการออกแบบ การออกแบบบอร์ดแบบแข็งเกร็งต้องพิจารณาเค้าโครงแผงวงจรโดยรวมและการจัดวางส่วนประกอบอย่างรอบคอบ ควรกำหนดพื้นที่โค้งงอ รัศมีโค้ง และพื้นที่พับในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าบอร์ดที่เสร็จแล้วสามารถทำงานได้อย่างเหมาะสม

วัสดุที่ใช้ใน PCB แบบแข็งเกร็งต้องได้รับการคัดเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งาน การรวมกันของชิ้นส่วนแข็งและยืดหยุ่นต้องการให้วัสดุที่เลือกมีการผสมผสานระหว่างความยืดหยุ่นและความแข็งแกร่งที่เป็นเอกลักษณ์ โดยทั่วไปแล้วจะใช้วัสดุพิมพ์ที่มีความยืดหยุ่น เช่น โพลีอิไมด์และ FR4 แบบบาง รวมถึงวัสดุแข็ง เช่น FR4 หรือโลหะ

การวางซ้อนชั้นและการเตรียมพื้นผิวสำหรับการผลิต PCB แบบยืดหยุ่น

เมื่อการออกแบบเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการซ้อนเลเยอร์ก็เริ่มต้นขึ้น แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นแข็งประกอบด้วยชั้นวัสดุแข็งและยืดหยุ่นหลายชั้นที่เชื่อมติดกันโดยใช้กาวพิเศษ การยึดเหนี่ยวนี้ช่วยให้แน่ใจว่าชั้นต่างๆ ยังคงสภาพเดิมแม้ภายใต้สภาวะที่ท้าทาย เช่น การสั่นสะเทือน การโค้งงอ และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ขั้นตอนต่อไปในกระบวนการผลิตคือการเตรียมพื้นผิว ซึ่งรวมถึงการทำความสะอาดและดูแลพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะที่เหมาะสมที่สุด กระบวนการทำความสะอาดจะขจัดสิ่งปนเปื้อนที่อาจขัดขวางกระบวนการติด ในขณะที่การรักษาพื้นผิวจะช่วยเพิ่มการยึดเกาะระหว่างชั้นต่างๆ เทคนิคต่างๆ เช่น การบำบัดด้วยพลาสมา หรือการกัดด้วยสารเคมี มักใช้เพื่อให้ได้คุณสมบัติพื้นผิวที่ต้องการ

การสร้างลวดลายด้วยทองแดงและการสร้างชั้นภายในสำหรับการประกอบแผงวงจรแบบยืดหยุ่นและแข็ง

หลังจากเตรียมพื้นผิวแล้ว ให้เข้าสู่กระบวนการสร้างลวดลายทองแดง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสะสมชั้นทองแดงบาง ๆ ไว้บนวัสดุพิมพ์ จากนั้นจึงดำเนินการกระบวนการโฟโตลิโธกราฟีเพื่อสร้างรูปแบบวงจรที่ต้องการ ต่างจาก PCB ทั่วไป PCB แบบแข็งต้องมีการพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับส่วนที่ยืดหยุ่นในระหว่างกระบวนการสร้างลวดลาย ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดที่ไม่จำเป็นหรือความเสียหายต่อชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นของแผงวงจร

เมื่อการขึ้นรูปทองแดงเสร็จสมบูรณ์ การก่อตัวของชั้นในจะเริ่มขึ้น ในขั้นตอนนี้ ชั้นที่แข็งและยืดหยุ่นจะถูกจัดวางให้ตรงกัน และสร้างการเชื่อมต่อระหว่างชั้นเหล่านั้น โดยปกติจะทำได้สำเร็จโดยการใช้จุดแวะ ซึ่งให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างชั้นต่างๆ Vias ต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อรองรับความยืดหยุ่นของบอร์ด เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่รบกวนประสิทธิภาพโดยรวม

การเคลือบและการสร้างชั้นนอกสำหรับการผลิต PCB แบบแข็งเกร็ง

เมื่อชั้นในถูกสร้างขึ้น กระบวนการเคลือบก็เริ่มต้นขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการซ้อนแต่ละชั้นและปล่อยให้พวกเขาได้รับความร้อนและความดัน ความร้อนและแรงดันจะกระตุ้นการทำงานของกาวและส่งเสริมการยึดเกาะของชั้นต่างๆ ทำให้เกิดโครงสร้างที่แข็งแรงและทนทาน

หลังจากการเคลือบ กระบวนการสร้างชั้นนอกจะเริ่มขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสะสมชั้นทองแดงบาง ๆ ไว้บนพื้นผิวด้านนอกของแผงวงจร ตามด้วยกระบวนการถ่ายภาพหินเพื่อสร้างรูปแบบวงจรขั้นสุดท้าย การสร้างชั้นนอกต้องใช้ความแม่นยำและแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ารูปแบบวงจรอยู่ในแนวที่ถูกต้องกับชั้นใน

การเจาะ การชุบ และการรักษาพื้นผิวสำหรับการผลิตบอร์ด PCB ที่มีความยืดหยุ่นและแข็ง

ขั้นตอนต่อไปในกระบวนการผลิตคือการขุดเจาะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเจาะรูใน PCB เพื่อให้ส่วนประกอบสามารถแทรกและเชื่อมต่อไฟฟ้าได้ การเจาะ PCB แบบยืดหยุ่นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษที่สามารถรองรับความหนาและแผงวงจรที่ยืดหยุ่นได้

หลังจากเจาะแล้ว จะทำการชุบด้วยไฟฟ้าเพื่อเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของ PCB ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวางชั้นโลหะบาง ๆ (โดยปกติจะเป็นทองแดง) ไว้บนผนังของรูที่เจาะ รูชุบเป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างชั้นต่างๆ

ขั้นสุดท้าย ดำเนินการตกแต่งพื้นผิว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้การเคลือบป้องกันบนพื้นผิวทองแดงที่เปลือยเปล่าเพื่อป้องกันการกัดกร่อน เพิ่มความสามารถในการบัดกรี และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของบอร์ด การรักษาพื้นผิวที่แตกต่างกันออกไป เช่น HASL, ENIG หรือ OSP ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งาน

การควบคุมและการทดสอบคุณภาพสำหรับการผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบดิ้นแข็ง

ตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด มีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพเพื่อให้มั่นใจในมาตรฐานสูงสุดของความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ ใช้วิธีการทดสอบขั้นสูง เช่น การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ (AOI) การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์ และการทดสอบทางไฟฟ้า เพื่อระบุข้อบกพร่องหรือปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในแผงวงจรสำเร็จรูป นอกจากนี้ ยังมีการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถืออย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่า PCB แบบยืดหยุ่นสามารถทนต่อสภาวะที่ท้าทายได้

สรุป.

การผลิตบอร์ดแบบแข็งต้องใช้กระบวนการผลิตแบบพิเศษ โครงสร้างที่ซับซ้อนและคุณลักษณะเฉพาะของแผงวงจรขั้นสูงเหล่านี้จำเป็นต้องพิจารณาการออกแบบอย่างรอบคอบ การเลือกใช้วัสดุที่แม่นยำ และขั้นตอนการผลิตที่ปรับแต่งเอง เมื่อปฏิบัติตามกระบวนการผลิตเฉพาะทางเหล่านี้ ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะสามารถควบคุมศักยภาพของ PCB แบบแข็งงอได้อย่างเต็มที่ และนำโอกาสใหม่ๆ สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นนวัตกรรม ยืดหยุ่น และกะทัดรัด