HDI Rigid Flex PCB İstehsal Prosesi

HDI (High Density Interconnect) sərt çevik PCB-lər yüksək sıxlıqlı naqil imkanlarının üstünlüklərini sərt çevik lövhələrin çevikliyi ilə birləşdirərək qabaqcıl çap dövrə lövhəsi texnologiyasının zirvəsini təmsil edir.Bu məqalə HDI rigid-flex PCB-nin istehsal prosesini aydınlaşdırmaq və onun strukturu, materialları və əsas istehsal mərhələləri haqqında dəyərli fikirlər vermək məqsədi daşıyır.Mürəkkəblikləri dərk edərək, mühəndislər və dizaynerlər dizaynlarını optimallaşdıra və innovativ ideyalarını reallığa çevirmək üçün istehsalçılarla səmərəli əməkdaşlıq edə bilərlər.

1. AnlamaqHDI sərt çevik PCB:

HDI (High Density Interconnect) rigid-flex PCB yüksək sıxlıqlı qarşılıqlı əlaqə və çevikliyin üstünlüklərini özündə birləşdirən çap dövrə lövhəsinin qabaqcıl formasıdır.Bu unikal birləşmə onları müasir elektron avadanlıqların tələblərinə cavab vermək üçün ideal şəkildə uyğunlaşdırır.
Yüksək sıxlıqlı qarşılıqlı əlaqə məhdud lövhə məkanında yüksək sıxlıqlı komponentlərə və siqnal yönləndirməsinə nail olmaq qabiliyyətinə aiddir.Daha kiçik, daha yığcam cihazlara tələbat artmaqda davam etdikcə, HDI texnologiyası daha kiçik forma faktorlarında mürəkkəb sxemlərin dizaynına və istehsalına imkan verir. Artan qarşılıqlı əlaqə sıxlığı daha çox funksionallığın daha kiçik cihazlara inteqrasiyasına imkan verir və onları daha səmərəli və güclü edir.
Çeviklik HDI rigid-flex PCB-lərin başqa bir əsas atributudur. Bu çeviklik, performansa və ya etibarlılığa təsir etmədən lövhənin əyilməsinə, qatlanmasına və ya bükülməsinə imkan verir.Çeviklik xüsusilə mürəkkəb fiziki dizayn tələb edən və ya vibrasiya, zərbə və ya ekstremal mühitlərə tab gətirməli olan elektron cihazlar üçün faydalıdır. O, həmçinin, əlavə birləşdiricilərə və ya kabellərə ehtiyacı aradan qaldıraraq, müxtəlif dövrə lövhəsi bölmələrindən elektron komponentlərin qüsursuz inteqrasiyasını təmin edir.
HDI texnologiyasından istifadə bir sıra üstünlüklər təklif edir.Birincisi, o, komponentlər və qarşılıqlı əlaqə arasındakı məsafəni minimuma endirməklə, siqnal itkisini, çarpaz əlaqəni və elektromaqnit müdaxiləsini azaltmaqla siqnal bütövlüyünü xeyli yaxşılaşdırır. Bu, yüksək sürətli rəqəmsal və RF tətbiqləri üçün performans və etibarlılığı artırır. İkincisi, HDI rigid-flex PCB elektron avadanlıqların ümumi ölçüsünü və çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. HDI texnologiyası kompakt, yüngül dizaynlara imkan verən əlavə birləşdiricilərə, kabellərə və lövhədən lövhəyə qoşulma ehtiyacını aradan qaldırır. Bu, çəki və yerə qənaətin vacib olduğu aerokosmik və portativ istehlakçı elektronikası kimi sənayelər üçün xüsusilə dəyərlidir. Bundan əlavə, HDI texnologiyası elektron avadanlıqların etibarlılığını da artırır. Qarşılıqlı birləşmələrin sayını minimuma endirməklə HDI rigid-flex PCB-lər boş əlaqələr və ya lehim birləşməsinin yorğunluğu səbəbindən uğursuzluq riskini azaldır. Bu, məhsulun keyfiyyətini yaxşılaşdırır və uzunmüddətli etibarlılığı artırır.
HDI rigid-flex proqramları aerokosmik, tibbi cihazlar, telekommunikasiya və məişət elektronikası da daxil olmaqla müxtəlif sənaye sahələrində mövcuddur.Aerokosmik sənayedə HDI rigid-flex PCB-lər kompakt ölçüləri, yüngülliyi və ekstremal şəraitə tab gətirmək qabiliyyətinə görə uçuş idarəetmə sistemlərində, avionika və rabitə sistemlərində istifadə olunur. Tibb sahəsində onlar kardiostimulyatorlar, tibbi görüntüləmə sistemləri və implantasiya edilə bilən cihazlar kimi cihazlarda istifadə olunur. Telekommunikasiya və məişət elektronikası smartfonlar, planşetlər, daşınan cihazlar və digər portativ cihazlarda HDI rigid-flex PCB-lərin azaldılmış ölçüsü və təkmilləşdirilmiş performansından faydalanır.

2.HDI sərt çevik PCB istehsal prosesi: addım-addım

A. Məhdudiyyətləri dizayn edin və CAD fayllarını hazırlayın:
HDI rigid-flex PCB istehsalı prosesində ilk addım dizayn məhdudiyyətlərini nəzərə almaq və CAD fayllarını hazırlamaqdır. Dizayn məhdudiyyətləri PCB performansını, etibarlılığını və istehsal qabiliyyətini müəyyən etməkdə mühüm rol oynayır. Bəzi vacib dizayn məhdudiyyətləri nəzərə alınmalıdır:
Ölçü Məhdudiyyətləri:
PCB-nin ölçüsü onun istifadə olunduğu cihazın tələblərindən asılıdır. PCB-nin funksionallıq və etibarlılığa təsir etmədən təyin edilmiş yerə uyğun olmasını təmin etmək lazımdır.
Etibarlılıq:
PCB dizaynı etibarlı olmalı və gözlənilən iş şəraitinə tab gətirə bilməlidir. Dizayn prosesində temperatur, rütubət, vibrasiya və mexaniki gərginlik kimi amillər nəzərə alınmalıdır.
Siqnal bütövlüyü:
Dizaynlar siqnalın zəifləməsi, səs-küy və ya müdaxilə riskini minimuma endirmək üçün siqnalın bütövlüyünü nəzərə almalıdır. Yüksək sürətli rəqəmsal və RF siqnalları diqqətli marşrutlaşdırma və empedansa nəzarət tələb edir.
Termal İdarəetmə:
İstilik idarəetməsi həddindən artıq istiləşmənin qarşısını almaq və elektron komponentlərin optimal işləməsini təmin etmək üçün vacibdir. İstiliyin yayılmasına termal vidaların, soyuducuların və termal yastıqların düzgün yerləşdirilməsi ilə nail olmaq olar. PCB layout faylları yaratmaq üçün CAD proqramı istifadə olunur. Bu, dizaynerlərə təbəqələrin yığılmasını, komponentlərin yerləşdirilməsini və mis izlərinin marşrutunu müəyyən etməyə imkan verir. CAD proqramı dizaynları dəqiq şəkildə təmsil etmək və vizuallaşdırmaq üçün alətlər və imkanlar təqdim edir, istehsaldan əvvəl hər hansı potensial problemləri müəyyən etməyi və düzəltməyi asanlaşdırır.
B. Material seçimi və tərtibat dizaynı:
CAD fayllarını hazırladıqdan sonra növbəti addım material seçimi və layup dizaynıdır. Düzgün materialların seçilməsi HDI rigid-flex PCB-lərin tələb olunan elektrik performansına, istilik idarəetməsinə və mexaniki bütövlüyünə nail olmasını təmin etmək üçün çox vacibdir. FR-4 və ya yüksək performanslı laminatlar kimi sərt təbəqə materialları mexaniki dəstək və sabitlik təmin edir. Çevik təbəqə adətən elastiklik və davamlılıq üçün poliimid və ya polyester filmdən hazırlanır. Stackup dizayn prosesi sərt və çevik təbəqələr, mis qalınlığı və dielektrik materiallar da daxil olmaqla müxtəlif təbəqələrin təşkilinin müəyyən edilməsini əhatə edir. Yığın dizaynı siqnal bütövlüyü, empedans nəzarəti və gücün paylanması kimi amilləri nəzərə almalıdır. Düzgün təbəqənin yerləşdirilməsi və material seçimi effektiv siqnal ötürülməsini təmin edir, çarpazlığı minimuma endirir və lazımi çevikliyi təmin edir.
C. Lazer qazma və mikrodəliklərin əmələ gəlməsi:
Lazer qazma HDI PCB-lərdə yüksək sıxlıqlı marşrutlaşdırma mikrovialarının yaradılmasında mühüm addımdır. Mikrovialar PCB-nin müxtəlif təbəqələrini birləşdirmək üçün istifadə olunan kiçik deşiklərdir və daha yüksək sıxlıqlı qarşılıqlı əlaqə yaratmağa imkan verir. Lazer qazma ənənəvi mexaniki qazma üsulları ilə müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir. Bu, daha kiçik aperturalara imkan verir, daha yüksək marşrut sıxlığına və daha yığcam dizaynlara imkan verir. Lazer qazma həmçinin daha yüksək dəqiqlik və nəzarət təmin edərək, yanlış hizalanma və ya ətrafdakı materiallara ziyan vurma riskini azaldır. Lazer qazma prosesində fokuslanmış lazer şüası kiçik deşiklər yaradaraq materialı kəsmək üçün istifadə olunur. Sonra deşiklər, siqnalların səmərəli ötürülməsinə imkan verən təbəqələr arasında keçiriciliyi təmin etmək üçün metallaşdırılır.
D. Kimyəvi mis örtük:
Elektriksiz mis örtük HDI sərt elastik lövhələrin istehsalı prosesində əsas addımdır. Proses mikroməsamələrin içərisində və PCB-nin səthində nazik bir mis təbəqəsinin yerləşdirilməsini əhatə edir. Elektriksiz mis örtüyünün əhəmiyyəti onun etibarlı elektrik əlaqələrini və yaxşı siqnal ötürülməsini təmin etmək qabiliyyətindədir. Mis təbəqə mikroviaları doldurur və PCB-nin müxtəlif təbəqələrini birləşdirir, siqnallar üçün keçirici bir yol təşkil edir. O, həmçinin komponentlərin bərkidilməsi üçün lehimli səthi təmin edir. Elektriksiz mis örtük prosesi səthin hazırlanması, aktivləşdirilməsi və çöküntüsü daxil olmaqla bir neçə mərhələni əhatə edir. PCB əvvəlcə təmizlənir və yapışmanı artırmaq üçün aktivləşdirilir. Daha sonra PCB səthinə mis ionları olan bir məhlul tətbiq etmək üçün kimyəvi reaksiya istifadə olunur və nazik bir mis təbəqəsi qoyulur.
E. Təsvirin ötürülməsi və litoqrafiya:
Şəkil ötürülməsi və fotolitoqrafiya HDI rigid-flex PCB istehsal prosesinin komponentləridir. Bu addımlara PCB səthində dövrə nümunəsi yaratmaq üçün fotorezist materialdan istifadə etmək və naxışlı fotomaska ​​vasitəsilə onu UV işığına məruz qoymaq daxildir. Təsvirin ötürülməsi prosesi zamanı PCB səthinə fotorezist material tətbiq olunur. Fotorezist materiallar ultrabənövşəyi şüalara həssasdır və seçici şəkildə məruz qala bilər. Daha sonra PCB naxışlı fotomaska ​​ilə uyğunlaşdırılır və fotorezisti ifşa etmək üçün UV işığı fotomaskanın aydın sahələrindən keçir. Ekspozisiyadan sonra, PCB istənilən dövrə nümunəsini tərk edərək, məruz qalmamış fotorezisti aradan qaldırmaq üçün hazırlanmışdır. Bu nümunələr sonrakı proseslərdə qoruyucu təbəqə kimi çıxış edir. Dövrə izləri yaratmaq üçün istənməyən mis çıxarmaq üçün aşındırıcı kimyəvi maddələr istifadə olunur. Fotorezistlə əhatə olunmayan sahələr, misi seçici şəkildə çıxaran, istədiyiniz dövrə izlərini buraxan aşındırıcıya məruz qalır.
F. Aşınma və elektrokaplama prosesi:
Aşınma prosesinin məqsədi artıq misi çıxarmaq və HDI rigid-flex PCB-də dövrə izləri yaratmaqdır. Aşınma, arzuolunmaz misi seçici şəkildə çıxarmaq üçün bir aşındırıcıdan, adətən turşu və ya kimyəvi məhluldan istifadə etməyi nəzərdə tutur. Aşınma, aşındırıcının tələb olunan dövrə izlərinə hücum etməsinin qarşısını alan qoruyucu fotorezist təbəqə ilə idarə olunur. İstədiyiniz iz genişliyinə və dərinliyinə nail olmaq üçün aşındırıcının müddəti və konsentrasiyasına diqqətlə nəzarət edin. Qatlandıqdan sonra qalan fotorezist dövrə izlərini üzə çıxarmaq üçün soyulur. Soyma prosesi təmiz və yaxşı müəyyən edilmiş dövrə izlərini buraxaraq fotorezisti həll etmək və çıxarmaq üçün həlledicilərdən istifadə etməyi əhatə edir. Dövrə izlərini gücləndirmək və düzgün keçiriciliyi təmin etmək üçün bir örtük prosesi tələb olunur. Bu, elektrokaplama və ya elektriksiz örtmə prosesi vasitəsilə dövrə izlərinə əlavə mis qatının qoyulmasını əhatə edir. Mis örtüyünün qalınlığı və vahidliyi etibarlı elektrik bağlantısına nail olmaq üçün vacibdir.
G. Lehim maskasının tətbiqi və komponentlərin yığılması:
Lehim maskasının tətbiqi və komponentlərin yığılması HDI rigid-flex PCB istehsalı prosesində vacib addımlardır. Mis izlərini qorumaq və onların arasında izolyasiya təmin etmək üçün lehim maskasından istifadə edin. Lehim maskası, komponent yastıqları və vidalar kimi lehimləmə tələb olunan sahələr istisna olmaqla, bütün PCB səthində qoruyucu təbəqə təşkil edir. Bu, montaj zamanı lehim körpüsünün və şortların qarşısını almağa kömək edir. Komponentlərin yığılması elektron komponentlərin PCB-yə yerləşdirilməsini və onların yerinə lehimlənməsini nəzərdə tutur. Düzgün elektrik əlaqələrini təmin etmək üçün komponentlər diqqətlə yerləşdirilir və eniş meydançası ilə hizalanır. Komponent növündən və montaj tələblərindən asılı olaraq reflow və ya dalğa lehimləmə kimi lehimləmə üsullarından istifadə edin. Yenidən axıdılan lehimləmə prosesi PCB-nin lehimin əriməsinə və komponent rəhbərləri ilə PCB yastıqları arasında daimi əlaqə yaratmasına səbəb olan müəyyən bir temperatura qədər qızdırılmasını əhatə edir. Dalğa lehimləmə adətən deşikli komponentlər üçün istifadə olunur, burada PCB bir əlaqə yaratmaq üçün ərimiş lehim dalğasından keçir.
H. Sınaq və Keyfiyyətə Nəzarət:
HDI rigid-flex PCB istehsalı prosesində son addım sınaq və keyfiyyətə nəzarətdir. PCB performansını, etibarlılığını və funksionallığını təmin etmək üçün ciddi sınaq vacibdir. Şortları, açıqları və davamlılığı yoxlamaq üçün elektrik testlərini həyata keçirin. Bu, PCB-yə xüsusi gərginliklərin və cərəyanların tətbiqini və avtomatlaşdırılmış sınaq avadanlığından istifadə edərək cavabın ölçülməsini əhatə edir. Lehim birləşməsinin keyfiyyətini, komponentlərin yerləşdirilməsini və PCB-nin ümumi təmizliyini yoxlamaq üçün vizual yoxlamalar da aparılır. Bu, yanlış hizalanmış komponentlər, lehim körpüləri və ya çirkləndiricilər kimi potensial qüsurları müəyyən etməyə kömək edir. Bundan əlavə, bir PCB-nin temperaturun dəyişməsinə və ya termal şoka tab gətirmə qabiliyyətini qiymətləndirmək üçün termal stress təhlili aparıla bilər. Bu, PCB-nin həddindən artıq temperatur dəyişikliklərinə məruz qaldığı tətbiqlərdə xüsusilə vacibdir. İstehsal prosesinin hər bir addımı zamanı və ondan sonra PCB-nin tələb olunan spesifikasiyalara və standartlara cavab verməsini təmin etmək üçün keyfiyyətə nəzarət tədbirləri həyata keçirilir. Buraya proses parametrlərinin monitorinqi, statistik prosesə nəzarətin (SPC) aparılması və hər hansı sapma və ya anomaliyaları müəyyən etmək və düzəltmək üçün dövri auditlərin aparılması daxildir.

3. HDI sərt çevik lövhələrin istehsalında qarşılaşılan problemlər:

HDI sərt çevik lövhələrin istehsalı yüksək keyfiyyətli son məhsulu təmin etmək üçün diqqətlə idarə edilməli olan bəzi mürəkkəbliklər və çətinliklər təqdim edir.Bu problemlər üç əsas sahə ətrafında fırlanır: dəqiq hizalanma, səth qüsurları və laminasiya zamanı empedans dəyişiklikləri.
HDI rigid-flex lövhələri üçün dəqiq düzülmə çox vacibdir, çünki onlar çoxlu təbəqələri və dəqiq yerləşdirilməli olan materialları əhatə edir. Dəqiq hizalanmaya nail olmaq, vidaların və digər komponentlərin düzgün şəkildə hizalanmasını təmin etmək üçün müxtəlif təbəqələrin diqqətlə idarə edilməsini və yerləşdirilməsini tələb edir. İstənilən uyğunsuzluq siqnal itkisi, qısaqapanmalar və ya fasilələr kimi böyük problemlərə səbəb ola bilər. İstehsalçılar bütün istehsal prosesində dəqiq uyğunlaşma təmin etmək üçün qabaqcıl avadanlıq və texnologiyaya sərmayə qoymalıdırlar.
Səth qüsurlarının qarşısını almaq başqa bir böyük problemdir. İstehsal prosesi zamanı cızıqlar, əyilmələr və ya çirkləndiricilər kimi səth qüsurları baş verə bilər ki, bu da HDI rigid-flex lövhələrinin performansına və etibarlılığına təsir göstərir.Bu qüsurlar elektrik əlaqələrinə müdaxilə edə bilər, siqnal bütövlüyünə təsir edə bilər və ya hətta lövhənin tamamilə sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Səth qüsurlarının qarşısını almaq üçün ciddi keyfiyyətə nəzarət tədbirləri görülməlidir, o cümlədən diqqətli davranmaq, müntəzəm yoxlamalar və istehsal zamanı təmiz mühitdən istifadə etmək lazımdır.
Laminasiya zamanı empedans dəyişikliklərinin minimuma endirilməsi HDI rigid-flex lövhələrinin elektrik performansını qorumaq üçün çox vacibdir.Laminasiya müxtəlif təbəqələri bir-birinə bağlamaq üçün istilik və təzyiqdən istifadə edir. Bununla belə, bu proses dielektrik sabitində və keçirici enində dəyişikliklərə səbəb ola bilər ki, bu da arzuolunmaz empedans dəyişikliklərinə səbəb ola bilər. Bu dəyişiklikləri minimuma endirmək üçün laminasiya prosesinə nəzarət temperaturun, təzyiqin və vaxtın dəqiq idarə edilməsini, həmçinin dizayn spesifikasiyalarına ciddi riayət etməyi tələb edir. Bundan əlavə, tələb olunan empedansın saxlanmasını təmin etmək üçün qabaqcıl sınaq və yoxlama üsullarından istifadə edilə bilər.
HDI çevik lövhələrin istehsalında bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün dizaynerlər və istehsalçılardan proses boyu sıx əməkdaşlıq etmək lazımdır.Dizaynerlər istehsal məhdudiyyətlərini diqqətlə nəzərdən keçirməli və onları istehsalçılara effektiv şəkildə çatdırmalıdırlar. Digər tərəfdən, istehsalçılar uyğun istehsal prosesini həyata keçirmək üçün dizayn tələblərini və məhdudiyyətləri başa düşməlidirlər. Əməkdaşlıq potensial problemləri dizayn mərhələsində erkən həll etməyə kömək edir və istehsal prosesinin yüksək keyfiyyətli HDI rigid-flex lövhələri üçün optimallaşdırılmasını təmin edir.

Nəticə:

HDI rigid-flex PCB-nin istehsal prosesi bacarıqlı, dəqiq və etibarlı texnologiya tələb edən bir sıra mürəkkəb, lakin kritik addımlardır.Prosesin hər bir mərhələsini başa düşmək Capel-ə imkan verir ki, məhdud müddətlər ərzində görkəmli məhsulu çatdırmaq qabiliyyətini optimallaşdırsın. Birgə dizayn səylərinə, avtomatlaşdırmaya və prosesin davamlı təkmilləşdirilməsinə üstünlük verməklə, Capel HDI sərt çevik PCB istehsalında ön sıralarda qala bilər və sənayelər arasında çoxfunksiyalı və yüksək məhsuldar lövhələrə artan tələbatı ödəyə bilər.