4-Layer PCB Herstellungsprozess

Vierlagige PCB-Leiterplatten sind aufgrund ihrer hervorragenden Signalintegrität, ihrer Störfestigkeit und ihrer hohen Verdrahtungsdichte zu den wichtigsten Komponenten von Kommunikationsgeräten, medizinischen Instrumenten, industriellen Steuerungssystemen und hochwertiger Unterhaltungselektronik geworden. Als Profi PCB-HerstellerUm die Leistung und Zuverlässigkeit des Endprodukts zu gewährleisten, kontrollieren wir jedes Detail des Herstellungsprozesses der vierschichtigen Leiterplatten streng.

Detaillierte Erläuterung des Herstellungsprozesses von 4-Lagen-Leiterplatten

1. Präzises Stack-up-Design

Die 4-Lagen-Leiterplatte folgt dem klassischen Aufbau Signal-Layer-Masse-Layer-Power-Layer-Signal-Layer”. Dieser schichtweise Ansatz optimiert nicht nur die Signalübertragungswege, sondern verbessert auch die elektromagnetische Verträglichkeit erheblich. Unsere Ingenieure verwenden professionelle Simulationssoftware für Impedanzanpassungsberechnungen und Signalintegritätsanalysen, um die Qualität der Signalübertragung im Hochfrequenzbereich zu gewährleisten.

In der Phase des Stapeldesigns berücksichtigen wir umfassend die folgenden Faktoren:

• Präzise Kontrolle der dielektrischen Schichtdicke und der Dielektrizitätskonstante
• Angemessene Auswahl der Kupferfolienstärke (typischerweise 1 oz für äußere Schichten, 0,5 oz für innere Schichten)
• Symmetrisches Strukturdesign zur Verringerung des Verzugsrisikos
• Einsatzplanung von Jalousie-/Verdunkelungstechnik

2.Hochpräzise Produktion der Innenschicht

Inner layer production is a critical link in 4-layer board quality. We employ industry-leading laser direct imaging (LDI) technology, achieving ultra-fine line width/spacing of ≤ 3 mil (0.075mm). Compared with traditional exposure technology, LDI offers the following advantages:

• Kein Bedarf an Fotomasken, dadurch weniger Fehler bei der Musterübertragung
• Höhere Auflösung, geeignet für die HDI-Plattenproduktion
• Kürzere Prozesszeit, verbesserte Produktionseffizienz

Das Ätzverfahren verwendet eine saure Ätztechnologie. Durch die präzise Steuerung der Temperatur, der Konzentration und des Sprühdrucks der Ätzlösung stellen wir sicher, dass die c-seitige Ätzung mit einer Genauigkeit von 10 % gesteuert wird und eine gleichmäßige Linienbreite erreicht wird.

3.Lamination Prozess

Die Laminierung ist der Schlüsselprozess, bei dem jede Leiterplattenschicht durch Prepreg zu einem Ganzen verbunden wird.Unser Laminierungsprozess zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

• Verwendung von Hoch-TG-Materialien (wie FR-4 TG170) zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen
• Vakuum-Laminierungstechnologie zur Vermeidung von Blasenbildung und Delamination
• Precise temperature control (180±5℃) and pressure curves
• Strenge Kontrolle des Kühlprozesses zur Verringerung der inneren Spannungen

Nach der Laminierung führen wir eine Ultraschallprüfung durch, um sicherzustellen, dass keine Delaminationen oder Blasen auftreten und die Klebekraft zwischen den Schichten den IPC-Normen entspricht.

4.Bohren und Metallisierung von Löchern

Bei der Bearbeitung von Löchern in 4-Schicht-Platten werden die Technologien des mechanischen Bohrens und des Laserbohrens kombiniert:

• Mechanical drilling: Suitable for ≥0.1mm through-holes and some blind vias
• Laser drilling: Used for <0.1mm microvias, with positioning accuracy of ±25μm

Bei der Metallisierung von Löchern kommen fortschrittliche chemische Kupferabscheidungsverfahren zum Einsatz, die die Qualität durch die folgenden Schritte sicherstellen:

1. Desmear-Behandlung: Entfernen von Harzrückständen beim Bohren
2. Plasma-Behandlung:Erhöht die Rauheit der Lochwand, um die Bindungskraft zu verbessern
3. Chemical copper deposition: Form uniform conductive layer (0.3-0.5μm)
4. Panel plating: Thicken hole copper to 20-25μm

5.Übertragung und Beschichtung von Außenschichtmustern

Bei der Herstellung von Schaltkreisen für die äußere Schicht kommt das Verfahren der Musterplattierung zum Einsatz:

1. Trockenfilm-Laminierung: Aufbringen eines lichtempfindlichen Trockenfilms auf die Kupferoberfläche
2. Belichtung und Entwicklung:Schaltungsmuster durch LDI-Technologie bilden
3. Musterbeschichtung:Galvanisieren zur Verdickung von Linien und Lochkupfer
4. Ätzen: Entfernen überschüssiger Kupferfolie zur Herstellung eines endgültigen Schaltkreises

We use vertical continuous plating (VCP) lines, which offer better uniformity compared to traditional horizontal plating, with hole copper thickness variation controlled within ±5μm.

6.Oberflächenbehandlung: Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Lötbarkeit

Je nach Kundenanforderung bieten wir verschiedene Oberflächenbehandlungsverfahren an:

• ENIG: 1-2μm nickel layer + 0.05-0.1μm gold layer, suitable for high-reliability products
• HASL: Geringe Kosten, geeignet für allgemeine Anwendungen
• OSPOrganisches Konservierungsmittel für die Lötbarkeit, geeignet für Produkte mit kurzer Lagerdauer
• Eintauchen Silber: Bevorzugte Lösung für Hochfrequenzanwendungen

Jeder Prozess wird streng kontrolliert.Beim ENIG-Verfahren beispielsweise kontrollieren wir den Phosphorgehalt der Nickelschicht auf 7-9 %, um die Festigkeit der Lötstellen und die Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.

7.Druck von Lötmasken und Beschriftungen:Schutz und Identifizierung

Die Lötmaskenschicht dient nicht nur dem Isolationsschutz, sondern beeinflusst auch das Aussehen des Produkts.Unser Lötmaskenverfahren zeichnet sich aus:

• Verwendung von hochauflösender LDI-Lötmaskenabbildung, Mindestöffnung 0,1 mm
• Solder mask thickness 15-25μm, ensured through five pre-baking steps
• 100%ige Kontrolle der Lötmaskenabdeckung zur Vermeidung von freiliegenden Kupferdefekten

Legend printing uses white or black ink to clearly mark component positions and board information, with positioning accuracy of ±0.1mm.

8.Routing und Endkontrolle:Die letzte Verteidigungslinie der Qualität

Die Routing-Verarbeitung umfasst:

• CNC milling: Accuracy ±0.05mm
• V-CUT: Tiefenkontrolle bei 1/3 der Kupferdicke der Außenschicht
• Anfasen:Glatte Kantenbearbeitung

Die Endkontrolle führt eine strenge Qualitätskontrolle durch:

• Visuelle Inspektion: 100% manuelle Prüfung + automatische AOI-Erkennung
• Elektrische Prüfung:Fliegende Sonde oder Prüfadapter, 100% Abdeckung
• Impedance testing: ±10% tolerance for critical signal networks
• Zuverlässigkeitsprüfung:Probenahme für thermische Belastung, feuchte Wärmealterung usw.

Häufige Probleme bei der 4-Lagen-Leiterplattenproduktion und Lösungen

Problem 1: Delamination zwischen den Lagen bei 4-Lagen-Platten

Analyse der Grundursache:

1. Ungeeignete Laminierungsparameter (Temperatur/Druck/Zeit)
2. Die Feuchtigkeitsaufnahme des Materials führt zur Dampfbildung während der Laminierung
3. Schlechte Oberflächenbehandlung der inneren Kupferschicht, unzureichende Haftkraft

Lösungen:

1. Strictly control pre-lamination material baking conditions (typically 120℃×4 hours)
2. Optimieren Sie das Temperaturprofil der Aminierung, um einen vollständigen Harzfluss zu gewährleisten.
3. Verwendung von schwarzem Oxid oder Plasmabehandlung zur Erhöhung der Oberflächenrauheit von Kupfer
4. Wählen Sie PP-Platten mit hohem Harzgehalt, um die Füllbarkeit zu verbessern.

Thema 2: Wie kann man eine fehlerhafte Impedanzkontrolle verbessern?

Analyse der Grundursache:

1. Variation der dielektrischen Schichtdicke
2. Abweichung der Linienbreite übersteigt den zulässigen Bereich
3. Instabile Material-Dielektrizitätskonstante

Lösungen:

1. Adopt high-precision lamination control technology, thickness tolerance of ±5%
2. Verwendung von LDI mit einem automatischen Linienbreitenkompensationssystem
3. Select low-DK-tolerance materials (e.g., FR408HR, DK tolerance ±0.2)
4. Erhöhen Sie den Umfang der Impedanztests für die Anpassung des Feedbacks in Echtzeit

Ausgabe 3: Raue Bohrlochwände beim Bohren von 4-Lagen-Platten

Analyse der Grundursache:

1. Verschleiß des Bohrers oder ungeeignete Parameter
2. Unstimmigkeiten zwischen dem Harzsystem der Platte und den Bohrparametern
3. Ungeeignete Auswahl der Einstiegs-/Backup-Karte

Lösungen:

1. Einführung eines Systems zur Verwaltung der Lebensdauer von Bohrern und rechtzeitiger Austausch verschlissener Bohrer
2. Optimierung der Bohrparameter (Geschwindigkeit/Vorschub) für verschiedene Materialien
3. Verwenden Sie eine spezielle Kombination aus Aluminium-Einstiegsplatte und Phenolharz-Backup-Platte
4. Bei Materialien mit hohem TG-Gehalt ist das Stufenbohrverfahren anzuwenden.

Die wichtigsten Vorteile eines professionellen PCB-Herstellers

Topfastals Leiterplattenhersteller mit 17 Jahren Berufserfahrung, verfügt über folgende Kernvorteile in der 4-Lagen-Plattenproduktion:

1. Fortschrittliche Produktionsanlagen

• German LPKF laser drill (accuracy ±15μm)
• Japanische Mitsubishi LDI-Belichtungsmaschine (Mindestlinienbreite 2 mil)
• Vollautomatische VCP-Beschichtungsanlage (Lochkupfergleichmäßigkeit >85%)
• Hochpräzises Impedanztestsystem (bis zu 40GHz)

2. Strenges Qualitätssystem

• ISO9001, IATF16949 zertifiziert
• Implementierung der Norm IPC-A-600G Klasse 3
• 18 Qualitätskontrollpunkte bei Schlüsselprozessen
• SPC Statistische Prozesskontrolle - Implementierung

3. Fähigkeit zur schnellen Reaktion

• Vorlaufzeit für Muster 5-7 Tage (Branchendurchschnitt 10-12 Tage)
• 99,2 % pünktliche Lieferung bei Massenproduktion
• 24/7 online technische Unterstützung
• Notfallauftrag grüner Kanal

4. Umfassende Produkterfahrung

• Monatliche Kapazität 100.000 Quadratmeter
• Kumulativ über 50 Millionen 4-Schicht-Platten produziert
• Ausgereifte Spezialverfahren für Hochfrequenzplatinen, schwere Kupferplatinen, Blind-/Buried-Via-Platinen, usw.
• Aufbau einer stabilen Zusammenarbeit mit mehreren Fortune-500-Unternehmen

Schlussfolgerung

Die Herstellung von vierlagigen Leiterplatten ist ein systematisches Projekt, das Materialkunde, Präzisionsverarbeitung und Qualitätskontrolle miteinander verbindet. Vom Design der gestapelten Lagen bis zur Endkontrolle braucht jedes Glied die Unterstützung von Fachwissen und reicher Erfahrung. Die Wahl eines professionellen Leiterplattenherstellers gewährleistet nicht nur die Produktqualität, sondern bietet auch erhebliche Vorteile für den Produktentwicklungszyklus und die Kostenkontrolle.
Kontaktieren Sie unsere Ingenieure für eine kostenlose Prozessberatung und AngebotsserviceLassen Sie uns unsere professionellen Fähigkeiten nutzen, um Ihre elektronischen Produkte zu schützen.

Empfohlene aktuelle Artikel

• Wie viele Schichten kann eine Leiterplatte haben?
• PCB-Eingangsinspektionsstandards und vollständiger Prozess
• Umfassende Analyse des Kabelbaumdesigns
• Analyse der PCB-Beschichtungstechnologie:Prozess, Methoden und Schlüsselrollen
• FIEE Internationale Ausstellung für Elektrotechnik und intelligente Energie 2025