Processus de fabrication des circuits imprimés à 4 couches

Les circuits imprimés à quatre couches sont devenus les principaux composants des équipements de communication, des instruments médicaux, des systèmes de contrôle industriel et des produits électroniques grand public haut de gamme en raison de leur excellente intégrité des signaux, de leur capacité antiparasite et de leurs caractéristiques de câblage à haute densité. En tant que professionnel Fabricant de circuits imprimésNous contrôlons strictement chaque détail du processus de fabrication des cartes à quatre couches afin de garantir la performance et la fiabilité du produit final.

Explication détaillée du processus de fabrication des PCB à 4 couches

1. Conception d'empilages de précision

Le circuit imprimé à 4 couches adopte la conception structurelle classique “couche de signal-couche de terre-couche d'alimentation-couche de signal&#8221 ;. Cette approche en couches permet non seulement d'optimiser les voies de transmission des signaux, mais aussi d'améliorer considérablement la compatibilité électromagnétique. Nos ingénieurs utilisent des logiciels de simulation professionnels pour les calculs d'adaptation d'impédance et l'analyse de l'intégrité des signaux afin de garantir la qualité de la transmission des signaux à haute fréquence.

Au cours de la phase de conception de l'empilement, nous prenons en compte les facteurs suivants :

• Contrôle précis de l'épaisseur de la couche diélectrique et de la constante diélectrique
• Choix raisonnable de l'épaisseur de la feuille de cuivre (généralement 1 oz pour les couches externes, 0,5 oz pour les couches internes)
• Conception symétrique de la structure pour réduire le risque de gauchissement
• Planification de l'application de la technologie pour les personnes aveugles ou enterrées

2.Production de couches internes de haute précision

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:

• Pas besoin de masques photographiques, ce qui réduit les erreurs de transfert de modèle
• Résolution plus élevée, adaptée à la production de cartes HDI
• Temps de traitement plus court, améliorant l'efficacité de la production

Le processus de gravure utilise la technologie de gravure acide. En contrôlant précisément la température, la concentration et la pression de pulvérisation de la solution de gravure, nous nous assurons que la gravure du côté c est contrôlée à 10 % près, ce qui permet d'obtenir une largeur de ligne uniforme.

3.Processus de laminage

Le laminage est le processus clé qui consiste à combiner chaque couche de circuit imprimé en un tout grâce au pré-imprégné.Les caractéristiques de notre processus de laminage sont les suivantes

• Utilisation de matériaux à haute résistance thermique (tels que FR-4 TG170) pour garantir la fiabilité à haute température.
• Technologie de laminage sous vide pour éliminer les risques de bulles et de délamination
• Precise temperature control (180±5℃) and pressure curves
• Contrôle strict du processus de refroidissement pour réduire les contraintes internes

Après le laminage, nous procédons à un balayage ultrasonique pour garantir l'absence de délamination ou de bulles, la force de collage entre les couches étant conforme aux normes IPC.

4.Perçage et métallisation des trous

Le traitement des trous dans les cartes à 4 couches combine les technologies de perçage mécanique et de perçage au laser :

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

La métallisation des trous utilise des procédés avancés de dépôt chimique de cuivre, garantissant la qualité grâce aux étapes suivantes :

1. Traitement de désencrassement : Éliminer les résidus de résine du forage
2. Traitement au plasma :Augmentation de la rugosité de la paroi du trou pour améliorer la force d'adhérence.
3. Chemical copper deposition: Form uniform conductive layer (0.3-0.5μm)
4. Panel plating: Thicken hole copper to 20-25μm

5.Transfert de motifs de la couche externe et placage

La production de circuits à couche externe utilise le processus de placage de motifs :

1. Pelliculage à sec : Application d'un film sec photosensible sur la surface du cuivre
2. Exposition et développement :Formation d'un modèle de circuit grâce à la technologie LDI
3. Placage de motifs :Plaque électrolytique pour épaissir les lignes et trouer le cuivre
4. Gravure : enlever l'excès de feuille de cuivre pour former un circuit final.

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.Traitement de surface : Assurer la fiabilité de la soudabilité

Selon les exigences des applications des clients, nous proposons différents procédés de traitement de surface :

• ENIG: 1-2μm nickel layer + 0.05-0.1μm gold layer, suitable for high-reliability products
• HASL: Faible coût, adapté aux applications générales
• OSPConservateur de soudabilité organique, adapté aux produits à cycle de stockage court.
• Argent d'immersion: Solution privilégiée pour les applications à haute fréquence

Chaque processus est strictement contrôlé.Par exemple, dans le processus ENIG, nous contrôlons la teneur en phosphore de la couche de nickel à 7-9 % pour garantir la solidité des joints de soudure et la résistance à la corrosion.

7.Masque de soudure et impression de la légende :Protection et identification

La couche de masque de soudure assure non seulement la protection de l'isolation, mais influe également sur l'aspect du produit.Notre processus de masque de soudure présente les caractéristiques suivantes

• Utilisation de l'imagerie à haute résolution du masque de soudure LDI, ouverture minimale de 0,1 mm
• Solder mask thickness 15-25μm, ensured through five pre-baking steps
• Inspection de la couverture du masque de soudure à 100 % pour éviter les défauts de cuivre exposés

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

8.Acheminement et inspection finale :Dernière ligne de défense de la qualité

Le traitement de l'acheminement comprend

• CNC milling: Accuracy ±0.05mm
• V-CUT : Profondeur contrôlée à 1/3 de l'épaisseur de la couche extérieure de cuivre
• Chanfreinage :Traitement des bords lisses

L'inspection finale met en œuvre un contrôle de qualité strict :

• Inspection visuelle : Inspection manuelle à 100 % + détection automatique AOI
• Essais électriques :Sonde volante ou montage d'essai, couverture à 100%.
• Impedance testing: ±10% tolerance for critical signal networks
• Essais de fiabilité :Échantillonnage pour le stress thermique, le vieillissement à la chaleur humide, etc.

Problèmes courants dans la production de circuits imprimés à 4 couches et solutions

Question 1 : Décollement entre les couches dans les panneaux à 4 couches

Analyse des causes profondes:

1. Paramètres de laminage inappropriés (température/pression/temps)
2. L'absorption de l'humidité du matériau entraîne la production de vapeur pendant le laminage
3. Mauvais traitement de la surface de la couche interne de cuivre, force d'adhérence insuffisante

Solutions:

1. Strictly control pre-lamination material baking conditions (typically 120℃×4 hours)
2. Optimiser le profil de température d'amination pour assurer un écoulement complet de la résine
3. Utiliser l'oxyde noir ou le traitement au plasma pour augmenter la rugosité de la surface du cuivre.
4. Choisir des feuilles de PP à forte teneur en résine pour améliorer la capacité de remplissage

Question 2 : Comment améliorer un contrôle d'impédance défaillant ?

Analyse des causes profondes:

1. Variation de l'épaisseur de la couche diélectrique
2. Écart de largeur de ligne dépassant la plage autorisée
3. Constante diélectrique instable du matériau

Solutions:

1. Adopt high-precision lamination control technology, thickness tolerance of ±5%
2. Utiliser LDI avec un système de compensation automatique de la largeur de ligne
3. Select low-DK-tolerance materials (e.g., FR408HR, DK tolerance ±0.2)
4. Augmentation de la taille de l'échantillon de test d'impédance pour un ajustement du retour d'information en temps réel

Numéro 3 : Murs de trous rugueux dans le perçage de panneaux à 4 couches

Analyse des causes profondes:

1. Usure du foret ou paramètres inappropriés
2. Inadéquation entre le système de résine du panneau et les paramètres de forage
3. Sélection inadéquate de la carte d'entrée/de secours

Solutions:

1. Mettre en place un système de gestion de la durée de vie des trépans et remplacer rapidement les trépans usés.
2. Optimiser les paramètres de perçage (vitesse/avance) pour différents matériaux
3. Utiliser une combinaison de panneaux d'entrée en aluminium et de panneaux d'appui en résine phénolique.
4. Pour les matériaux à haute teneur en carbone, adopter le processus de perçage par étapes.

Principaux avantages d'un fabricant professionnel de circuits imprimés

Topfasten tant que fabricant de circuits imprimés avec 17 ans d'expérience professionnelle, possède les principaux avantages suivants dans la production de circuits imprimés à 4 couches :

1. Équipement de production avancé

• German LPKF laser drill (accuracy ±15μm)
• Machine d'exposition LDI japonaise Mitsubishi (largeur de ligne minimale 2 mil)
• Ligne de placage VCP entièrement automatique (uniformité du cuivre des trous >85%)
• Système de test d'impédance de haute précision (jusqu'à 40 GHz)

2. Système de qualité strict

• Certifié ISO9001, IATF16949
• Mise en œuvre de la norme IPC-A-600G classe 3
• 18 points de contrôle de la qualité dans les processus clés
• Mise en œuvre du contrôle statistique des processus (CSP)

3. Capacité de réaction rapide

• Délai d'échantillonnage : 5 à 7 jours (moyenne du secteur : 10 à 12 jours)
• Taux de livraison à temps de 99,2 % pour la production de masse
• Assistance technique en ligne 24/7
• Ordre d'urgence canal vert

4. Une grande expérience des produits

• Capacité mensuelle de 100 000 mètres carrés
• Plus de 50 millions de cartes à 4 couches produites au total
• Procédés spéciaux matures pour les cartes haute fréquence, les cartes en cuivre lourd, les cartes à canaux aveugles/enfouis, etc.
• Établissement d'une coopération stable avec de nombreuses entreprises Fortune 500

Conclusion

La production de cartes de circuits imprimés à quatre couches est un projet systématique qui combine la science des matériaux, le traitement de précision et le contrôle de la qualité. De la conception des couches empilées à l'inspection finale, chaque étape nécessite le soutien de connaissances spécialisées et d'une riche expérience. Le choix d'un fabricant professionnel de circuits imprimés garantit non seulement la qualité du produit, mais offre également des avantages significatifs en termes de cycle de développement du produit et de contrôle des coûts.
N'hésitez pas à contacter nos ingénieurs pour obtenir une consultation gratuite sur les processus et des conseils sur la manière de les mettre en œuvre. service de devisNous mettons nos compétences professionnelles au service de la protection de vos produits électroniques.

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