Processo de fabricação de PCBs de 4 camadas

As placas de circuito impresso de quatro camadas tornaram-se os principais componentes de equipamentos de comunicação, instrumentos médicos, sistemas de controle industrial e produtos eletrônicos de consumo de alta qualidade devido à sua excelente integridade de sinal, capacidade anti-interferência e características de fiação de alta densidade. Como profissional Fabricante de placas de circuito impressoNa empresa, controlamos rigorosamente cada detalhe do processo de fabricação da placa de quatro camadas para garantir o desempenho e a confiabilidade do produto final.

Explicação detalhada do processo de fabricação de PCBs de 4 camadas

1. Projeto de empilhamento de precisão

A PCB de 4 camadas adota o design estrutural clássico "camada de sinal - camada de terra - camada de energia - camada de sinal". Essa abordagem em camadas não apenas otimiza os caminhos de transmissão de sinal, mas também melhora significativamente a compatibilidade eletromagnética. Nossos engenheiros usam software de simulação profissional para cálculos de correspondência de impedância e análise de integridade de sinal para garantir a qualidade da transmissão de sinais de alta frequência.

Durante a fase de projeto do stack-up, consideramos os seguintes fatores de forma abrangente:

• Controle preciso da espessura da camada dielétrica e da constante dielétrica
• Seleção razoável da espessura da folha de cobre (normalmente 1 onça para camadas externas, 0,5 onça para camadas internas)
• Projeto de estrutura simétrica para reduzir o risco de empenamento
• Planejamento de aplicação de cegos/enterrados por meio de tecnologia

2.Produção da camada interna de alta precisão

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:

• Não há necessidade de fotomáscaras, reduzindo os erros de transferência de padrões
• Maior resolução, adequada para a produção de placas HDI
• Tempo de processo mais curto, melhorando a eficiência da produção

O processo de gravação utiliza a tecnologia de gravação ácida. Com o controle preciso da temperatura, da concentração e da pressão de pulverização da solução de corrosão, garantimos que a corrosão do lado c seja controlada em 10%, alcançando uma precisão uniforme da largura da linha.

3.Processo de laminação

A laminação é o principal processo de combinação de cada camada da placa de circuito em um todo por meio do pré-impregnado.Os recursos do nosso processo de laminação incluem:

• Uso de materiais de alto TG (como FR-4 TG170) para garantir a confiabilidade em altas temperaturas
• Tecnologia de laminação a vácuo para eliminar os riscos de bolhas e delaminação
• Precise temperature control (180±5℃) and pressure curves
• Controle rigoroso do processo de resfriamento para reduzir a tensão interna

Após a laminação, realizamos uma varredura ultrassônica para garantir que não haja delaminação ou bolhas, com a força de ligação entre as camadas atendendo aos padrões do IPC.

4.Perfuração e metalização de furos

O processamento de furos em placas de 4 camadas combina as tecnologias de perfuração mecânica e perfuração a 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

A metalização de furos emprega processos avançados de deposição química de cobre, garantindo a qualidade por meio das seguintes etapas:

1. Tratamento de remoção de manchas: Remover resíduos de resina da perfuração
2. Tratamento com plasma:Aumenta a rugosidade da parede do furo para melhorar a força de ligação
3. Chemical copper deposition: Form uniform conductive layer (0.3-0.5μm)
4. Panel plating: Thicken hole copper to 20-25μm

5.Transferência e revestimento do padrão da camada externa

A produção do circuito da camada externa usa o processo de revestimento padrão:

1. Laminação com filme seco: Aplicar filme seco fotossensível na superfície do cobre
2. Exposição e desenvolvimento:Padrão de circuito de forma por meio da tecnologia LDI
3. Revestimento de padrões:Eletrodeposição para engrossar as linhas e perfurar o cobre
4. Gravação: Remova o excesso de folha de cobre para formar um circuito 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.Tratamento de superfície: Garantia da confiabilidade da soldabilidade

De acordo com os requisitos de aplicação do cliente, fornecemos vários processos de tratamento de superfície:

• ENIG: 1-2μm nickel layer + 0.05-0.1μm gold layer, suitable for high-reliability products
• HASL: Baixo custo, adequado para aplicações gerais
• OSPConservante orgânico de soldabilidade, adequado para produtos de ciclo de armazenamento curto
• Prata de imersão: Solução preferida para aplicações de alta frequência

Cada processo é rigorosamente controlado.Por exemplo, no processo ENIG, controlamos o teor de fósforo da camada de níquel em 7-9% para garantir a força da junta de solda e a resistência à corrosão.

7.Máscara de solda e impressão de legenda:Proteção e identificação

A camada de máscara de solda fornece não apenas proteção de isolamento, mas também afeta a aparência do produto.Nosso processo de máscara de solda apresenta:

• Uso de imagens de máscara de solda LDI de alta resolução, com abertura mínima de 0,1 mm
• Solder mask thickness 15-25μm, ensured through five pre-baking steps
• Inspeção de 100% da cobertura da máscara de solda para evitar defeitos de cobre exposto

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

8.Roteamento e inspeção final:Última linha de defesa da qualidade

O processamento de roteamento inclui:

• CNC milling: Accuracy ±0.05mm
• V-CUT: Profundidade controlada em 1/3 da espessura do cobre da camada externa
• Chanfro:Tratamento de bordas suaves

A inspeção final implementa um rigoroso controle de qualidade:

• Inspeção visual: 100% de inspeção manual + detecção automática AOI
• Testes elétricos:Sonda voadora ou dispositivo de teste, 100% de cobertura
• Impedance testing: ±10% tolerance for critical signal networks
• Teste de confiabilidade:Amostragem para estresse térmico, envelhecimento por calor úmido, etc.

Problemas comuns na produção de PCBs de 4 camadas e soluções

Questão 1: Delaminação entre camadas em placas de 4 camadas

Análise da causa raiz:

1. Parâmetros de laminação inadequados (temperatura/pressão/tempo)
2. A absorção de umidade do material causa a geração de vapor durante a laminação
3. Tratamento deficiente da superfície de cobre da camada interna, força de ligação insuficiente

Soluções:

1. Strictly control pre-lamination material baking conditions (typically 120℃×4 hours)
2. Otimize o perfil de temperatura de aminação para garantir o fluxo completo da resina
3. Use óxido preto ou tratamento de plasma para aumentar a rugosidade da superfície do cobre
4. Selecione folhas de PP com alto teor de resina para melhorar a capacidade de enchimento

Questão 2: Como melhorar o controle de impedância com falha?

Análise da causa raiz:

1. Variação da espessura da camada dielétrica
2. Desvio da largura da linha que excede a faixa permitida
3. Constante dielétrica instável do material

Soluções:

1. Adopt high-precision lamination control technology, thickness tolerance of ±5%
2. Use o LDI com um sistema automático de compensação de largura de linha
3. Select low-DK-tolerance materials (e.g., FR408HR, DK tolerance ±0.2)
4. Aumentar o tamanho da amostra do teste de impedância para ajuste de feedback em tempo real

Questão 3: Paredes de furos irregulares na perfuração de placas de 4 camadas

Análise da causa raiz:

1. Desgaste da broca ou parâmetros inadequados
2. Incompatibilidade entre o sistema de resina da placa e os parâmetros de perfuração
3. Seleção inadequada da placa de entrada/backup

Soluções:

1. Estabelecer um sistema de gerenciamento da vida útil da broca e substituir prontamente as brocas desgastadas
2. Otimizar os parâmetros de perfuração (velocidade/taxa de avanço) para diferentes materiais
3. Use uma combinação de placa de entrada de alumínio dedicada + placa de apoio fenólica
4. Para materiais de alto TG, adote o processo de perfuração em etapas

Principais vantagens de um fabricante profissional de placas de circuito impresso

TopfastA empresa, fabricante de placas de circuito impresso com 17 anos de experiência profissional, possui as seguintes vantagens principais na produção de placas de 4 camadas:

1. Equipamento de produção avançado

• German LPKF laser drill (accuracy ±15μm)
• Máquina de exposição LDI japonesa da Mitsubishi (largura mínima da linha de 2 mil)
• Linha de galvanização VCP totalmente automática (uniformidade de cobre do furo >85%)
• Sistema de teste de impedância de alta precisão (até 40 GHz)

2. Sistema de qualidade rigoroso

• Certificação ISO9001, IATF16949
• Implementação do padrão IPC-A-600G Classe 3
• 18 pontos de controle de qualidade nos principais processos
• Implementação do controle estatístico de processos SPC

3. Capacidade de resposta rápida

• Prazo de entrega da amostra: 5 a 7 dias (média do setor: 10 a 12 dias)
• Taxa de entrega pontual de 99,2% para produção em massa
• Suporte técnico on-line 24 horas por dia, 7 dias por semana
• Ordem de emergência canal verde

4. Ampla experiência em produtos

• Capacidade mensal de 100.000 metros quadrados
• Mais de 50 milhões de placas de 4 camadas produzidas cumulativamente
• Processos especiais maduros para placas de alta frequência, placas de cobre pesado, placas de via cega/enterrada, etc.
• Estabeleceu uma cooperação estável com várias empresas da Fortune 500

Conclusão

A produção de placas PCB de quatro camadas é um projeto sistemático que combina ciência de materiais, processamento de precisão e controle de qualidade. Desde o projeto da camada empilhada até a inspeção final, cada elo precisa do apoio de conhecimento especializado e rica experiência. A escolha de um fabricante profissional de PCBs não só garante a qualidade do produto, mas também oferece vantagens significativas no ciclo de desenvolvimento do produto e no controle de custos.
Entre em contato com nossos engenheiros para uma consulta gratuita sobre o processo e serviço de cotaçãoSe você tem um produto eletrônico, use nossa capacidade profissional para proteger seus produtos eletrônicos.

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