다층 전도성 구조와 안정적인 전기적 성능을 갖춘 다층 PCB는 통신, 서버 및 산업 제어와 같은 고급-분야에서 널리 사용됩니다.{2}}층과 12-층 PCB는 복잡한 처리 절차와 장비 정밀도, 공정 매개변수 및 환경 제어에 대한 요구 사항이 매우 높은 고다층 회로 기판 범주에 속합니다. 전체 프로세스 프레임워크는 유사하지만 레이어 수가 증가함에 따라 스태킹, 적층 시간, 정렬 정확도, 드릴링 및 전기 도금과 같은 핵심 측면에는 상당한 차이가 있습니다. 실제 생산 경험을 바탕으로 다음 섹션에서는 두 유형의 다층 PCB에 대한 전체 처리 흐름과 핵심 기술 사항을 간략하게 설명합니다.
1. 자재 전-가공 및 적층 계획
재료 사전{0}}처리는 보드 안정성을 보장하는 데 필수적입니다. 8-레이어 PCB와 12-레이어 PCB 모두 CCL(Copper{9}}Clad Laminate(CCL) 코어보드, 프리프레그(PP Sheet), 동박 등을 핵심 소재로 사용하며 적층 방식만 다르다. 원자재가 도착하면 첫 번째 단계는 절단입니다. CCL의 전체 롤은 생산 사양에 따라 표준{12}}크기의 코어 보드로 절단됩니다. 후속 공정에서 박리 문제를 방지하려면 절단 가장자리가 매끄러워야 하고{13}}버가 없어야 합니다. 그 후, 보드를 구워서 수분을 제거합니다. 고-층 다층 보드는 수분을 쉽게 흡수합니다. 고온-베이킹을 통해 이러한 수분을 완전히 제거하여 라미네이션 후 기포, 박리 등의 불량을 방지합니다. 레이어 적층의 경우 8층 PCB는 일반적으로 2개 또는 3개의 모듈로 나누어진 대칭 2+4+2 또는 4+4 적층 패턴을 사용합니다. 전체 융합을 위해서는 두 개의 완전한 라미네이션만 필요합니다. 대칭 구조는 열 응력을 효과적으로 상쇄하고 보드 뒤틀림 가능성을 줄입니다.{20} PCB 레이어에는 더 많은 레이어가 있어 내부 전도성 및 절연 레이어 수가 두 배로 늘어납니다. 4+4+4 3개 세그먼트 적층 구조가 일반적으로 사용되며 3개의 독립적인 적층 작업이 필요합니다. 스택의 각 세그먼트는 내부 레이어 제조, 브라우닝 및 사전 스택 공정을 독립적으로 완료해야 합니다. 레이어가 많을수록 층간 적층의 복잡성이 높아지고 누적 편차의 위험이 커지므로 적층 순서 제어가 더욱 엄격해집니다. 프리프레그는 층간 절연 및 접착 재료 역할을 합니다. 두 가지 유형의 보드 모두 절연 두께 및 임피던스 요구 사항에 따라 적절한 사양을 선택하고 적층은 코어 보드와 프리프레그의 교대 배열 규칙을 엄격히 준수합니다.
2. 내층 회로 제작 공정
내부 레이어는 다층 PCB의 신호 전송을 위한 핵심 캐리어입니다. 8층 및 12층 PCB의 내부 레이어에 대한 제조 공정은 보드 표면 처리, 패턴 전사, 에칭, 필름 제거, 검사 및 브라우닝. 12- 레이어 PCB를 포함하여 동일합니다. 내부 레이어 수가 많기 때문에 배치 처리 일관성에 대한 요구 사항이 더 높습니다.
보드 표면 청소 및 거칠기 처리
절단 후 코어 보드는 먼저 세척 생산 라인에 들어가며, 여기에서 화학 용액과 고압 수 세척이 보드 표면의 오일, 먼지 및 산화물 층을 제거합니다.- 이어서, 구리 표면을 마이크로- 조면화 처리하여 감광성 필름과 구리 표면의 접착력을 향상시켜 패턴 전사 시 필름 박리 및 회로 불량을 방지합니다. 모든 세척 공정은 클린룸에서 완료되며, 부유 입자를 엄격하게 제어하여 기판 표면에 불순물이 부착되는 것을 방지합니다.
패턴 전사 및 에칭
청소 후 감광성 드라이 필름이 코어 보드에 고르게 도포됩니다. 레이저 다이렉트 이미징 장비를 사용하여 패턴 복제가 완료됩니다. 이 방법은 높은 정렬 정확도를 제공하고 미세 회로의 처리 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이미징 후 현상액을 사용하여 노출되지 않은 영역의 드라이 필름을 용해하고 에칭할 구리박 영역을 노출시킵니다. 다음으로, 특수 에칭 용액을 사용하여 과도하게 노출된 구리 호일을 제거하고 전체 내부 층 전도성 라인만 남기는 에칭 공정이 시작됩니다. 가공 중 용액 온도와 분사 압력을 실시간으로 모니터링하고 측면 에칭 양을 엄격하게 제어하여 깔끔한 라인 가장자리를 보장합니다. 에칭 후에는 스트리핑 용액을 사용하여 보드 표면에 남아 있는 건조 필름을 제거하고 순수 구리 라인을 노출시킵니다.
내층 검사 및 브라우닝 처리 모든 내층 코어 보드는 자동 광학 검사를 거쳐 개방 회로, 단락, 간격 등의 결함을 신속하게 식별합니다. 결함이 있는 보드를 직접 분류하고 재작업합니다. 자격을 갖춘 코어 보드는 다층 보드 라미네이션 전 중요한 단계인 브라우닝 공정에 들어갑니다. 화학적 처리를 통해 구리 회로 표면에 균일하고 거친 산화막을 생성하여 구리 표면과 프리프레그의 결합력을 대폭 향상시켜 층간 박리를 방지합니다. 내부 레이어가 8개 이상인 12레이어 PCB의 경우 브라우닝 매개변수를 균일하게 보정하여 각 내부 레이어 코어 보드에 일관된 거칠기 효과를 보장해야 합니다.
3. Layered Lamination의 핵심공정
라미네이션은 다층 PCB 제조의 핵심 공정이며 8층 PCB 공정과 12층 PCB 공정의 중요한 차이점입니다. 레이어 수를 늘리면 적층 수, 정렬 정확도, 온도 제어 프로필 및 압력 매개변수가 포괄적으로 업그레이드되어 보드의 전반적인 구조 강도와 수율이 직접 결정됩니다.
1). 사전-스택 및 포지셔닝 사전-설정된 스택 구조에 따라 갈색 내부 코어 보드, 프리프레그 및 외부 동박이 순차적으로 적층됩니다.. 8-레이어 PCB는 적층 수가 적기 때문에 위치 결정을 위해 대부분 기계적 핀을 사용하므로 층간 오프셋을 합리적인 범위 내에서 제어할 수 있습니다.{5}}레이어 PCB는 세 개의 분할 적층을 거치므로 누적된 층간 편차의 위험이 크게 증가합니다. 중간-세그먼트 스태킹과 전체 스태킹에는 레이저 포지셔닝 시스템이 필요하며 포지셔닝 정확도는 기존 기계식 포지셔닝을 훨씬 뛰어넘어 수십 개의 레이어를 정밀하게 정렬할 수 있습니다. 운송 중 층 정렬 불량을 방지하기 위해 적층 후 임시 리벳팅을 수행합니다.
2). 진공 열간 프레스 경화 적층된 보드는 진공 라미네이터로 보내집니다. 진공 환경은 층간 공기를 완전히 제거하여 기포 형성을 방지합니다. 두 가지 유형의 보드 모두 분할 가열 및 경사 가압 프로세스를 사용합니다. 첫째, 저온-온도 프리프레그-압착을 통해 프리프레그가 초기에 녹고 흐르면서 레이어 사이의 작은 틈을 채울 수 있습니다. 그런 다음 온도와 압력을 높여 주 가압을 하여 프리프레그가 코어 보드 표면에 완전히 함침되도록 합니다. 마지막으로 일정한 온도에서 경화를 진행하여 수지를 완전히 경화시키고 모든 층을 통일된 구조로 접착시킵니다. 8층 PCB의 두 적층에 대한 온도 및 압력 매개변수는 상대적으로 넓기 때문에 공정 오류에 대한 허용 오차가 더 높습니다. 12층 PCB의 경우 각 분할 라미네이션에는 별도로 설정된 온도 제어 곡선이 필요합니다. 다수의 핫 프레스는 지속적으로 열 응력을 축적하므로 가열 및 냉각 속도, 유지 시간 및 압력 수준 모두 정밀한 제어가 필요합니다. 여러 수지 층의 동시 경화를 보장하기 위해 각 라미네이션의 유지 시간이 길어지고 보드 변형과 고르지 못한 내부 응력이 방지됩니다. 각 라미네이션 라운드 후에 보드는 모든 레이어가 통합될 때까지 다음 라미네이션 및 프레싱이 시작되기 전에 실온으로 자연적으로 냉각됩니다.
4. 드릴링 및 홀 금속화 공정
적층 후 전체 보드가 드릴링 공정에 들어갑니다. 구멍은 층간 전도성의 핵심 채널입니다. 보드 두께와 레이어 수의 차이로 인해 8레이어 PCB와 12레이어 PCB 간의 드릴링 매개변수, 처리 난이도 및 전기 도금 공정에 상당한 차이가 발생합니다.
기계적 드릴링 높은-다층 PCB는 기계적 드릴링을 위해 카바이드 드릴 비트를 사용하며, 해당 드릴 비트 사양은 다양한 구멍 직경 요구 사항에 일치합니다.. 8-레이어 PCB는 보드가 더 얇고 드릴링 깊이가 더 얕습니다. 드릴링 속도 및 이송 속도 매개변수는 기존 방식으로 설정되며 홀 위치 정확도는 쉽게 제어됩니다.. 12-레이어 PCB는 전체 두께가 더 크고 드릴링 깊이가 증가합니다. 따라서 드릴 비트의 고온-마모, 홀 벽의 버 및 홀 위치 오정렬을 방지하기 위해 드릴 이송 속도를 줄이고 속도를 최적화하며 칩 제거 빈도를 높여야 합니다. 드릴링 후에는 모든 구멍을 디버링하고 스케일 제거를 수행하여 잔여 수지 잔해와 구리 부스러기를 제거하여 구멍 벽을 부드럽고 깨끗하게 만듭니다.
홀 금속화 및 전기 도금 드릴링 후 보드 재료는 먼저 화학적 구리 도금을 거쳐 절연 홀 벽에 얇은 구리 층을 증착하여 기본 전도성 층을 구축하고 홀 벽 내에서 초기 전도성을 얻습니다. 그 다음에는 전체-보드 전기도금 공정이 진행됩니다. 여기서 전기분해는 홀 벽의 구리층과 보드 표면의 구리층을 두껍게 하여 층간 전도성의 안정성을 보장합니다. 8- 레이어 PCB의 경우 기존 DC 전기 도금으로 홀 구리 두께 요구 사항을 충족하기에 충분합니다. 더 많은 레이어와 더 긴 전도성 레이어 연결이 있는 12- 레이어 PCB의 경우 조밀하게 채워진 일부 홀 영역에서 고르지 않은 전류 분포는 홀 벽의 균일한 구리 레이어 두께를 보장하고 특정 영역에서 과도하게 얇은 구리 레이어로 인해 발생하는 전도성 오류를 방지하기 위해 분할된 전기 도금 또는 펄스 전기 도금 프로세스가 필요합니다. 일부 고밀도 12층 보드의 경우 복잡한 홀 구조를 수용하기 위해 채우기 전기 도금 공정을 사용할 수 있습니다. 전기 도금 후 홀 구리 두께와 전도성을 검사하고 홀 벽에 구리 층이 손상된 보드는 폐기됩니다.
5. 외층 회로 제작 공정
전체 보드를 드릴링하고 금속화한 후 외부 레이어 회로가 제작됩니다. 이 프로세스는 내부 레이어 회로와 거의 동일하지만 보드가 이미 형성되어 있기 때문에 제어 표준이 더 엄격합니다. 먼저, 보드 표면을 철저하게 청소하고 거칠게 처리하여 전기도금 잔여물을 제거합니다. 그런 다음 감광성 드라이 필름을 적용합니다. 레이저 이미징, 현상, 에칭 및 필름 제거를 포함한 일련의 프로세스를 통해 외부 전도성 회로가 형성됩니다. 내부 레이어에 비해 외부 레이어 회로는 외부 환경에 직접 노출됩니다. 에칭 후 가장자리와 선폭을 주의 깊게 검사하여 외관과 성능이 표준을 충족하는지 확인합니다. 공정이 완료되면 광학검사 장비를 이용해 외층 회로의 외관 불량 여부를 전면 검사한다.
6. 솔더마스크, 표면처리, 형상가공
솔더 마스크 코팅 외부 레이어 회로가 검사를 통과한 후 솔더 마스크 잉크가 전체 보드 표면에 코팅됩니다. 사전 베이킹, 노출, 현상 및 경화 후에는 전도성 영역만 노출되고 보드 표면의 나머지 부분은 솔더 마스크 층으로 덮입니다. 솔더마스크층은 외부의 습기와 먼지를 차단해 회로산화 및 단락을 방지하는 동시에 기판의 절연 성능도 향상시킨다. 8레이어 및 12레이어 PCB의 프로세스는 이 단계에서 기본적으로 동일하며 유일한 차이점은 적용 시나리오에 따라 솔더 레지스트 잉크를 선택한다는 것입니다.
표면 처리 적용 시나리오에 따라 적절한 표면 처리 방법이 선택됩니다. 일반적인 공정에는 화학적 니켈-금 도금, 유기 솔더 레지스트 필름 및 열풍 레벨링이 포함됩니다. 이 공정의 주요 기능은 노출된 전도성 영역을 보호하고 내산화성 및 연결 성능을 향상시키는 것입니다. 두 가지 유형의 다층 기판은 최종 사용자 요구 사항에 따라 프로세스에 유연하게 맞춰질 수 있습니다.-
형상 가공 CNC 밀링 머신이나 다이 펀칭을 사용하여 보드 소재를 고객이 요구하는 형상과 치수로 가공하고 남는 가장자리를 다듬습니다. 처리 후 보드 가장자리를 샌딩하여 가장자리가 평평하고 매끄러우며 날카로운 가장자리, 박리, 치핑 또는 기타 문제가 없는지 확인합니다.
7. 최종검사 및 완제품 분류
종합검사는 완제품 단계에서 실시되며, 외관검사, 치수검사, 전기적 연속성 검사의 3가지 주요 부문으로 구분됩니다. 육안 검사는 수동 작업과 광학 장비를 결합하여 보드 표면의 잉크, 회로 및 구멍의 손상, 얼룩 및 색상 차이를 확인합니다. 치수 검사에서는 정밀 장비를 사용하여 보드 두께, 전체 치수 및 구멍 좌표를 확인하고 모든 매개변수가 표준을 충족하는지 확인합니다. 전기 검사에서는 특수 장비를 사용하여 층간 연속성과 절연 성능을 단계별로 테스트하고 숨겨진 개방 회로와 단락 회로를 식별합니다. 모든 검사를 통과한 8-층 및 12층 다층 PCB는 세척, 방습, 포장 후 보관됩니다. 불량 제품은 불량 유형에 따라 분류 및 기록되어 후속 공정 최적화를 위한 데이터 지원을 제공합니다.
8-레이어 및 12-레이어 다층 PCB 처리는 매우 정교한 상호 연결된 프로세스 시스템입니다. 기본 처리 논리는 유사하지만 핵심 차이점은 레이어 스태킹, 적층 수, 정렬 정확도 및 드릴링/도금이라는 네 가지 주요 영역에 있습니다. 레이어 수가 두 배로 늘어난 12-레이어 PCB는 복잡성, 처리 난이도 및 정밀도 표준이 크게 증가하여 8레이어 PCB에 비해 생산 장비, 공정 매개변수 조정 및 작업장 환경 제어에 대한 요구가 훨씬 더 높습니다. 실제 생산에서는 매개변수의 미세 조정과 각 공정의 세부사항 제어가 완제품의 수율과 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 다층 기판 처리 사양을 엄격하게 준수하고 다양한 기판 층에 해당하는 공정 솔루션을 최적화해야만 안정적인 성능과 품질 표준을 충족하는 고다층 PCB 제품을 생산할 수 있어 다양한 고급 전자 장치의 응용 요구 사항을 충족할 수 있습니다.