बहुपरत पीसीबी, अपनी बहु-परत प्रवाहकीय संरचना और स्थिर विद्युत प्रदर्शन के साथ, संचार, सर्वर और औद्योगिक नियंत्रण जैसे उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। जबकि उनकी समग्र प्रक्रिया रूपरेखा समान है, परतों की बढ़ती संख्या के कारण स्टैकिंग, लेमिनेशन समय, संरेखण सटीकता, ड्रिलिंग और इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसे मुख्य पहलुओं में महत्वपूर्ण अंतर मौजूद हैं। व्यावहारिक उत्पादन अनुभव के आधार पर निम्नलिखित अनुभाग, दोनों प्रकार के मल्टीलेयर पीसीबी के लिए संपूर्ण प्रसंस्करण प्रवाह और प्रमुख तकनीकी बिंदुओं की रूपरेखा तैयार करता है।
1. सामग्री का पूर्व प्रसंस्करण और स्टैकिंग योजना
बोर्ड की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सामग्री का पूर्व प्रसंस्करण आवश्यक है। 8{{4}परत और 12{7}}परत पीसीबी दोनों ही कोर सामग्री के रूप में कॉपर-क्लैड लैमिनेट (सीसीएल) कोर बोर्ड, प्रीप्रेग (पीपी शीट) और कॉपर फ़ॉइल का उपयोग करते हैं, जो केवल स्टैकिंग विधि में भिन्न होते हैं। कच्चा माल आने पर पहला कदम कटाई का होता है। सीसीएल के पूरे रोल को उत्पादन विनिर्देशों के अनुसार मानक -आकार के कोर बोर्डों में काटा जाता है। बाद की प्रक्रियाओं में प्रदूषण की समस्या से बचने के लिए कटे हुए किनारे चिकने और गड़गड़ाहट मुक्त होने चाहिए। इसके बाद, नमी हटाने के लिए बोर्डों को बेक किया जाता है। उच्च - परत वाले बहुपरत बोर्ड आसानी से नमी को अवशोषित करते हैं; उच्च तापमान पर बेकिंग इस नमी को पूरी तरह से हटा देती है, जिससे लेमिनेशन के बाद बुलबुले और प्रदूषण जैसे दोषों से बचा जा सकता है। लेयर स्टैकिंग के लिए, 8-लेयर पीसीबी आमतौर पर एक सममित 2+4+2 या 4+4 स्टैकिंग पैटर्न का उपयोग करते हैं, जो दो या तीन मॉड्यूल में विभाजित होता है। समग्र संलयन के लिए केवल दो पूर्ण लेमिनेशन की आवश्यकता होती है। सममित संरचना प्रभावी रूप से थर्मल तनाव को कम करती है और बोर्ड के विकृत होने की संभावना को कम करती है। परत पीसीबी में और भी अधिक परतें होती हैं, जिससे आंतरिक प्रवाहकीय और इन्सुलेटिंग परतों की संख्या दोगुनी हो जाती है। एक 4+4+4 तीन-खंड स्टैकिंग संरचना का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिसके लिए तीन स्वतंत्र लेमिनेशन ऑपरेशन की आवश्यकता होती है। स्टैक के प्रत्येक खंड को आंतरिक परत निर्माण, ब्राउनिंग और प्री-स्टैकिंग प्रक्रियाओं को स्वतंत्र रूप से पूरा करना होगा। जितनी अधिक परतें, इंटरलेयर स्टैकिंग की जटिलता उतनी ही अधिक और संचयी विचलन का जोखिम उतना अधिक होगा, जिससे स्टैकिंग अनुक्रम का नियंत्रण अधिक कठोर हो जाएगा। प्रीप्रेग इंटरलेयर इन्सुलेशन और बॉन्डिंग सामग्री के रूप में कार्य करता है। दोनों प्रकार के बोर्डों के लिए, इन्सुलेशन मोटाई और प्रतिबाधा आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त विशिष्टताओं का चयन किया जाता है, और स्टैकिंग कोर बोर्ड और प्रीप्रेग की वैकल्पिक व्यवस्था के नियम का सख्ती से पालन करती है।
2. आंतरिक परत सर्किट निर्माण प्रक्रिया
मल्टीलेयर पीसीबी में सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए आंतरिक परतें मुख्य वाहक हैं। 8-लेयर और 12-लेयर पीसीबी की आंतरिक परतों के लिए विनिर्माण प्रक्रिया समान है, जिसमें बोर्ड की सतह का उपचार, पैटर्न स्थानांतरण, नक़्क़ाशी, फिल्म हटाना, निरीक्षण और ब्राउनिंग शामिल है। आंतरिक परतों की बड़ी संख्या के कारण, बैच प्रोसेसिंग स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं।
बोर्ड की सतह की सफाई और खुरदरापन
काटने के बाद, कोर बोर्ड सबसे पहले सफाई उत्पादन लाइन में प्रवेश करता है, जहां रासायनिक समाधान और उच्च दबाव वाले पानी की धुलाई बोर्ड की सतह से तेल, धूल और ऑक्साइड परतें हटा देती है। इसके बाद, प्रकाश संवेदनशील फिल्म और तांबे की सतह के बीच आसंजन को बेहतर बनाने के लिए तांबे की सतह को सूक्ष्म खुरदरापन उपचार से गुजरना पड़ता है, जिससे पैटर्न स्थानांतरण के दौरान फिल्म के अलग होने और सर्किट दोषों को रोका जा सकता है। पूरी सफाई प्रक्रिया एक क्लीनरूम में पूरी की जाती है, और बोर्ड की सतह पर अशुद्धियों को चिपकने से रोकने के लिए वायुजनित कणों को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है।
पैटर्न स्थानांतरण और नक़्क़ाशी
सफाई के बाद, प्रकाश संवेदनशील सूखी फिल्म को कोर बोर्ड पर समान रूप से लगाया जाता है। लेजर प्रत्यक्ष इमेजिंग उपकरण का उपयोग करके पैटर्न प्रतिकृति पूरी की जाती है। यह विधि उच्च संरेखण सटीकता प्रदान करती है और बारीक सर्किट की प्रसंस्करण आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। इमेजिंग के बाद, खुले हुए क्षेत्रों में सूखी फिल्म को घोलने के लिए एक विकासशील समाधान का उपयोग किया जाता है, जिससे खोदे जाने वाले तांबे के पन्नी वाले क्षेत्र उजागर हो जाते हैं। इसके बाद, नक़्क़ाशी प्रक्रिया शुरू होती है, अतिरिक्त उजागर तांबे की पन्नी को हटाने के लिए एक विशेष नक़्क़ाशी समाधान का उपयोग करके, केवल पूरी आंतरिक परत प्रवाहकीय रेखाओं को छोड़कर। प्रसंस्करण के दौरान, समाधान तापमान और स्प्रे दबाव की वास्तविक समय में निगरानी की जाती है, और साफ रेखा किनारों को सुनिश्चित करने के लिए पार्श्व नक़्क़ाशी की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। नक़्क़ाशी के बाद, शुद्ध तांबे की रेखाओं को उजागर करते हुए, बोर्ड की सतह से किसी भी शेष सूखी फिल्म को हटाने के लिए एक स्ट्रिपिंग समाधान का उपयोग किया जाता है।
आंतरिक परत निरीक्षण और ब्राउनिंग उपचार सभी आंतरिक परत कोर बोर्ड खुले सर्किट, शॉर्ट सर्किट और अंतराल जैसे दोषों की तुरंत पहचान करने के लिए स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण से गुजरते हैं। दोषपूर्ण बोर्डों को सीधे क्रमबद्ध किया जाता है और दोबारा काम किया जाता है। योग्य कोर बोर्ड ब्राउनिंग प्रक्रिया में प्रवेश करते हैं, जो मल्टीलेयर बोर्ड लेमिनेशन से पहले एक महत्वपूर्ण कदम है। रासायनिक उपचार के माध्यम से, तांबे की सर्किट सतह पर एक समान, खुरदरी ऑक्साइड परत उत्पन्न होती है, जो तांबे की सतह और प्रीप्रेग के बीच संबंध शक्ति में काफी सुधार करती है, जिससे इंटरलेयर प्रदूषण को रोका जा सकता है। 8 से अधिक आंतरिक परतों वाले 12-परत पीसीबी के लिए, प्रत्येक आंतरिक परत कोर बोर्ड पर लगातार खुरदरापन प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए ब्राउनिंग मापदंडों को समान रूप से कैलिब्रेट किया जाना चाहिए।
3. लेयर्ड लेमिनेशन की कोर प्रक्रिया
मल्टीलेयर पीसीबी निर्माण में लेमिनेशन मुख्य प्रक्रिया है और 8-लेयर और 12-लेयर पीसीबी प्रक्रियाओं के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है। परतों की संख्या बढ़ाने से लेमिनेशन, संरेखण सटीकता, तापमान नियंत्रण प्रोफाइल और दबाव मापदंडों की संख्या में व्यापक उन्नयन होता है, जो सीधे बोर्ड की समग्र संरचनात्मक ताकत और उपज का निर्धारण करता है।
1). प्री{2}स्टैकिंग और पोजिशनिंग प्री{3}सेट स्टैक संरचना के अनुसार, भूरे रंग के आंतरिक कोर बोर्ड, प्रीप्रेग और बाहरी तांबे की पन्नी को क्रमिक रूप से स्टैक किया जाता है। कम लेमिनेशन के कारण परत पीसीबी, ज्यादातर पोजिशनिंग के लिए मैकेनिकल पिन का उपयोग करते हैं, जिससे इंटरलेयर ऑफसेट को एक उचित सीमा के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है। परत पीसीबी तीन खंडित लेमिनेशन से गुजरते हैं, जिससे संचयी इंटरलेयर विचलन का खतरा काफी बढ़ जाता है। मध्य खंड स्टैकिंग और समग्र स्टैकिंग के लिए एक लेजर पोजिशनिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है, जिसमें पोजिशनिंग सटीकता पारंपरिक यांत्रिक पोजिशनिंग से कहीं अधिक होती है, जो दर्जनों परतों का सटीक संरेखण सुनिश्चित करती है। परिवहन के दौरान परत के गलत संरेखण को रोकने के लिए स्टैकिंग के बाद अस्थायी रिवेटिंग की जाती है।
2). वैक्यूम हॉट प्रेस क्योरिंग स्टैक्ड बोर्ड को वैक्यूम लैमिनेटर में भेजा जाता है। वैक्यूम वातावरण पूरी तरह से इंटरलेयर हवा को हटा देता है, बुलबुले बनने से रोकता है। दोनों प्रकार के बोर्ड खंडित हीटिंग और ग्रेडिएंट दबाव प्रक्रिया को नियोजित करते हैं। सबसे पहले, कम तापमान पर दबाव डालने से प्रीप्रेग शुरू में पिघलता है और प्रवाहित होता है, जिससे परतों के बीच छोटे-छोटे अंतराल भर जाते हैं। फिर, मुख्य दबाव के लिए तापमान और दबाव बढ़ा दिया जाता है, जिससे प्रीप्रेग कोर बोर्ड की सतह को पूरी तरह से संसेचित कर देता है। अंत में, स्थिर तापमान पर इलाज किया जाता है, राल को पूरी तरह से सख्त किया जाता है और सभी परतों को एक एकीकृत संरचना में जोड़ा जाता है। 8-परत पीसीबी के दो लेमिनेशन के लिए तापमान और दबाव पैरामीटर अपेक्षाकृत व्यापक हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रक्रिया त्रुटियों के लिए उच्च सहनशीलता होती है। 12-परत पीसीबी के लिए, प्रत्येक खंडित लेमिनेशन के लिए एक अलग से सेट तापमान नियंत्रण वक्र की आवश्यकता होती है। एकाधिक गर्म प्रेस लगातार थर्मल तनाव जमा करते हैं, इसलिए, हीटिंग और शीतलन दर, होल्डिंग समय और दबाव स्तर सभी को सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। प्रत्येक लेमिनेशन को धारण करने का समय कई राल परतों के एक साथ इलाज को सुनिश्चित करने, बोर्ड विरूपण और असमान आंतरिक तनाव को रोकने के लिए लंबा है। लेमिनेशन के प्रत्येक दौर के बाद, लेमिनेशन और प्रेसिंग के अगले दौर से पहले बोर्डों को प्राकृतिक रूप से कमरे के तापमान तक ठंडा होने दिया जाता है, जब तक कि सभी परतें एकीकृत न हो जाएं।
4. ड्रिलिंग और छेद धातुकरण प्रक्रिया
लेमिनेशन के बाद पूरा बोर्ड ड्रिलिंग प्रक्रिया में प्रवेश करता है। इंटरलेयर चालकता के लिए छेद प्रमुख चैनल हैं। बोर्ड की मोटाई और परतों की संख्या में अंतर के परिणामस्वरूप 8-परत और 12-परत पीसीबी के बीच ड्रिलिंग मापदंडों, प्रसंस्करण कठिनाई और इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण अंतर होता है।
मैकेनिकल ड्रिलिंग उच्च {{0}मल्टीलेयर पीसीबी मैकेनिकल ड्रिलिंग के लिए कार्बाइड ड्रिल बिट्स का उपयोग करते हैं, संबंधित ड्रिल बिट विनिर्देशों के साथ अलग-अलग छेद व्यास आवश्यकताओं से मेल खाते हैं {{1}लेयर पीसीबी में एक पतला बोर्ड और उथली ड्रिलिंग गहराई होती है; ड्रिलिंग गति और फ़ीड दर पैरामीटर पारंपरिक रूप से सेट किए जाते हैं, और छेद स्थिति सटीकता को आसानी से नियंत्रित किया जाता है। परत पीसीबी की समग्र मोटाई अधिक होती है और ड्रिलिंग गहराई में वृद्धि होती है; इसलिए, ड्रिल बिट के उच्च तापमान घिसाव, छेद की दीवारों पर गड़गड़ाहट और छेद की स्थिति के गलत संरेखण को रोकने के लिए ड्रिल फ़ीड दर को कम करने, गति को अनुकूलित करने और चिप हटाने की आवृत्ति को बढ़ाने की आवश्यकता है। ड्रिलिंग के बाद, सभी छेदों को हटा दिया जाता है और अवशिष्ट राल मलबे और तांबे की छीलन को हटाने के लिए डीस्केलिंग की जाती है, जिससे छेद की दीवारें चिकनी और साफ हो जाती हैं।
छेद धातुकरण और इलेक्ट्रोप्लेटिंग ड्रिलिंग के बाद, बोर्ड सामग्री पहले रासायनिक तांबे की परत से गुजरती है, एक बुनियादी प्रवाहकीय परत बनाने और छेद की दीवारों के भीतर प्रारंभिक चालकता प्राप्त करने के लिए इन्सुलेट छेद की दीवारों पर तांबे की एक पतली परत जमा करती है। इसके बाद एक पूर्ण बोर्ड इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया होती है, जहां इलेक्ट्रोलिसिस छेद की दीवारों पर तांबे की परत और बोर्ड की सतह पर तांबे की परत को मोटा कर देता है, जिससे इंटरलेयर चालकता की स्थिरता सुनिश्चित होती है। 8{7}}परत पीसीबी के लिए, छेद तांबे की मोटाई की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पारंपरिक डीसी इलेक्ट्रोप्लेटिंग पर्याप्त है। अधिक परतों और लंबे प्रवाहकीय परत कनेक्शन के साथ 12 - परत पीसीबी के लिए, कुछ घने पैक वाले छेद वाले क्षेत्रों में असमान वर्तमान वितरण के लिए छेद की दीवारों पर एक समान तांबे की परत की मोटाई सुनिश्चित करने और कुछ क्षेत्रों में अत्यधिक पतली तांबे की परतों के कारण होने वाली चालकता विफलताओं को रोकने के लिए खंडित इलेक्ट्रोप्लेटिंग या पल्स इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। कुछ उच्च-घनत्व वाले 12-परत बोर्डों के लिए, जटिल छेद संरचनाओं को समायोजित करने के लिए एक फिल-इन इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग के बाद, छेद की तांबे की मोटाई और चालकता का निरीक्षण किया जाता है, और छेद की दीवारों पर क्षतिग्रस्त तांबे की परतों वाले बोर्डों को हटा दिया जाता है।
5. बाहरी परत सर्किट निर्माण प्रक्रिया
पूरे बोर्ड को ड्रिलिंग और धातुकृत करने के बाद, बाहरी परत सर्किटरी का निर्माण किया जाता है। यह प्रक्रिया काफी हद तक आंतरिक परत सर्किटरी के समान है, लेकिन क्योंकि बोर्ड पहले ही बन चुका है, नियंत्रण मानक अधिक कड़े हैं। सबसे पहले, इलेक्ट्रोप्लेटिंग अवशेषों को हटाने के लिए बोर्ड की सतह को अच्छी तरह से साफ और खुरदरा किया जाता है। फिर, एक प्रकाश संवेदनशील सूखी फिल्म लगाई जाती है। लेजर इमेजिंग, विकास, नक़्क़ाशी और फिल्म हटाने सहित प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से, बाहरी प्रवाहकीय सर्किटरी का निर्माण होता है। आंतरिक परत की तुलना में, बाहरी परत की सर्किटरी सीधे बाहरी वातावरण के संपर्क में आती है। नक़्क़ाशी के बाद, किनारों और रेखा की चौड़ाई का सावधानीपूर्वक निरीक्षण किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपस्थिति और प्रदर्शन मानकों के अनुरूप हैं। प्रक्रिया पूरी होने के बाद, बाहरी परत सर्किटरी में किसी भी उपस्थिति दोष की जांच के लिए पूर्ण निरीक्षण के लिए ऑप्टिकल निरीक्षण उपकरण का उपयोग किया जाता है।
6. सोल्डर मास्क, भूतल उपचार, और आकार प्रसंस्करण
सोल्डर मास्क कोटिंग बाहरी परत सर्किटरी के निरीक्षण से गुजरने के बाद, सोल्डर मास्क स्याही को पूरे बोर्ड की सतह पर लेपित किया जाता है। पूर्व {{1}बेकिंग, एक्सपोज़र, विकास और इलाज के बाद, केवल प्रवाहकीय क्षेत्र उजागर होते हैं, जबकि बोर्ड की बाकी सतह सोल्डर मास्क परत से ढकी होती है। सोल्डर मास्क परत बाहरी नमी और धूल को अलग करती है, सर्किट ऑक्सीकरण और शॉर्ट सर्किट को रोकती है, जबकि बोर्ड के इन्सुलेशन प्रदर्शन में भी सुधार करती है। इस चरण में 8-लेयर और 12-लेयर पीसीबी के लिए प्रक्रिया मूल रूप से समान है, एकमात्र अंतर अनुप्रयोग परिदृश्य के आधार पर सोल्डर प्रतिरोधी स्याही की पसंद का है।
सतही उपचार उपयुक्त सतही उपचार विधि का चयन अनुप्रयोग परिदृश्य के अनुसार किया जाता है। सामान्य प्रक्रियाओं में रासायनिक निकल सोना चढ़ाना, कार्बनिक सोल्डर प्रतिरोधी फिल्म और गर्म हवा समतलन शामिल हैं। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य उजागर प्रवाहकीय क्षेत्रों की रक्षा करना, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और कनेक्शन प्रदर्शन में सुधार करना है। दो प्रकार के मल्टीलेयर बोर्ड को अंतिम उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार प्रक्रिया के साथ लचीले ढंग से मिलान किया जा सकता है।
आकार प्रसंस्करण सीएनसी मिलिंग मशीन या डाई पंचिंग का उपयोग करके, बोर्ड सामग्री को ग्राहक के आवश्यक आकार और आयामों में संसाधित किया जाता है, और अतिरिक्त किनारों को काट दिया जाता है। प्रसंस्करण के बाद, यह सुनिश्चित करने के लिए बोर्ड के किनारों को रेत दिया जाता है कि किनारे तेज किनारों, प्रदूषण, छिलने या अन्य समस्याओं के बिना सपाट और चिकने हों।
7. अंतिम निरीक्षण और तैयार उत्पाद की छँटाई
तैयार उत्पाद चरण में एक व्यापक निरीक्षण किया जाता है, जिसे तीन मुख्य वर्गों में विभाजित किया जाता है: उपस्थिति निरीक्षण, आयामी निरीक्षण और विद्युत निरंतरता निरीक्षण। दृश्य निरीक्षण बोर्ड की सतह पर स्याही, सर्किटरी और छेद में क्षति, दाग और रंग के अंतर की जांच के लिए मैनुअल श्रम और ऑप्टिकल उपकरण के संयोजन पर निर्भर करता है। आयामी निरीक्षण बोर्ड की मोटाई, समग्र आयाम और छेद निर्देशांक को सत्यापित करने के लिए सटीक उपकरणों का उपयोग करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि सभी पैरामीटर मानकों को पूरा करते हैं। विद्युत निरीक्षण, छिपे हुए खुले सर्किट और शॉर्ट सर्किट की पहचान करने के लिए, इंटरलेयर निरंतरता और इन्सुलेशन प्रदर्शन को बिंदु दर बिंदु - बिंदु तक जांचने के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग करता है। सभी निरीक्षणों को पारित करने के बाद, भंडारण से पहले 8-परत और 12-परत बहुपरत पीसीबी को साफ किया जाता है, नमी-प्रूफ किया जाता है और पैक किया जाता है। दोषपूर्ण उत्पादों को दोष प्रकार के अनुसार वर्गीकृत और रिकॉर्ड किया जाता है, जो बाद की प्रक्रिया अनुकूलन के लिए डेटा समर्थन प्रदान करता है।
8{7}}परत और 12{9}}परत बहुपरत पीसीबी का प्रसंस्करण परस्पर जुड़ी प्रक्रियाओं की एक अत्यधिक परिष्कृत प्रणाली है। जबकि उनका मूल प्रसंस्करण तर्क समान है, मुख्य अंतर चार प्रमुख क्षेत्रों में निहित हैं: परत स्टैकिंग, लेमिनेशन गिनती, संरेखण सटीकता, और ड्रिलिंग/प्लेटिंग। 12-परत पीसीबी, अपनी दोगुनी परत संख्या के साथ, 8-परत पीसीबी की तुलना में काफी बढ़ी हुई जटिलता, प्रसंस्करण कठिनाई और सटीक मानकों को प्रस्तुत करता है, जो उत्पादन उपकरण, प्रक्रिया पैरामीटर समायोजन और कार्यशाला पर्यावरण नियंत्रण पर कहीं अधिक मांग रखता है। वास्तविक उत्पादन में, प्रत्येक प्रक्रिया में मापदंडों की सूक्ष्मता और विवरण का नियंत्रण सीधे तैयार उत्पाद की उपज और स्थिरता को प्रभावित करता है। केवल मल्टीलेयर बोर्ड प्रसंस्करण विनिर्देशों का सख्ती से पालन करके और बोर्डों की विभिन्न परतों के लिए संबंधित प्रक्रिया समाधानों को अनुकूलित करके हम स्थिर प्रदर्शन और गुणवत्ता मानकों को पूरा करने वाले उच्च-मल्टीलेयर पीसीबी उत्पादों का उत्पादन कर सकते हैं, इस प्रकार विभिन्न उच्च-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एप्लिकेशन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।