< img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=1724791474554128&ev=PageView&noscript=1" />

Herstellungsprozess von Keramik-Leiterplatten: Umfassende Analyse

In diesem Artikel wird das vorgestellt Keramikplatine Herstellungsprozess. Keramische Leiterplatten (PCB) sind ein fortschrittliches Material, das in der Elektronikindustrie weit verbreitet ist und die Vorteile keramischer Materialien mit den Funktionen traditioneller Leiterplatten kombiniert.

Keramische Leiterplatten verfügen über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, elektrische Isolierung und Korrosionsbeständigkeit und sind daher ideal für Hochtemperatur-, Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf den Herstellungsprozess von Keramik-Leiterplatten.

Verschiedene Arten von Leiterplatten
Verschiedene Arten von Leiterplatten

Schritt 1: Das Design

Überlegen Sie sich zunächst das Design für die Keramikplatine. Sie können dies mit einer Designsoftware erreichen. Der Leiterbahnbreiten-Rechner hilft Ihnen, die Details für die Innen- und Außenlagen der Platte zu ermitteln.

Schritt 2: Drucken des Designs

Verwenden Sie einen Plotterdrucker, um das Design der Leiterplatte auf die Platine zu drucken. Dadurch entsteht ein Film, der die Details der Schichten wiedergibt.

Schritt 3: Erstellen des Substrats

Führen Sie das Substrat durch einen Ofen, um es halb auszuhärten. Dadurch wird Kupfer auf beiden Seiten der Schicht vorgebondet. Dieser wird später weggeätzt, um das Design der bedruckten Folien freizulegen.

Schritt 4: Drucken der Innenlagen

Montieren Sie einen lichtempfindlichen Film aus photoreaktiven Chemikalien. Dieses härtet aus, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Dabei werden die Blaupausen an den tatsächlichen Druck der Tafel angepasst.

Schritt 5: Ultraviolettes Licht

Führen Sie nach dem Ausrichten des Resists und des Laminats die Platine durch ultraviolettes Licht. Dadurch härtet der Fotolack aus.

Waschen Sie die Platine mit einer alkalischen Lösung, um das unerwünschte Kupfer zu entfernen, und lassen Sie den ausgehärteten Fotolack intakt.

Schritt 6: Layer-up und Bond

Die Schichten warten in diesem Stadium auf ihre Verschmelzung. Üblicherweise werden die Deckschichten mit dem Substrat zusammengefügt. Dieser Prozess umfasst zwei Schritte: Aufschichten und Verbinden.

Die Materialien der äußeren Schicht bestehen aus den Substraten, die mit einer dünnen Aluminiumfolie auf der Ober- und Unterseite des Substrats bedeckt sind. Dieses Substrat enthält auch Kupferspuren.

Jetzt ist es an der Zeit, die Schichten miteinander zu verbinden. Sie tun dies auf einem schweren Stahltisch mit Metallklammern.

Als nächstes befestigen Sie die Lagen sicher an den am Tisch befestigten Stiften. Stellen Sie sicher, dass sie richtig passen, um ein Verrutschen während der Ausrichtung zu vermeiden.

Sie können dann damit fortfahren, eine Prepreg-Schicht über dem Ausrichtungsharz zu platzieren.

Bringen Sie die Substratschicht über dem Prepreg an, bevor Sie das Kupferblech platzieren. Dann können weitere Lagen Prepreg auf der Kupferschicht sitzen.

PCB-Material
PCB-Material – Foto mit freundlicher Genehmigung: Orbotec

Der Stapel wird mit Aluminiumfolie und einer Kupferpressplatte vervollständigt. Jetzt können Sie es durch Pressen annehmen.

Zum Pressen verwenden Sie einen Press-Bonding-Computer, der den Stapel erhitzt, bevor er abgekühlt wird.

Schritt 7: Bohren

Jetzt können Sie mit höchster Präzision Löcher in das Stapelbrett bohren. Stellen Sie sicher, dass die Löcher haargenau gebohrt werden.

Verwenden Sie ein Röntgensuchgerät, um die richtigen Bohrzielpunkte zu identifizieren.

Bevor Sie mit dem Bohren beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die Platine auf einem Puffermaterial unter dem Bohrziel platzieren. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die ausgeführte Bohrung sauber ist.

Diese computergestützten Bohrmaschinen verfügen in der Regel über luftbetriebene Spindeln, die sich mit etwa 150 U/min drehen. Dies könnte Sie irreführen und glauben, dass die Übung blitzschnell erfolgt.

Beim Bohrvorgang braucht jedes Loch seinen besonderen Moment mit dem Bohrer.

Schritt 8: Plattierung und Kupferabscheidung

Hier verschmelzen Sie die verschiedenen Schichten.

Wenn Sie die Platte gründlich gereinigt haben, können Sie sie mit mehreren chemischen Bädern waschen.

Bei den Bädern wird durch den chemischen Abscheidungsprozess eine dünne Kupferschicht auf der Oberfläche der Platte abgeschieden. Diese ist normalerweise etwa einen Mikrometer dick.

Das Kupfer wird in zuvor erzeugte Bohrlöcher eingebracht.

Vor diesem Schritt werden die Innenflächen der Löcher dem Substrat ausgesetzt. Die Kupferbäder helfen Ihnen dabei, die Wände der Löcher zu bedecken.

Schritt 9: Außenschicht-Bildgebung

In diesem Schritt tragen Sie erneut einen Fotolack auf das Panel auf.

Führen Sie die vorbereitete Platte durch den gelben Raum. Die gelben Lichter enthalten keine UV-Strahlung, die Fotolacke beeinträchtigen kann.

Sichern Sie die Transparentfolien mit schwarzer Tinte, um eine Fehlausrichtung mit dem Bedienfeld zu vermeiden.

Wenn die Platte und die Schablone in Kontakt kommen, werden sie von einem Generator mit starkem UV-Licht bestrahlt. Dadurch wird der Fotolack weiter gehärtet.

Sie können die Platte dann durch eine Maschine führen, die den ungehärteten Resist entfernt, der durch die Deckkraft der schwarzen Tinte geschützt ist. In diesem Prozess dringen Sie in die inneren Schichten ein.

Anschließend sollten Sie mit der Inspektion der Außenplatten fortfahren und alle unerwünschten Fotolacke entfernen.

Schritt 10: Plattieren

Bringen Sie die Platine in den Galvanisierungsraum zurück. An diesem Punkt die Platte mit einer dünnen Kupferschicht galvanisieren.

Die Bereiche des Panels, die Sie von der Photoresiststufe der äußeren Schicht belichtet haben, erhalten eine Kupfergalvanisierung.

Nach den Kupferplattierungsbädern besteht der nächste Schritt darin, eine Zinnplattierung auf der Platte durchzuführen. Dadurch ist es möglich, alle während der Ätzphase verbliebenen Kupferreste zu entfernen.

Schritt 11: Endgültige Ätzung

In dieser Phase wird das gewünschte Kupfer geschützt, indem unerwünschtes Kupfer entfernt wird, das unter der Resistschicht verbleibt.

Sie können chemische Lösungen verwenden, um überschüssiges Kupfer zu entfernen. Zinn schützt in dieser Phase das wertvolle Kupfer.

Von hier aus werden nun die Leitungsbereiche und Verbindungen entsprechend hergestellt.

Schritt 12: Lötmaskenanwendung

Bevor Sie den Lötstopplack auf beide Seiten der Platine auftragen, stellen Sie sicher, dass Sie die Platine reinigen. Bedecken Sie es mit Epoxid-Lötmaskentinte und setzen Sie es dann UV-Licht aus.

Fahren Sie dann fort, um es durch die Lötmaskentinte zu führen. Die abgedeckten Teile bleiben ungehärtet und können entfernt werden.

Führen Sie das Brett durch einen Ofen. Dadurch wird die Lötstoppmaske ausgehärtet.

Schritt 13: Oberflächenfinish

Um Ihre Keramikplatine lötfähig zu machen, beschichten Sie sie chemisch mit Gold oder Silber. Die meisten Hersteller bevorzugen aus Kostengründen Silber gegenüber Gold.

Schritt 14: Siebdruck

Anschließend können Sie die Tafel vervollständigen, indem Sie ihre Oberfläche mit einem Tintenstrahl beschriften. Hier werden alle wichtigen Neuerungen der Leiterplatte angezeigt. Übergeben Sie Ihre Keramik-Leiterplatte der letzten Beschichtungs- und Aushärtungsstufe.

Schritt 15: Elektrischer Test

Dieses Verfahren hilft Ihnen, die Funktionalität der Platine zu bestätigen.

Es wird auch die Konformität des Boards mit Ihrem ursprünglichen Design testen.

Schritt 16: Profiling und V-Scoring

Dies ist der letzte Schritt. Sie werden verschiedene Bretter aus der Platte schneiden, die Sie gemacht haben.

Sie haben zwei alternative Methoden, um dies zu erreichen. Sie können eine Oberfräse oder eine V-Nut verwenden. Auf beide Arten können Sie die Platinen problemlos aus der Platte herausnehmen.

Zusammenfassung

Der Herstellungsprozess für Keramik-Leiterplatten umfasst 16 entscheidende Schritte: Design, Drucken, Substraterstellung, Fotolithographie, Laminierung, Bohren, Galvanisieren, Entfernen von überschüssigem Kupfer, Auftragen von Lötpaste, Oberflächenbehandlung, Siebdruck und elektrische Tests. Diese präzisen Prozesse verleihen Keramik-Leiterplatten eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, elektrische Isolierung und Korrosionsbeständigkeit und machen sie ideal für Hochtemperatur-, Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen.

Neueste Beiträge
Kontakt
Eine Nachricht schicken