PCB multilapis, dengan struktur konduktif multi-lapisan dan kinerja kelistrikan yang stabil, banyak digunakan di-bidang kelas atas seperti komunikasi, server, dan kontrol industri.. 8-PCB lapisan dan 12-lapisan termasuk dalam kategori papan sirkuit multilapis tinggi, dengan prosedur pemrosesan yang rumit dan persyaratan yang sangat tinggi untuk presisi peralatan, parameter proses, dan pengendalian lingkungan. Meskipun kerangka prosesnya secara keseluruhan serupa, perbedaan signifikan terdapat pada aspek inti seperti penumpukan, waktu laminasi, akurasi penyelarasan, pengeboran, dan pelapisan listrik karena bertambahnya jumlah lapisan. Bagian berikut, berdasarkan pengalaman produksi praktis, menguraikan alur pemrosesan lengkap dan poin teknologi utama untuk kedua jenis PCB multilapis.
1. Pra-pemrosesan Bahan dan Perencanaan Penumpukan
Pra-pemrosesan material sangat penting untuk memastikan stabilitas papan. Baik PCB 8-lapisan maupun 12-lapisan menggunakan papan inti berlapis tembaga-laminasi (CCL), prepreg (lembaran PP), dan foil tembaga sebagai bahan inti, yang berbeda hanya pada metode penumpukannya. Setelah bahan baku tiba, langkah pertama adalah pemotongan. Seluruh gulungan CCL dipotong menjadi{12}}papan inti berukuran standar sesuai dengan spesifikasi produksi. Tepi potongan harus halus dan-bebas duri untuk menghindari masalah delaminasi pada proses selanjutnya. Setelah itu, papan dipanggang untuk menghilangkan kelembapan. Papan multilapis{23}}tinggi mudah menyerap kelembapan; -pemanggangan bersuhu tinggi menghilangkan kelembapan ini sepenuhnya, mencegah cacat seperti gelembung dan delaminasi setelah laminasi. Untuk penumpukan lapisan, PCB 8 lapis biasanya menggunakan pola penumpukan 2+4+2 atau 4+4 simetris, dibagi menjadi dua atau tiga modul. Hanya diperlukan dua laminasi lengkap untuk fusi keseluruhan. Struktur simetris secara efektif mengimbangi tekanan termal dan mengurangi kemungkinan papan melengkung. 12-lapisan PCB memiliki lebih banyak lapisan, sehingga menggandakan jumlah lapisan konduktif dan isolasi internal. Struktur penumpukan tiga segmen 4+4+4 biasanya digunakan, memerlukan tiga operasi laminasi independen. Setiap segmen tumpukan harus menyelesaikan proses fabrikasi lapisan dalam, pencoklatan, dan pra-penumpukan secara mandiri. Semakin banyak lapisan, semakin tinggi kompleksitas penumpukan antar lapisan dan semakin besar risiko penyimpangan kumulatif, sehingga kontrol urutan penumpukan menjadi lebih ketat. Prepreg berfungsi sebagai insulasi interlayer dan bahan pengikat. Untuk kedua jenis papan, spesifikasi yang sesuai dipilih berdasarkan ketebalan insulasi dan persyaratan impedansi, dan penumpukannya secara ketat mematuhi aturan susunan bolak-balik papan inti dan prepreg.
2. Proses Fabrikasi Sirkuit Lapisan Dalam
Lapisan dalam adalah pembawa inti untuk transmisi sinyal pada PCB multilayer. Proses pembuatan lapisan dalam PCB 8 lapis dan 12 lapis sama, termasuk perawatan permukaan papan, transfer pola, pengetsaan, pelepasan film, inspeksi, dan pencoklatan. 12-PCB lapisan, karena jumlah lapisan dalam yang lebih banyak, memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk konsistensi pemrosesan batch.
Pembersihan dan Pengerasan Permukaan Papan
Setelah dipotong, papan inti terlebih dahulu memasuki jalur produksi pembersihan, tempat larutan kimia dan-pencucian air bertekanan tinggi menghilangkan lapisan minyak, debu, dan oksida dari permukaan papan. Selanjutnya, permukaan tembaga menjalani perlakuan pengerasan-mikro untuk meningkatkan adhesi antara film fotosensitif dan permukaan tembaga, mencegah pelepasan film dan cacat sirkuit selama transfer pola. Seluruh proses pembersihan diselesaikan di ruang bersih, dan partikel di udara dikontrol secara ketat untuk mencegah kotoran menempel pada permukaan papan.
Transfer Pola dan Etsa
Setelah dibersihkan, film kering fotosensitif diaplikasikan secara merata ke papan inti. Replikasi pola diselesaikan menggunakan peralatan pencitraan laser langsung. Metode ini menawarkan akurasi penyelarasan yang tinggi dan dapat memenuhi persyaratan pemrosesan sirkuit halus. Setelah pencitraan, larutan pengembangan digunakan untuk melarutkan film kering di area yang tidak terpapar, sehingga area foil tembaga akan tergores. Selanjutnya, proses etsa dimulai, menggunakan larutan etsa khusus untuk menghilangkan kelebihan foil tembaga yang terbuka, hanya menyisakan garis konduktif lapisan dalam yang lengkap. Selama pemrosesan, suhu larutan dan tekanan semprotan dipantau secara real time, dan jumlah etsa lateral dikontrol secara ketat untuk memastikan tepian garis rapi. Setelah etsa, larutan pengupasan digunakan untuk menghilangkan sisa film kering dari permukaan papan, sehingga memperlihatkan garis tembaga murni.
Inspeksi Lapisan Dalam dan Perawatan Pencoklatan Semua papan inti lapisan dalam menjalani inspeksi optik otomatis untuk mengidentifikasi cacat dengan cepat seperti sirkuit terbuka, sirkuit pendek, dan celah. Papan yang rusak langsung disortir dan dikerjakan ulang. Papan inti yang memenuhi syarat memasuki proses pencoklatan, sebuah langkah penting sebelum laminasi papan multilapis. Melalui perlakuan kimia, lapisan oksida kasar dan seragam dihasilkan pada permukaan sirkuit tembaga, yang secara signifikan meningkatkan kekuatan ikatan antara permukaan tembaga dan prepreg, sehingga mencegah delaminasi antarlapisan. Untuk PCB 12 lapis dengan lebih dari 8 lapisan dalam, parameter pencoklatan harus dikalibrasi secara seragam untuk memastikan efek pengerasan yang konsisten pada setiap papan inti lapisan dalam.
3. Proses Inti Laminasi Berlapis
Laminasi adalah proses inti dalam pembuatan PCB multilapis dan perbedaan signifikan antara proses PCB 8 lapis dan 12 lapis. Peningkatan jumlah lapisan mengarah pada peningkatan menyeluruh dalam jumlah laminasi, akurasi penyelarasan, profil kontrol suhu, dan parameter tekanan, yang secara langsung menentukan kekuatan struktural keseluruhan dan hasil papan.
1). Pra-penumpukan dan Penentuan Posisi Menurut struktur tumpukan yang telah-disetel sebelumnya, papan inti bagian dalam berwarna kecoklatan, prepreg, dan foil tembaga bagian luar ditumpuk secara berurutan. 8-lapisan PCB, karena laminasi yang lebih sedikit, sebagian besar menggunakan pin mekanis untuk penentuan posisi, memungkinkan offset antarlapis dikontrol dalam rentang yang wajar. 12-PCB lapisan mengalami tiga laminasi tersegmentasi, yang secara signifikan meningkatkan risiko deviasi antarlapis kumulatif. Penumpukan-segmen menengah dan penumpukan keseluruhan memerlukan sistem penentuan posisi laser, dengan akurasi posisi yang jauh melebihi posisi mekanis tradisional, sehingga memastikan keselarasan puluhan lapisan secara presisi. Paku keling sementara dilakukan setelah penumpukan untuk mencegah ketidaksejajaran lapisan selama pengangkutan.
2). Vacuum Hot Press Curing Papan yang ditumpuk dikirim ke mesin laminator vakum. Lingkungan vakum sepenuhnya menghilangkan udara antar lapisan, mencegah pembentukan gelembung. Kedua jenis papan ini menggunakan proses pemanasan tersegmentasi dan tekanan gradien. Pertama,-pra-suhu rendah memungkinkan prepreg meleleh dan mengalir pada awalnya, mengisi celah kecil di antara lapisan. Kemudian, suhu dan tekanan ditingkatkan untuk tekanan utama, sehingga prepreg dapat meresap sepenuhnya ke permukaan papan inti. Terakhir, pengawetan dilakukan pada suhu konstan, mengeraskan resin sepenuhnya dan mengikat semua lapisan menjadi satu struktur terpadu. Parameter suhu dan tekanan untuk dua laminasi PCB 8 lapis relatif lebar, sehingga menghasilkan toleransi kesalahan proses yang lebih tinggi. Untuk PCB 12 lapis, setiap laminasi tersegmentasi memerlukan kurva kontrol suhu yang diatur secara terpisah. Beberapa mesin press panas secara terus-menerus mengakumulasi tegangan termal, oleh karena itu, laju pemanasan dan pendinginan, waktu penahanan, dan tingkat tekanan semuanya memerlukan kontrol yang tepat. Waktu penahanan untuk setiap laminasi lebih lama untuk memastikan proses pengerasan beberapa lapisan resin secara bersamaan, mencegah deformasi papan dan tekanan internal yang tidak merata. Setelah setiap putaran laminasi, papan dibiarkan mendingin secara alami hingga mencapai suhu kamar sebelum putaran laminasi dan pengepresan berikutnya dimulai, hingga semua lapisan menyatu.
4. Proses Pengeboran dan Metalisasi Lubang
Setelah laminasi, seluruh papan memasuki proses pengeboran. Lubang adalah saluran utama untuk konduktivitas antar lapisan. Perbedaan ketebalan papan dan jumlah lapisan mengakibatkan perbedaan yang signifikan pada parameter pengeboran, kesulitan pemrosesan, dan proses pelapisan listrik antara PCB 8 lapis dan 12 lapis.
Pengeboran Mekanis Tinggi-PCB multilapis menggunakan mata bor karbida untuk pengeboran mekanis, dengan spesifikasi mata bor yang sesuai dan disesuaikan dengan kebutuhan diameter lubang yang berbeda. 8-PCB lapisan memiliki papan yang lebih tipis dan kedalaman pengeboran lebih dangkal; parameter kecepatan pengeboran dan laju umpan diatur secara konvensional, dan akurasi posisi lubang mudah dikontrol. 12-lapisan PCB memiliki ketebalan keseluruhan yang lebih besar dan kedalaman pengeboran yang meningkat; oleh karena itu, kecepatan pengumpanan bor perlu dikurangi, kecepatan dioptimalkan, dan frekuensi pelepasan serpihan ditingkatkan untuk mencegah-keausan mata bor pada suhu tinggi, gerinda pada dinding lubang, dan ketidaksejajaran posisi lubang. Setelah pengeboran, semua lubang dihaluskan dan kerak dilakukan untuk menghilangkan sisa serpihan resin dan serutan tembaga, memastikan dinding lubang halus dan bersih.
Metalisasi Lubang dan Elektroplating Setelah pengeboran, bahan papan terlebih dahulu mengalami pelapisan tembaga kimia, meletakkan lapisan tipis tembaga pada dinding lubang isolasi untuk membangun lapisan konduktif dasar dan mencapai konduktivitas awal di dalam dinding lubang. Hal ini diikuti dengan proses pelapisan listrik-papan penuh, dimana elektrolisis mengentalkan lapisan tembaga pada dinding lubang dan lapisan tembaga pada permukaan papan, sehingga memastikan stabilitas konduktivitas antar lapisan. Untuk PCB 8-lapisan, pelapisan listrik DC konvensional cukup untuk memenuhi persyaratan ketebalan tembaga lubang. Untuk PCB 12-lapisan, dengan lebih banyak lapisan dan sambungan lapisan konduktif yang lebih panjang, distribusi arus yang tidak merata di beberapa area lubang yang padat memerlukan proses pelapisan listrik tersegmentasi atau pelapisan listrik pulsa untuk memastikan ketebalan lapisan tembaga yang seragam pada dinding lubang dan mencegah kegagalan konduktivitas yang disebabkan oleh lapisan tembaga yang terlalu tipis di area tertentu. Untuk beberapa papan 12 lapis berdensitas tinggi, proses pelapisan listrik isi dapat digunakan untuk mengakomodasi struktur lubang yang kompleks. Setelah pelapisan listrik, ketebalan dan konduktivitas tembaga lubang diperiksa, dan papan dengan lapisan tembaga rusak pada dinding lubang dibuang.
5. Proses Fabrikasi Sirkuit Lapisan Luar
Setelah mengebor dan melapisi seluruh papan dengan logam, sirkuit lapisan luar dibuat. Proses ini sebagian besar sama dengan sirkuit lapisan dalam, namun karena papan sudah terbentuk, standar kontrolnya lebih ketat. Pertama, permukaan papan dibersihkan secara menyeluruh dan dikasar untuk menghilangkan sisa-sisa pelapisan listrik. Kemudian, film kering fotosensitif diterapkan. Melalui serangkaian proses termasuk pencitraan laser, pengembangan, pengetsaan, dan penghilangan film, sirkuit konduktif luar terbentuk. Dibandingkan dengan lapisan dalam, sirkuit lapisan luar terkena langsung ke lingkungan luar. Setelah pengetsaan, tepi dan lebar garis diperiksa dengan cermat untuk memastikan tampilan dan kinerjanya memenuhi standar. Setelah proses selesai, peralatan inspeksi optik digunakan untuk inspeksi penuh guna memeriksa adanya cacat tampilan pada sirkuit lapisan luar.
6. Masker Solder, Perawatan Permukaan, dan Pemrosesan Bentuk
Pelapisan Masker Solder Setelah sirkuit lapisan luar lolos pemeriksaan, tinta masker solder dilapisi ke seluruh permukaan papan. Setelah pra-pembakaran, pemaparan, pengembangan, dan pengawetan, hanya area konduktif yang terpapar, sedangkan permukaan papan lainnya ditutupi oleh lapisan masker solder. Lapisan masker solder mengisolasi kelembapan dan debu eksternal, mencegah oksidasi sirkuit dan korsleting, sekaligus meningkatkan kinerja insulasi papan. Proses untuk PCB 8 lapis dan 12 lapis pada dasarnya sama pada langkah ini, satu-satunya perbedaan adalah pilihan tinta tahan solder berdasarkan skenario aplikasi.
Perawatan Permukaan Metode perawatan permukaan yang tepat dipilih berdasarkan skenario aplikasi. Proses yang umum mencakup pelapisan emas nikel-kimia, film tahan solder organik, dan perataan udara panas. Fungsi utama dari proses ini adalah untuk melindungi area konduktif yang terbuka, meningkatkan ketahanan oksidasi dan kinerja sambungan. Kedua jenis papan multilapis ini dapat disesuaikan secara fleksibel dengan proses sesuai dengan-kebutuhan pengguna akhir.
Pemrosesan Bentuk Menggunakan mesin penggilingan CNC atau die punching, material papan diproses menjadi bentuk dan dimensi yang dibutuhkan pelanggan, dan tepi berlebih dipangkas. Setelah diproses, tepi papan diampelas untuk memastikan tepinya rata dan halus, tanpa tepi tajam, delaminasi, terkelupas, atau masalah lainnya.
7. Pemeriksaan Akhir dan Penyortiran Produk Jadi
Pemeriksaan menyeluruh dilakukan pada tahap produk jadi, dibagi menjadi tiga bagian utama: pemeriksaan penampilan, pemeriksaan dimensi, dan pemeriksaan kontinuitas kelistrikan. Inspeksi visual bergantung pada kombinasi tenaga kerja manual dan peralatan optik untuk memeriksa kerusakan, noda, dan perbedaan warna pada tinta, sirkuit, dan lubang pada permukaan papan. Inspeksi dimensi menggunakan instrumen presisi untuk memverifikasi ketebalan papan, dimensi keseluruhan, dan koordinat lubang, memastikan semua parameter memenuhi standar. Inspeksi kelistrikan menggunakan peralatan khusus untuk menguji kontinuitas antarlapisan dan kinerja isolasi titik-demi-titik, mengidentifikasi sirkuit terbuka tersembunyi dan sirkuit pendek. Setelah melewati semua pemeriksaan, PCB multilapis 8-lapisan dan 12 lapis dibersihkan, tahan lembab, dan dikemas sebelum disimpan. Produk yang cacat dikategorikan dan dicatat berdasarkan jenis cacat, memberikan dukungan data untuk optimalisasi proses selanjutnya.
Pemrosesan PCB multilapis 8-lapisan dan 12-lapisan adalah sistem proses yang saling berhubungan yang sangat canggih. Meskipun logika pemrosesan dasarnya serupa, perbedaan intinya terletak pada empat bidang utama: penumpukan lapisan, jumlah laminasi, akurasi penyelarasan, dan pengeboran/pelapisan. PCB 12-lapisan, dengan jumlah lapisan dua kali lipat, menghadirkan peningkatan kompleksitas, kesulitan pemrosesan, dan standar presisi yang signifikan, sehingga memberikan tuntutan yang jauh lebih tinggi pada peralatan produksi, penyesuaian parameter proses, dan pengendalian lingkungan bengkel dibandingkan dengan PCB 8 lapis. Dalam produksi sebenarnya, penyesuaian parameter dan pengendalian detail dalam setiap proses secara langsung mempengaruhi hasil dan stabilitas produk jadi. Hanya dengan secara ketat mengikuti spesifikasi pemrosesan papan multilapis dan mengoptimalkan solusi proses yang sesuai untuk berbagai lapisan papan, kami dapat menghasilkan produk PCB multilapis tinggi dengan kinerja stabil dan memenuhi standar kualitas, sehingga memenuhi kebutuhan aplikasi berbagai perangkat elektronik kelas atas.