Công nghệ PCB - Công nghệ chính cho sản xuất PCB là gì?

Bảng mạch in là nhà cung cấp kết nối điện cho các linh kiện điện tử trong hơn 100 năm. Theo số lượng các lớp của bảng mạch, bảng mạch in có thể được chia thành bảng đơn, bảng đôi, bảng bốn lớp, bảng sáu lớp và bảng mạch nhiều lớp khác. Ngày nay, bảng mạch in đã đạt đến mức độ rất tinh vi và nhiều công nghệ đã được sinh ra để cải thiện và tối ưu hóa bảng. Bài viết chủ yếu tóm tắt các công nghệ chính để sản xuất bảng mạch in hiện đang được sử dụng, chủ yếu bao gồm các chất nền PCB kết nối mật độ cao, bảng PCB kết nối mật độ cao cho bất kỳ lớp nào, bảng mạch in tích hợp, chất nền kim loại tản nhiệt cao, bảng mạch in tần số cao và tốc độ cao và các công nghệ chính để sản xuất bảng in cứng và linh hoạt.

1. Bảng mạch kết nối mật độ cao

Vào đầu những năm 1990, Nhật Bản và Hoa Kỳ đã đi tiên phong trong việc áp dụng công nghệ kết nối mật độ cao (HDI). Quá trình sản xuất sử dụng các tấm hai mặt hoặc nhiều lớp làm tấm lõi và sử dụng kỹ thuật xếp chồng nhiều lớp để duy trì bố cục ở mỗi cấp độ. Tuyệt đối cách điện PCB [4-5], được sử dụng để sản xuất mật độ cao, bảng mạch điện tử tích hợp cao. Năm tính năng chính của loại bảng này là "thu nhỏ, mỏng, tần số cao, tốt, tản nhiệt". Đổi mới công nghệ liên tục dựa trên năm tính năng này là xu hướng phát triển của sản xuất bảng mạch điện tử mật độ cao hiện nay. "Thin-Shape" xác định cơ sở tồn tại của đường dây điện tử mật độ cao. Sự ra đời của nó trực tiếp dẫn đến và ảnh hưởng đến việc tạo ra các công nghệ vi mô. Dây kết nối tốt, microdrilling tốt và thiết kế của mỗi lớp cách nhiệt xác định xem bảng mạch điện tử mật độ cao có thể thích ứng với công việc tần số cao hay không và có lợi cho việc dẫn nhiệt hợp lý hay không. Đây cũng là một cách quan trọng để đánh giá mức độ tích hợp mạch điện tử trong bảng mạch điện tử mật độ cực cao.

2. Mật độ cao bất kỳ lớp kết nối bảng mạch in

Đối với HDI của các hệ thống phân cấp khác nhau, có một sự khác biệt lớn trong quá trình sản xuất. Thông thường, cấu trúc nhiều lớp càng phức tạp và chính xác, thì việc sản xuất càng khó khăn. Hiện nay, mối liên hệ giữa các lớp tấm có một số đặc điểm kỹ thuật chính, cụ thể là "kết nối bước", "kết nối lỗ lỗi", "kết nối chéo" và "kết nối lỗ xếp", không được đề cập chi tiết ở đây. Mật độ cực cao bất kỳ lớp kết nối bảng mạch in là sản phẩm cao cấp trong bảng mạch in. Nhu cầu lớn nhất của nó đến từ các thị trường điện tử đòi hỏi các tính năng nhẹ, mỏng và linh hoạt như điện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số và TV LCD.

3. Bảng mạch in tích hợp

Công nghệ bảng mạch in tích hợp là tích hợp một hoặc nhiều thành phần điện tử riêng biệt (như điện trở, tụ điện, tụ điện, v.v.) vào một cấu trúc bảng mạch in, làm cho bảng mạch in tích hợp có một số chức năng hệ thống. Ưu điểm của bảng mạch in là cải thiện độ tin cậy của chức năng hệ thống sản phẩm điện tử, cải thiện hiệu suất truyền tín hiệu, giảm chi phí sản xuất một cách hiệu quả và làm cho quá trình sản xuất xanh hơn và thân thiện với môi trường. Đây là con đường công nghệ để thu nhỏ tích hợp hệ thống thiết bị điện tử với những lợi thế to lớn và tiềm năng phát triển thị trường. Công nghệ tích hợp hệ thống nhúng các linh kiện điện tử vào bảng in đã bắt đầu bước vào giai đoạn ứng dụng ở nước ngoài và tạo ra bước đột phá trong công nghệ vật liệu và quy trình sản xuất liên quan, các công ty nước ngoài hàng đầu trong ngành đã bắt đầu đưa công nghệ này vào sản xuất hàng loạt.

4. Chất nền kim loại tản nhiệt cao

Chất nền kim loại tản nhiệt cao chủ yếu sử dụng độ dẫn nhiệt tốt hơn của chính vật liệu chất nền kim loại để có được nguồn nhiệt từ các thành phần công suất cao. Hiệu suất tản nhiệt của nó liên quan đến bố cục cấu trúc của gói đa chip (thành phần) và độ tin cậy của gói thành phần. Là một bảng in cao cấp, chất nền kim loại có tản nhiệt cao tương thích với công nghệ gắn trên bề mặt, giảm khối lượng sản phẩm, giảm chi phí phần cứng và lắp ráp, thay thế chất nền gốm dễ vỡ, tăng độ cứng và đạt được độ bền cơ học tốt hơn. Công suất lớn, cho thấy khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trong nhiều chất nền tản nhiệt, triển vọng ứng dụng của nó rất rộng. Chôn (nhúng) bảng mạch in dựa trên kim loại là một loại bảng mạch in khối kim loại được cấy ghép cục bộ, một loại công nghệ PCB tản nhiệt mới đã xuất hiện trong những năm gần đây. Quan niệm thiết kế tản nhiệt của nó tương đối tiên tiến, các tạp chí trong và ngoài nước đều không phát hiện ra công khai đưa tin về công nghệ liên quan. Là một chất nền tản nhiệt cho các yếu tố công suất cao, nó có những ưu điểm sau do thiết kế đặc biệt của nó:

(1) hiệu suất tản nhiệt tuyệt vời, các thành phần tiếp xúc trực tiếp với bộ tản nhiệt, không có nút cổ chai tản nhiệt;

(2) Thiết kế linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu tản nhiệt của các thành phần công suất cao riêng lẻ;

(3) Thiết kế nhúng, đồng mặt với PCB, không ảnh hưởng đến bề mặt gắn kết (SMD);

(4) trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ, phù hợp với hướng phát triển chính của các thành phần điện tử nhẹ, mỏng, ngắn và nhỏ;

(5) Tương thích với quy trình sản xuất PCB.

5. Bảng mạch in tốc độ cao tần số cao

Ngay từ cuối thế kỷ 20, các mạch in tần số cao và tốc độ cao đã được sử dụng trong lĩnh vực quân sự. Trong thập kỷ qua, một số băng tần của thông tin liên lạc tần số cao ban đầu được sử dụng cho mục đích quân sự đã được sử dụng dân sự, cho phép công nghệ truyền thông tin tần số cao và tốc độ cao dân sự phát triển vượt bậc, thúc đẩy sự tiến bộ của công nghệ thông tin điện tử trong tất cả các ngành công nghiệp. Nó có các tính năng như viễn thông từ xa, phẫu thuật y tế từ xa, quản lý điều khiển tự động hóa kho hậu cần lớn, v.v. Cần lưu ý rằng ngành công nghiệp linh kiện điện tử và bảng mạch in tham gia vào việc truyền tín hiệu tần số cao có các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt, chẳng hạn như phạm vi trở kháng làm việc, độ mịn của kết nối kim loại, yêu cầu về độ rộng đường của tín hiệu tần số cao và tốc độ cao, khoảng cách tương đối giữa đường tín hiệu và hình thành, v.v. Công nghệ xử lý xuất sắc đã thúc đẩy sự phát triển công nghiệp của các linh kiện điện tử và sản phẩm điện tử, dự kiến nhu cầu sẽ đạt hơn 10 lần trong 5 năm tới.

6. Công nghệ tấm in cứng nhắc linh hoạt

Trong những năm gần đây, hiệu suất cao, đa chức năng, thiết bị điện tử nhỏ gọn và nhẹ đã cho thấy động lực tăng tốc. Do đó, các yêu cầu về thu nhỏ và mật độ cao đối với các linh kiện điện tử và PCB được sử dụng trong các thiết bị điện tử cũng đang tăng lên. Để đáp ứng các yêu cầu này, sự đổi mới trong công nghệ sản xuất của bảng nhiều lớp cho PCB cứng nhắc (cứng nhắc) đã thúc đẩy nhiều loại bảng nhiều lớp được sử dụng trong các thiết bị điện tử. Tuy nhiên, các thiết bị di động như thiết bị di động và máy ảnh kỹ thuật số không chỉ tăng tốc chu kỳ bổ sung các tính năng mới hoặc cải thiện hiệu suất mà còn có xu hướng nhỏ hơn, nhẹ hơn và ưu tiên hơn.

Do đó, không gian dành cho các bộ phận chức năng bên trong khung máy chỉ là một không gian hạn chế và hẹp phải được sử dụng hiệu quả. Trong trường hợp này, một cấu trúc hệ thống bao gồm một số tấm đa lớp nhỏ và tấm linh hoạt (FPC) hoặc cáp kết nối chúng thường được sử dụng, được gọi là PCB linh hoạt tương tự. Cứng nhắc Flex PCB cũng sử dụng sự kết hợp này và tiết kiệm không gian. Nó là một bảng đa lớp composite chức năng tích hợp một số PCB cứng và FPC. Vì nó không yêu cầu đầu nối hoặc không gian kết nối và có khả năng lắp đặt gần như giống như PCB cứng, PCB cứng linh hoạt được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động.