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プリント基板はどう作られるか:製造の順序

多層基板は内側から外側へ向かって作られます。各工程には1つの役割があり、順序を入れ替えることはできません。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

手順

製造は決まった順序の作業です。6層基板は次の工程を通ります。

  1. データ準備と DFM。Gerber、ドリルファイル、スタックアップを確認し、パネルを設計し、工程経路を確定します。
  2. 内層の露光。ドライフィルムレジストを積層し、原画を通して露光・現像します。レジストが保護した銅が残ります。
  3. 内層のエッチング。保護されていない銅を除去し、レジストを剥がします。ここで内層の回路ができます。
  4. AOI と積層。内層を検査し、その間にプリプレグを挟んで重ね、熱と圧力をかけて樹脂を流し硬化させます。
  5. ドリル。積層体に穴を開けます。メカニカルで最小 0.15 mm、マイクロビアはレーザーで 0.1 mm です。
  6. めっき。層間を電気的につなぐため、穴の内部(工程によっては表面も)に薄い銅を析出させます。
  7. 外層の露光とエッチング。外層の回路を形成し、パネルをエッチングしてレジストを剥がします。
  8. ソルダーマスクとレジェンド。マスクを塗布・露光・硬化し、レジェンドを印刷して硬化させます。
  9. 表面処理。露出した銅に HASL、ENIG、無電解銀やスズ、OSP などを施します。
  10. ルーティング、試験、検査。基板を分離し、電気検査と外観検査を行って梱包します。

工程が崩れる場所

各工程に特有の失敗があり、その多くはパネルを作り始める前に決まっています。

  • 位置精度。層は重ならなければなりません。ドリルと銅、層と層の位置ずれがあるからこそ、アニュラリングを指定し検査します。
  • エッチング管理。エッチングが過剰だと配線が細り間隔が広がり、不足だと不要な銅が残ります。微細配線はここで決まります。
  • めっき分布。電流とパターンを管理しないと、穴はパネルの中央で端より薄くめっきされます。厚銅ではさらに悪化します。
  • 樹脂の流動。プリプレグの流れが少ないとボイドが残り、多すぎると絶縁層が薄くなりインピーダンスがずれます。
  • 表面処理の膜厚。薄すぎると保管中に酸化し、厚すぎると割れたりファインピッチを架橋したりします。

お客様が決めること

3つの入力が結果の大半を決めます。スタックアップ(材料、銅厚、絶縁層厚)、寸法群(配線幅、穴径、アニュラリング)、そして合格クラスです。それ以外は製造側の工程管理です。

公開している能力の内側で指定された基板——1〜38層、0.06 mm のライン/スペース、メカニカル穴 0.15 mm、板厚 0.1〜6.0 mm——は定型の製造です。それらすべてを同時に求める基板は別の相談になり、そのために DFM があります。

次に読むもの

工程限界は製造対応能力に、基板を載せるパネルはパネル設計に、上で使った用語は製造の用語集にあります。板厚の極端な例は薄板と厚板の記事を参照してください。

技術仕様

層数
1〜38層
最小ライン/スペース
0.06 mm
銅厚
外層 0.5〜20 oz・内層 0.5〜10 oz
最小仕上がり穴径
メカニカル 0.15 mm・レーザー 0.1 mm
板厚
0.1〜6.0 mm

よくあるご質問

  • 多層基板が内側から外側へ作られるのはなぜですか。

    内層は積層してしまうと埋もれるため、積層前に露光とエッチングを終える必要があります。内層の回路を持つコアをプリプレグとともに積層し、その後に外層を足してドリルとめっきを行います。この順序は変えられません。完成した基板を通して内層をエッチングする方法はありません。

  • 銅はエッチングとめっきのどちらで作られますか。

    積層とドリルの後、層間を接続するために穴の中と表面に銅をめっきします。厚銅は厚みを作るために複数サイクルのめっきを使い、パターンめっきは回路が必要とする箇所にだけ銅を析出させます。その後にエッチングで、レジストに保護されていなかった不要な銅を除去します。

  • 表面処理の後は何が行われますか。

    ルーティングまたは Vスコアでパネルから基板を切り離し、電気検査で全ネットをネットリストと照合し、クーポンの断面で穴壁の銅と層の位置精度を確認します。IPC-A-600H に基づく外観検査とロットの書類で製造を締め、合格判定は IPC-6012B に従います。

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