افتح هاتفك أو حاسوبك أو جهازك المنزلي، وستجد السبورة الخضراء المليئة بالدوائر المعقدة بداخلها "المركز العصبي" الذي يدعم تشغيل الأجهزة الإلكترونية - لوحة الدائرة.
الخطوة 1: المعالجة المسبقة للركيزة
الحامل الأساسي للوحة الدائرة هو "صفيح-مغطى بالنحاس"، والذي يشبه "الأساس" لبناء منزل. هذا النوع من الألواح مصنوع من قماش زجاجي من راتنجات الإيبوكسي مع أداء عزل ممتاز كالقلب، ومغطى بطبقة رقيقة من رقائق النحاس النقي على كلا الجانبين، ويتم تشكيله على شكل لوح مسطح من خلال الضغط بدرجة حرارة عالية-. قبل المعالجة الرسمية، سيقوم العمال أولاً بتقطيع الألواح النحاسية-إلى قطع صغيرة وفقًا للحجم، ثم استخدام معدات متخصصة لتلميع سطح اللوحة، وإزالة طبقة الأكسيد والبقع على رقائق النحاس - هذه الخطوة تشبه "دعم" الجدار، والذي يمكن أن يلتصق بشكل أفضل بأنماط الدوائر اللاحقة.
بعد ذلك، سيتم إرسال اللوحة إلى آلة التنظيف للتنظيف العميق بمحلول كيميائي، ومن ثم تجفيفها للتأكد من أن السطح جاف وخالي من الشوائب. في هذه اللحظة، تبدو اللوحة-المكسوة بالنحاس مثل "لوحة نحاسية" نظيفة تنتظر الرسم اللاحق لأنماط الدوائر.
الخطوة 2: تصوير الخط
لتشكيل خطوط دوائر معقدة على رقائق النحاس، فإن الخطوة الأولى هي "نقل" نمط الدائرة المحدد مسبقًا على اللوحة. في الوقت الحاضر، الطريقة السائدة هي تقنية LDI الأكثر دقة وكفاءة. سيقوم العمال أولاً بتطبيق طبقة من الراتنج الحساس للضوء بالتساوي على سطح اللوحة المكسوة بالنحاس-. ستخضع هذه المادة لتفاعل كيميائي تحت إشعاع ليزر بطول موجي محدد، وتتغير من مادة قابلة للذوبان إلى مادة غير قابلة للذوبان.
بعد ذلك، سيتم إرسال اللوحة المطلية إلى آلة التعريض LDI. على عكس الطرق التقليدية، يقرأ LDI ملفات الدوائر الرقمية مباشرةً ويعرضها نقطة تلو الأخرى على سطح اللوحة من خلال أشعة الليزر-عالية الدقة. سوف يعمل الليزر بدقة على المنطقة التي تحتاج إلى تشكيل الدائرة، مما يسمح لهذا الجزء من المادة اللاصقة الحساسة للضوء بالتصلب؛ المناطق التي لا تتطلب تكوين خطوط لا يتم تشعيعها بالليزر، وتبقى المادة اللاصقة الحساسة قابلة للذوبان. بعد اكتمال التعريض، سيتم وضع اللوحة في محلول متطور، وسيتم إذابة المادة اللاصقة الحساسة للضوء غير المعالجة وغسلها، مما يكشف عن منطقة رقائق النحاس المغطاة أصلاً بالطبقة اللاصقة. في هذه المرحلة، تم عرض "محيط" الدائرة بوضوح، وبالمقارنة بالعمليات التقليدية، يمكن لتقنية LDI تحقيق دقة دائرة أفضل وتجنب الأخطاء والخسائر الناجمة عن الفيلم المادي.
الخطوة 3: النقش وإزالة الفيلم
تحتوي اللوحة المطورة على مادة لاصقة حساسة للضوء ورقائق نحاسية مكشوفة على سطحها. عملية "النقش" التالية هي إزالة رقائق النحاس غير المرغوب فيها. سوف يقوم العمال بغمر اللوحة في محلول النقش الحمضي، وسوف تخضع رقائق النحاس المكشوفة لتفاعل كيميائي مع محلول النقش، بحيث يتم إذابتها تدريجيًا؛ سيتم حماية الرقائق النحاسية المغطاة بمادة لاصقة حساسة للضوء معالجة بشكل جيد.
عند اكتمال النقش، تبقى الدائرة المغطاة بمادة لاصقة حساسة للضوء فقط على اللوحة. في هذه المرحلة، من الضروري إجراء عملية "تجريد الفيلم": ضع اللوحة في محلول تجريد الفيلم، وسيتم إذابة المادة اللاصقة الحساسة للضوء والتي تم معالجتها مسبقًا وإزالتها، مما يؤدي إلى كشف السلك النحاسي اللامع الموجود بالأسفل. في هذه المرحلة، تم تشكيل قلب لوحة الدائرة - الخطوط الموصلة - رسميًا، وأصبح سطح رقائق النحاس الكامل في الأصل عبارة عن شبكة دوائر متقاطعة ودقيقة ومنظمة.
الخطوة 4: الحفر وغرق النحاس
بالنسبة للوحات الدوائر التي تتطلب طبقات متعددة من الدوائر (مثل الطبقات شائعة الاستخدام المكونة من 4-واللوحات المكونة من 6 طبقات في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر)، فمن الضروري أيضًا توصيل الدوائر بين الطبقات المختلفة. أولاً، سيستخدم العمال آلات حفر عالية الدقة لحفر ثقوب صغيرة على اللوحة وفقًا للمتطلبات، والتي تسمى "من خلال الثقوب".
بعد الانتهاء من الحفر، يصبح جدار الثقب ركيزة عازلة ولا يمكنه توصيل الكهرباء. لذلك، من الضروري إجراء معالجة "ترسيب النحاس": ضع اللوحة في محلول ترسيب النحاس الكيميائي، ومن خلال التفاعلات الكيميائية، اسمح لطبقة رقيقة من النحاس بالالتصاق بشكل موحد بجدار الثقب، وتحويل جدار الثقب المعزول في الأصل إلى "قناة" موصلة. بهذه الطريقة، يمكن توصيل الدوائر العلوية والسفلية كهربائيًا عبر المنافذ، مما يشكل نظام دوائر كاملًا ثلاثي الأبعاد-.
الخطوة 5: قناع اللحام وطباعة الشاشة الحريرية
بعد تشكيل الدائرة، من الضروري وضع "ملابس واقية" على لوحة الدائرة لمنع أكسدة الدائرة أو خدشها أو قصر الدائرة أثناء الاستخدام اللاحق. هذه الخطوة هي معالجة "قناع اللحام": سيقوم العمال بالتساوي بتطبيق طبقة من حبر قناع اللحام الأخضر على سطح لوحة الدائرة (باستثناء منطقة "لوحة اللحام" حيث تحتاج المكونات إلى اللحام)، ثم إزالة حبر قناع اللحام في منطقة لوحة اللحام من خلال عمليات التعريض والتطوير، وكشف منصات اللحام النحاسية، وتغطية بقية المنطقة بحبر قناع اللحام.
بعد اكتمال قناع اللحام، تكون عملية "طباعة الشاشة" مطلوبة أيضًا: استخدام طباعة الشاشة لطباعة النصوص والرموز وأرقام المكونات على سطح لوحة الدائرة، مثل "R1" للمقاومات و"C2" للمكثفات. تشبه هذه الملصقات "دليل التعليمات" للوحة الدائرة، والتي يمكن أن تساعد العمال على تحديد الموقع بسرعة أثناء تجميع المكونات اللاحقة وتسهيل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أثناء الصيانة.
الخطوة 6: المعالجة السطحية والاختبار
أخيرًا، من أجل تحسين أداء اللحام ومقاومة الأكسدة لمنصات اللحام، يلزم معالجة السطح. تشتمل طرق المعالجة الشائعة على "رش القصدير" و"ترسيب الذهب"، ومن بينها يمكن أن تعمل عملية ترسيب الذهب على تحسين توصيل واستقرار وسادات اللحام، وهي شائعة الاستخدام في لوحات الدوائر عالية الدقة-.
بعد اكتمال جميع العمليات، ستدخل لوحة الدائرة في مرحلة فحص صارمة: سيستخدم العمال معدات متخصصة للتحقق مما إذا كانت هناك دوائر قصيرة أو دوائر مفتوحة في الدائرة، وما إذا كانت المداخل موصلة، وما إذا كان قناع اللحام تالفًا، وما إذا كانت الشاشة الحريرية واضحة. يمكن فقط الحكم على لوحات الدوائر التي اجتازت جميع الاختبارات على أنها منتجات مؤهلة وتترك المصنع في النهاية، في انتظار تجميعها باستخدام المقاومات والمكثفات والرقائق والمكونات الأخرى لتصبح المكونات الأساسية للأجهزة الإلكترونية.