باعتبارها العملية الأساسية لتصنيع لوحة الدائرة، يحدد نقش لوحة الدائرة جودة وأداء لوحة الدائرة. إنها ليست مجرد عملية رئيسية في مجال التصنيع الإلكتروني.
عملية نقش لوحة الدوائر التقليدية
عملية النقش. في الأيام الأولى، كانت الصفائح المغطاة بالنحاس- هي المادة الأساسية لنقش لوحات الدوائر، وتتكون من ركيزة عازلة ورقائق نحاسية على السطح. تشتمل مواد الركيزة الشائعة على شرائح ورق الفينول، وشرائح القماش الزجاجية الإيبوكسي، وما إلى ذلك. أما بالنسبة للصفائح المكسوة بالنحاس-، فإن الخطوة الأولى هي نقل نمط الدائرة المصمم إليها باستخدام تقنية الطباعة الحجرية الضوئية. تشبه عملية الطباعة الحجرية الضوئية عملية التصوير الفوتوغرافي، حيث يتم تعريض أنماط الدوائر من خلال قناع على صفائح نحاسية مغلفة بطبقة مقاومة للضوء. بعد التعريض، يتم إذابة الجزء غير المكشوف من مقاوم الضوء وإزالته بواسطة المطور، مما يترك نمط مقاوم الضوء متسقًا مع نمط الدائرة الموجود على الصفائح المغطاة بالنحاس-.
ثم تابع خطوة النقش. حل النقش هو "سكين النحت" المستخدم لنقش لوحة الدائرة. تشتمل حلول النقش الشائعة على محلول كلوريد الحديديك، ومحلول كلوريد النحاس الحمضي، وما إلى ذلك. ويخضع محلول النقش لتفاعل كيميائي مع رقائق النحاس على سطح الصفائح المغطاة بالنحاس- غير المحمية بمقاوم الضوء، مما يؤدي إلى إذابتها وإزالتها، مما يؤدي في النهاية إلى ترك خطوط دائرة دقيقة على الصفائح المغطاة بالنحاس- واستكمال النقش الأولي للوحة الدائرة.
خصائص وتحديات تكنولوجيا النقش
تتميز عملية نقش لوحة الدائرة بخصائص الدقة العالية والتعقيد العالي. مع التطور المستمر للأجهزة الإلكترونية نحو التصغير والأداء العالي، أصبحت الخطوط الموجودة على لوحات الدوائر أكثر كثافة، كما أن عرض الخطوط وتباعدها يتقلص باستمرار. في الوقت الحاضر، يمكن لتقنية نقش لوحات الدوائر المتقدمة تحقيق عرض الخط والتباعد على مستوى الميكرومتر، كما هو الحال في بعض لوحات دوائر الهواتف الذكية -المتطورة، يمكن أن يصل عرض الخط إلى 30 ميكرومترًا أو حتى أقل. وهذا يضع متطلبات عالية للغاية على الدقة والتحكم في عملية معدات النقش.
يمثل ضمان توحيد الحفر أثناء عملية النقش تحديًا كبيرًا. قد يؤدي الحفر غير المتساوي إلى عرض غير متساوٍ للدائرة، مما يؤثر على الأداء الكهربائي للدائرة. إذا كانت سرعة الحفر سريعة جدًا، فقد يتسبب ذلك في أن تصبح حواف الدائرة خشنة وخشنة؛ إذا كانت سرعة الحفر بطيئة للغاية، فسوف تقلل من كفاءة الإنتاج. لحل هذه المشكلة، من الضروري التحكم بدقة في التركيز ودرجة الحرارة ومعدل التدفق ووقت النقش لمحلول النقش أثناء عملية الإنتاج. في نفس الوقت، يجب استخدام التحريك والرش وطرق أخرى للتأكد من أن محلول النقش على اتصال كامل وموحد مع الصفائح المغطاة بالنحاس.
التطور التكنولوجي والابتكار
تحل تقنية LDI المباشرة بالليزر محل عمليات الطباعة الضوئية التقليدية تدريجيًا وتصبح إحدى طرق النقش السائدة. تستخدم تقنية LDI أشعة ليزر عالية الطاقة- لمسح أنماط الدوائر مباشرة على الصفائح المغطاة بالنحاس- دون الحاجة إلى أقنعة، مما يؤدي إلى تحسين دقة ومرونة الأنماط بشكل كبير. يمكنه تحقيق دقة أعلى، وإنتاج خطوط دوائر أكثر دقة، وتقصير دورات الإنتاج، وتقليل تكاليف الإنتاج. على سبيل المثال، في تصنيع لوحات الدوائر لمحطات اتصالات 5G الأساسية، يمكن أن تلبي تقنية LDI -متطلبات الدوائر عالية الدقة لنقل الإشارات ذات التردد العالي-والسرعة العالية-.
ظهرت أيضًا تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال نقش لوحات الدوائر الإلكترونية. 3تقوم لوحات الدوائر المطبوعة ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا باسم لوحات دوائر التصنيع الإضافية، ببناء هياكل الدوائر عن طريق تكديس المواد طبقة تلو الأخرى. يمكن لهذه التقنية تصنيع لوحات دوائر ذات أشكال معقدة -ثلاثية الأبعاد، مما يحقق تصميمات يصعب تحقيقها باستخدام تقنيات النقش التقليدية. في مجال الطيران، يمكن لتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد الاستجابة بسرعة للطلب على لوحات الدوائر ذات الأشكال الخاصة وتوفير إنتاج مخصص، مما يوفر إمكانيات التصغير والتكامل الوظيفي للطائرات. بالإضافة إلى ذلك، تم أيضًا تطبيق تقنية الطباعة النافثة للحبر على نقش لوحات الدوائر، من خلال رش الحبر الموصل بدقة على الركيزة لتشكيل خطوط الدوائر، مما يوفر طريقة ملائمة للنماذج الأولية السريعة وإنتاج دفعات صغيرة من لوحات الدوائر.