Многослойная прозрачная печатная плата FR-4, Двухслойная прозрачная печатная плата PCB

В чем различия между технологией производства прозрачных печатных плат FR-4 и обычных печатных плат FR-4?

Прозрачные печатные платы FR-4 и обычные печатные платы FR-4 различаются по составу основного подложки и сценариям применения, поэтому в технологиях производства также есть несколько ключевых различий, которые в основном отражаются в обработке подложки, контроле точности технологического процесса и выборе материалов для ламинирования. Вот конкретное сравнение:

1. Состав подложки и предварительный процесс обработки

Обычный FR-4:

Подложка изготовлена на основе эпоксидной смолы, заполненной стеклотканью, и добавлены бромсодержащие огнезащитные добавки (например, тетрабромбиспенол А) и темные наполнители. Само тело подложки имеет светло-желтый или коричневый цвет и непрозрачно. Предварительная обработка в основном направлена на оптимизацию адгезии медного фольги и не учитывает прозрачность.

Прозрачный FR-4:

Подложка изготовлена из бесбромной прозрачной эпоксидной смолы (или модифицированной эпоксидной смолы), с более тонкой стеклотканью (например, сверхтонкая стекловолокно, диаметр 5 - 8 мкм, у обычного FR-4 - 10 - 15 мкм), и уменьшены или удалены темные наполнители. Прозрачность подложки достигается путем корректировки формулы. Предварительная обработка требует строгого контроля чистоты смолы, чтобы избежать влияния примесей или пузырьков на прозрачность. Некоторые процессы могут включать этап полировки поверхности подложки, чтобы уменьшить рассеяние.

2. Технология ламинирования и выбор материалов

Обычный FR-4:

Для соединения слоев используются обычные полуотвержденные листы (включающие эпоксидную смолу и стекловолокно), и при ламинировании нет требований к прозрачности. Параметры давления и температуры в основном используются для обеспечения прочности соединения и размерной стабильности, допускается наличие небольшого количества пузырьков или неравномерного течения смолы (без влияния на функциональность).

Прозрачный FR-4:

Между слоями должны использоваться прозрачные полуотвержденные листы (изготовленные из бесбромной прозрачной смолы и сверхтонких стекловолокон того же материала, что и подложка), чтобы избежать препятствия для света, создаваемого материалами между слоями.

При ламинировании требуется точный контроль давления (обычно выше, например, 1,5 - 2 МПа, по сравнению с 1 - 1,2 МПа для обычного FR-4) и скорости нагрева, чтобы уменьшить образование пузырьков или волн, вызванных течением смолы (пузырьки могут вызывать рассеяние света и снижение прозрачности).

После ламинирования может быть добавлен процесс дегазации (например, вакуумная вторичная отверждение), чтобы дополнительно устранить мелкие пузырьки.

3. Технология переноса и травления схемы цепи

Обычный FR-4:

Можно использовать традиционную фотолитографию (УФ-экспозиция + проявка), с умеренными требованиями к точности краев цепи (например, ± 0,05 мм), и коррозионное воздействие травящего раствора (например, хлористого железа) на подложку можно игнорировать.

Прозрачный FR-4:

Из-за прозрачности подложки процесс экспозиции должен быть более точным: обычное ультрафиолетовое излучение может проникнуть через подложку и вызвать фоточувствительность обратной стороны, поэтому требуется использовать технологию лазерной прямой имитации (LDI). Высокоточные лазерные лучи используются для прямого изображения на медном фольге, чтобы избежать помех от прохождения света, и требуется более высокая точность краев цепи (в пределах ± 0,02 мм).

Травящий раствор должен быть оптимизирован: Прозрачная смола более чувствительна к сильнокислым травящим растворам, и следует использовать низко-содержащие травящие растворы (например, кислый раствор хлорида меди), чтобы сократить время травления и избежать коррозии поверхности подложки, приводящей к снижению пропускания света.

4. Технология обработки поверхности

Обычный FR-4:

Обработка поверхности в основном направлена на защиту медного слоя и улучшение пайки, например, напыление олова, погружение в золото, OSP (органический защитный слой для пайки) и т.д. Цвет покрытия не влияет на функцию (например, погружение в золото дает золотой цвет, а напыление олова - серебристо-белый).

Прозрачный FR-4:

Обработка поверхности должна балансировать прозрачность и электропроводность:

Предпочтение следует отдавать прозрачным электропроводящим покрытиям (например, напылению пленки ITO) или тонкому нанесению высокочистого золота (толщина золотого слоя<0.1 μ m) to avoid traditional thick layer tin spraying or gold deposition blocking light.

In some scenarios, the transparent appearance of the substrate needs to be retained, and even surface treatment can be omitted, with only the etched copper foil directly exposed (the thickness of the copper foil needs to be controlled to avoid excessive thickness affecting light transmission).

5. Quality inspection standards

Ordinary FR-4:

The focus of the inspection is on electrical and mechanical properties such as circuit conductivity, interlayer insulation resistance, and temperature resistance (such as Tg value), and there is no requirement for appearance transparency.

Transparent FR-4:

In addition to routine electrical performance testing, it is necessary to add transparency testing (using a spectrophotometer with a wavelength range of 400-700nm) and optical defect testing (such as inspecting bubbles, glass fiber cloth texture clarity, surface scratches, etc. through a microscope, which can significantly reduce transparency).

Summary: Core Differences Core

The core goal of the transparent FR-4 process is to maintain high transparency while ensuring circuit functionality. Therefore, targeted optimization is required in areas such as substrate purity, lamination accuracy, exposure technology, and surface treatment. The cost and process complexity are higher than those of ordinary FR-4. However, ordinary FR-4 places more emphasiзависит от экономической эффективности и традиционных электрических характеристик и не учитывает специальный контроль, связанный с пропусканием света.