Invoering
PCB's (printplaten) vormen de basis van hedendaagse elektronische apparaten, variërend van draagbare apparaten zoals mobiele telefoons tot geavanceerde ruimtevaartuigtechnologieën. Ze zijn essentieel voor het verbinden van elektronische componenten en bieden een stabiel platform waarop ze kunnen werken. PCB-productie is een complex proces met verschillende ingewikkelde stappen, en elke stap is cruciaal en vereist nauwgezette aandacht voor detail om defectvrije printplaten te garanderen. Het proces begint met het doorlopen van de ontwerp- en beoordelingsfase, gebruik makend van computerondersteund ontwerp (CAD) gereedschap voor PCB printplaat ontwerp, en gaat door totdat het bord is vervaardigd. Om de efficiëntie te verbeteren en het risico op menselijke fouten te verminderen, computergestuurde en machinegestuurde technieken worden geïmplementeerd om onvolledige of kortsluitingen te voorkomen. Om hoge kwaliteit te garanderen, de platen ondergaan strenge tests in verschillende fabricagestadia, inclusief eindtesten als complete boards, alvorens te worden verpakt en verzonden voor levering.
PCB-productieproces - stap voor stap
Stap 1: Ontwerp PCB
De eerste stap voor elke PCB-fabricage is het maken van het ontwerp. De fabricage en het ontwerp van PCB's begint altijd met een soort plan. De ontwerper stelt een blauwdruk op voor de printplaat die aan alle eisen voldoet. Zodra een ontwerpblauwdruk voor de PCB is gecodeerd door de software, alle verschillende aspecten en delen van het ontwerp worden opnieuw gecontroleerd om er zeker van te zijn dat er geen fouten zijn.
Zodra de inspectie door de ontwerper is voltooid, het afgewerkte PCB-ontwerp wordt naar een PCB-fabricagehuis gestuurd, zodat de PCB kan worden gebouwd. Bij aankomst, het PCB-ontwerpplan wordt uitgevoerd met een tweede controle door de fabrikant, bekend als de Ontwerp voor fabricage (DFM) controleren. Een goede DFM-controle bevestigt dat het PCB-ontwerp voldoet, tenminste, de toleranties vereist voor fabricage.
Stap 2: Print PCB-ontwerp
Nadat alle controles met succes zijn voltooid, dePCB-ontwerp kan worden afgedrukt. Niet vergelijkbaar met andere plannen, zoals bouwkundige tekeningen, PCB-plannen worden niet regelmatig afgedrukt 8.5 X 11 blad papier. In plaats daarvan, een speciale printer, bekend als een plotterprinter, is gebruikt. Een plotterprinter ontwikkelt een “film” van de printplaat. Het is in wezen een fotonegatief van het bord zelf.
De binnenste lagen van de printplaat worden gekenmerkt door twee inktkleuren:
Heldere inkt: Geeft de niet-geleidende delen van de printplaat aan, zoals de glasvezelbasis.
Zwarte inkt: Gebruikt voor de schakelingen en kopersporen van de print
Op de buitenste lagen van het PCB-ontwerp, deze trend is omgekeerd, zwarte inkt verwijst ook naar gebieden waar het koper wordt verwijderd en heldere inkt verwijst naar de lijn van koperen banen.
Elke PCB-laag en het bijbehorende soldeermasker krijgen een eigen film, dus een simpele tweelaagse printplaat heeft vier vellen nodig; één voor elke laag en één voor het bijbehorende soldeermasker. Nadat de film is bedrukt, ze zijn opgesteld en een gat, bekend als een registratiegat, wordt er doorheen geslagen. Het registratiegat wordt gebruikt als richtlijn om de films later in het proces op één lijn te brengen.
Stap 3: Print het koper voor de binnenlagen
Deze stap is de eerste stap in het proces waar de PCB-fabrikant: begint de printplaat te ontwikkelen. Nadat het PCB-ontwerp op een stuk laminaat is gedrukt, koper wordt dan vooraf gebonden aan datzelfde stuk laminaat, die helpt bij de structuur van de printplaat. Het koper wordt vervolgens weggedrukt om de blauwdruk van eerder te onthullen.
De volgende, het laminaatpaneel is bedekt met een soort fotogevoelige film genaamd de resist. De resist is gemaakt van een laag foto-reactieve chemicaliën die uitharden nadat ze zijn blootgesteld aan ultraviolet licht. Met de resist kunnen technici een perfecte match krijgen tussen de foto's van de blauwdruk en wat er op de fotoresist is afgedrukt.
Wanneer de resist en het laminaat zijn uitgelijnd met behulp van de gaten van eerder, ze ontvangen een explosie van ultraviolet licht. Het ultraviolette licht gaat door de doorschijnende delen van de film, verharding van de fotoresist. Dit geeft gebieden van koper aan die bedoeld zijn om als paden te worden bewaard. In tegenstelling tot, zwarte inkt voorkomt dat er licht komt op de gebieden die niet bedoeld zijn om uit te harden, zodat ze later kunnen worden verwijderd.
Zodra het bord is voorbereid, het wordt gewassen met een alkalische oplossing om de overgebleven fotolak te verwijderen. Het bord wordt vervolgens onder hoge druk gewassen om alles wat op het oppervlak is achtergebleven te verwijderen en te laten drogen. Na het droogproces, de enige resist die op de printplaat achter moet blijven, is bovenop het koper dat achterblijft als onderdeel van de printplaat wanneer deze eindelijk loskomt. Een technicus bekijkt de printplaten om te controleren of er geen fouten zijn. Als er geen fouten zijn, dan is het aan de volgende stap
Stap 4: Vermijd het onnodige koper
De volgende stap in het fabricageproces van PCB's is het verwijderen van ongewenst koper. Net als de alkalische oplossing van vroeger, een andere krachtige chemische stof wordt gebruikt om het koper weg te vreten dat niet wordt bedekt door fotoresist. Zodra het onbeschermde koper is verwijderd, de uitgeharde fotoresist van vroeger moet worden verwijderd, ook.
Notitie: Als het gaat om het verwijderen van het ongewenste koper van uw printplaat, Bij zwaardere platen is mogelijk meer blootstelling aan het oplosmiddel of meer koperoplosmiddel nodig.
Stap 5: Inspectie en uitlijning van lagen
Nadat de PCB-lagen afzonderlijk zijn gereinigd, ze zijn klaar voor een optische inspectie en laaguitlijning. De gaten van vroeger worden gebruikt om de buitenste en binnenste lagen uit te lijnen. Een technicus plaatst lagen op een type ponsmachine dat bekend staat als een optische pons om de lagen uit te lijnen. Vervolgens drijft de optische pons een pin door de gaten om de lagen van de PCB te rangschikken.
Na de optische punch, een andere machine voert een optische inspectie uit om er zeker van te zijn dat er geen fouten zijn. Deze optische inspectie is ongelooflijk belangrijk omdat de lagen eenmaal op elkaar zijn geplaatst, eventuele fouten kunnen niet worden gecorrigeerd. Om te bevestigen dat er geen fouten zijn, de AOI-machine vergelijkt de te inspecteren print met het Extended Gerber-ontwerp, dat dient als het model van de fabrikant.
Dat wil zeggen nadat de printplaat de inspectie heeft doorstaan, noch de technicus, noch de AOI-machine heeft defecten gevonden - het gaat verder met de laatste paar stappen van de PCB-fabricage.
Stap 6: Lamineer de PCB-lagen
Dit in het fabricageproces van PCB's, de PCB-lagen zijn allemaal samen, wachten om te worden gelamineerd. Zodra de lagen zijn bevestigd als defectvrij, ze zijn klaar om samen te smelten. Het PCB-lamineerproces verloopt in twee stappen: de oplegstap en de lamineerstap.
Buiten de PCB bevinden zich afgewerkte stukken glasvezel die vooraf zijn gecoat/doorweekt met een epoxyhars. Het originele stuk van het substraat is ook bedekt met een laag dunne koperfolie die nu de etsen voor de kopersporen bevat. Zodra de buitenste en binnenste lagen klaar zijn, het is tijd om ze samen te duwen.
Het inbrengen van deze lagen gebeurt met behulp van metalen klemmen op een speciale perstafel. Elke laag past op de tafel met een speciale pin. De technicus die het lamineerproces uitvoert, begint met het plaatsen van een laag voorgecoate epoxyhars die bekend staat als voorgeïmpregneerd of prepreg. In het uitlijningsbekken van de tafel. Een individuele laag van het substraat wordt over de voorgeïmpregneerde hars geplaatst, gevolgd door een laag koperfolie. De koperfolie wordt op zijn beurt gevolgd door meer vellen voorgeïmpregneerde hars, die vervolgens worden afgewerkt met een stuk en een laatste stuk koper dat bekend staat als een persplaat.
Zodra de koperen persplaat op zijn plaats zit, de stapel is klaar om hard ingedrukt te worden. De technicus neemt het over naar een mechanische pers en drukt de lagen samen. Als onderdeel van dit proces, pinnen worden vervolgens door de stapel lagen gestanst om ervoor te zorgen dat ze goed worden bevestigd.
Als de lagen correct zijn bevestigd, de PCB-stapel wordt meegenomen naar de volgende pers, een lamineerpers. De lamineerpers gebruikt een paar verwarmde platen om zowel druk als warmte uit te oefenen op de stapel lagen. Door de hitte van de platen smelt meestal de epoxy in de prepreg. Dit en de druk van de pers combineren om de stapel PCB-lagen samen te smelten.
Wanneer de PCB-lagen tegen elkaar worden gedrukt, er is een klein beetje uitpakken dat moet worden voltooid. De technicus moet de pinnen en de bovenste persplaat van eerder verwijderen, waardoor ze de eigenlijke printplaat vrij kunnen trekken.
Stap 7: Boren
Voor het boren, een röntgenapparaat wordt gebruikt om de boorpunten te lokaliseren. Vervolgens, geleidings- / registratiegaten worden geboord zodat de PCB-stapel kan worden beschermd voordat de nauwkeurigere gaten worden geboord. Als het tijd is om deze gaten te boren, een computergestuurde boor wordt gebruikt om de gaten te maken, het bestand van het ontwerp als leidraad gebruiken.
Zodra het boren is voltooid, eventueel extra koper dat aan de randen overblijft, wordt weggevijld.
Stap 8: PCB-beplating
Nadat het paneel is geboord, het is klaar om te worden geplateerd. Bij het bekledingsproces wordt een chemische stof gebruikt om alle verschillende lagen van de PCB samen te smelten. Na grondig te zijn gereinigd, de printplaat is ondergedompeld in een reeks chemicaliën. Een deel van dit badproces bedekt het paneel met een micron dikke laag koper, die wordt afgezet over de bovenste laag en in de zojuist geboorde gaten. Voordat de gaten helemaal gevuld zijn met koper, ze dienen simpelweg om het glasvezelsubstraat bloot te leggen dat de binnenkant van het paneel vormt. Door die gaten in koper te baden, worden de wanden van de eerder geboorde gaten bedekt.
Stap 9: Imaging en plating van de buitenste laag
Eerder in het proces (Stap nummer 3), een fotoresist werd op het PCB-paneel aangebracht. In deze, het is tijd om nog een laag fotoresist aan te brengen. Echter, deze keer wordt de fotoresist alleen op de buitenlaag aangebracht, aangezien het nog moet worden afgebeeld. Zodra de buitenste lagen zijn gecoat in fotoresist en afgebeeld, ze worden op exact dezelfde manier geplateerd als de binnenste lagen van de printplaat in de vorige stap. Echter, terwijl het proces hetzelfde is, de buitenste lagen krijgen een laag tin om het koper van de buitenste laag te beschermen.
Stap 10: De laatste ets
Als het tijd is om de buitenlaag voor de laatste keer te etsen, de tinnen beschermer wordt gebruikt om het koper tijdens het etsproces te beschermen. Al het ongewenste koper wordt verwijderd met hetzelfde koperoplosmiddel dat eerder werd genoemd, waarbij het tin het gewaardeerde koper van het etsgebied beschermt.
Zodra al het ongewenste koper is verwijderd, de verbindingen van de printplaat zijn correct tot stand gebracht en het is klaar voor soldeermaskering.
Stap 11: Breng het soldeermasker aan
Om de panelen volledig klaar te maken voor het aanbrengen van een soldeermasker, ze moeten worden schoongemaakt. Wanneer de printplaten zijn gereinigd, een inktepoxy wordt aangebracht samen met een soldeermaskerfilm. Vervolgens worden de platen bestraald met ultraviolet licht om bepaalde delen van het soldeermasker te markeren voor verwijdering.
Nadat de onnodige stukjes soldeermasker volledig zijn verwijderd, de print wordt in een oven geplaatst en verwarmd zodat het soldeermasker uithardt.
Stap 12: Werk de printplaat en zeefdruk af
Als onderdeel van het afwerkingsproces, de print is verzilverd, goud, of HASL zodat de componenten kunnen worden gesoldeerd op de gemaakte pads en het koper beschermen.
Nadat de print is verzilverd of verguld, als essentieel, het is gezeefdrukt. Het zeefdrukproces print alle actieve informatie op de printplaat, zoals bedrijfs-ID-nummers, merken van de fabrikant, en waarschuwingslabels.
Zodra de printplaat is geplateerd & gezeefdrukt met de juiste informatie, het kan naar de laatste uithardingsfase worden gestuurd.
Stap 13: Elektriciteitstesten
Nadat de printplaat is gecoat en uitgehard (indien nodig), een technicus voert een reeks elektrische tests uit op de verschillende delen van de printplaat om de functionaliteit te garanderen. De belangrijkste tests die worden uitgevoerd, zijn isolatietests en circuitcontinuïteit. Circuit continuïteitstest controleert op eventuele onderbrekingen in de printplaat, bekend als 'opent'. De circuitisolatietest, aan de andere kant, controleert de isolatiewaarden van de verschillende onderdelen van de printplaat om te controleren of er kortsluiting is. Terwijl de elektrische tests voornamelijk bestaan om de functionaliteit te garanderen, ze werken ook als een test van hoe goed het oorspronkelijke PCB-ontwerp het fabricageproces doorstaan heeft.
Er zijn andere tests die kunnen worden gebruikt om te bepalen of een PCB volledig functioneel is. Een van de weinige belangrijkste tests die hiervoor worden gebruikt, staat bekend als de "bed of nails" -test. Tijdens deze test, Aan de testpunten op de printplaat zijn talrijke veerhouders bevestigd. De veerbevestigingen onderwerpen vervolgens de testpunten op de printplaat tot 200 gram druk om te zien hoe goed de printplaat bestand is tegen hogedrukcontact op de testpunten.
Als de printplaat de elektrische betrouwbaarheidstest volledig heeft doorstaan en eventuele andere tests die de fabrikant ervoor kiest om deze te implementeren, kunnen ze doorgaan naar de volgende stap: snijden.
Stap 14: Snijden en profileren
De laatste stap van het PCB-fabricageproces is het snijden en scoren van de PCB. Hierbij worden de verschillende printplaten uit het originele paneel gesneden. Er zijn twee manieren waarop PCB's uit hun originele panelen kunnen worden gesneden:
Met behulp van een V-groef, die een diagonaal kanaal langs de zijkanten van het bord snijdt
Met behulp van een router of CNC-machine, die kleine lipjes rond de randen van de printplaat uitsnijdt.
Hoe dan ook, uw printplaat zal gemakkelijk los kunnen komen van de constructiepanelen.
Normaal gesproken, PCB-panelen hebben grotere arrays of individuele boards, indien toepasselijk, ingekerfd en weggeslepen zodat ze na montage van de bouwplaat kunnen worden afgebroken.
Wanneer de planken van de constructieplaat worden afgebroken, er is een laatste inspectiefase van de PCB-fabricage:
De planken worden gecontroleerd op algemene reinheid om er zeker van te zijn dat er geen scherpe randen zijn, bramen, of andere fabricagerisico's
Een visuele inspectie kan worden gestuurd, indien nodig, om ervoor te zorgen dat borden voldoen aan de industriespecificaties en overeenkomen met de details die in de gegevens zijn vastgelegd: de technicus kan de visuele inspectie ook gebruiken om de fysieke afmetingen en de gatafmetingen van de PCB te verifiëren, indien nodig.
Slots, afschuiningen, afschuiningen, en verzinkboren worden toegevoegd tijdens het frees- en fabricageproces, als nodig
Als dat mogelijk is, eventuele kortsluitingen worden gerepareerd - de kortgesloten printplaten worden vervolgens opnieuw getest met dezelfde elektrische betrouwbaarheidstests van bovenaf.
Kies MOKO-technologie voor PCB-productieservice
Zoals hierboven vermeld, er zijn veel stappen betrokken bij de fabricage van PCB's, elke stap moet correct worden uitgevoerd om de hoge kwaliteit van het product te waarborgen, elke kleine fout kan de prestaties van printplaten beïnvloeden. Daarom, als u niet goed thuis bent in de fabricage van PCB's, u kunt ervoor kiezen om PCB-productiediensten uit te besteden aan een betrouwbare PCB-fabrikant. MOKO-technologie, met jarenlange ervaring in de branche, is een leider geworden in het leveren van PCB-productiediensten die voldoen aan de behoeften van klanten in verschillende industrieën. Onze ultramoderne faciliteiten, geavanceerde PCB-fabricagetechnologie, en ervaren team zorgen ervoor dat elke geproduceerde PCB van de hoogste kwaliteit is en voldoet aan de strengste normen. Bovendien, we bieden een scala aan aanpassingsmogelijkheden om tegemoet te komen aan de specifieke behoeften van elke klant. Neem contact op om nu uw PCB-productieproject te starten!
