Wstęp
PCB (płytki z obwodami drukowanymi) stanowią podstawę współczesnych urządzeń elektronicznych, począwszy od urządzeń przenośnych, takich jak telefony komórkowe, po zaawansowane technologie statków kosmicznych. Są niezbędne do łączenia elementów elektronicznych i zapewniania stabilnej platformy do ich działania. Produkcja PCB to złożony proces składający się z kilku skomplikowanych etapów, a każdy krok jest kluczowy i wymaga skrupulatnej dbałości o szczegóły, aby zapewnić wolne od wad płytki obwodów drukowanych. Proces rozpoczyna się od fazy projektowania i przeglądu, za pomocą projektowanie wspomagane komputerowo, (CHAM) narzędzia do Projekt płytki PCB, i trwa do momentu wyprodukowania płytki. Aby zwiększyć wydajność i zmniejszyć ryzyko błędu ludzkiego, wdrażane są techniki sterowane komputerowo i sterowane maszynowo, aby uniknąć niekompletnych lub zwarć. Aby zagwarantować wysoką jakość, deski przechodzą rygorystyczne testy na różnych etapach produkcji, łącznie z testami końcowymi jako kompletne płyty, przed zapakowaniem i wysłaniem do dostawy.
Proces produkcji PCB - krok po kroku
Krok 1: Zaprojektuj płytkę drukowaną
Pierwszym krokiem dla każdej produkcji PCB jest wykonanie projektu. Produkcja i projektowanie PCB zawsze zaczyna się od jakiegoś planu. Projektant w razie potrzeby opracowuje projekt płytki PCB, która spełnia wszystkie wymagania. Po zakodowaniu projektu PCB przez oprogramowanie, wszystkie różne aspekty i części projektu są ponownie sprawdzane, aby upewnić się, że nie ma błędów.
Po zakończeniu kontroli przez projektanta, gotowy projekt PCB jest wysyłany do zakładu produkcyjnego PCB, aby można było zbudować PCB. Po przyjeździe, plan projektu PCB jest wykonywany z drugą kontrolą producenta, znany jako Projekt dla produkcji (DFM) sprawdzać. Prawidłowa kontrola DFM potwierdza, że projekt PCB spełnia, przynajmniej, tolerancje wymagane do produkcji.
Krok 2: Drukuj projekt PCB
Po pomyślnym zakończeniu wszystkich kontroli, tenProjekt PCB można wydrukować. Niepodobny do innych planów, jak rysunki architektoniczne, Plany PCB nie są drukowane regularnie 8.5 x 11 kartka papieru. Zamiast, specjalna drukarka, znany jako drukarka ploterowa, jest używany. Drukarka ploterowa tworzy „film” z PCB. Jest to zasadniczo negatyw fotograficzny samej tablicy.
Wewnętrzne warstwy PCB charakteryzują się dwoma kolorami tuszu:
Przezroczysty atrament: Oznacza nieprzewodzące obszary PCB, takie jak podstawa z włókna szklanego.
Czarny atrament: Używany do obwodów i śladów miedzi na płytce drukowanej
Na zewnętrznych warstwach projektu PCB, ten trend jest odwrócony, czarny atrament odnosi się również do obszarów, w których miedź zostanie usunięta, a przezroczysty atrament odnosi się do linii ścieżek miedzi.
Każda warstwa PCB i towarzysząca jej maska lutownicza otrzymuje własny film, więc proste PCB dwuwarstwowe potrzebuje czterech arkuszy; po jednym dla każdej warstwy i po jednym dla dołączonej maski lutowniczej. Po wydrukowaniu filmu, są w kolejce i dziura, znany jako otwór rejestracyjny, jest przez nie przebijany. Otwór rejestracyjny służy jako przewodnik do dostosowania filmów w dalszej części procesu.
Krok 3: Wydrukuj miedź dla warstw wewnętrznych
Ten krok jest pierwszym krokiem w procesie, w którym producent PCB zaczyna rozwijać PCB. Po wydrukowaniu projektu PCB na kawałku laminatu, miedź jest następnie wstępnie łączona z tym samym kawałkiem laminatu, który pomaga w strukturze PCB. Miedź jest następnie odciskana, aby odsłonić wcześniejszy plan.
Kolejny, panel laminatu pokryty jest rodzajem światłoczułej folii zwanej oporem. Maska wykonana jest z warstwy fotoreaktywnych substancji chemicznych, które twardnieją po wystawieniu na działanie światła ultrafioletowego. Maska pozwala technikom uzyskać idealne dopasowanie między zdjęciami planu a tym, co jest wydrukowane na fotorezyście.
Gdy opór i laminat są wyrównane za pomocą wcześniej wykonanych otworów, otrzymują podmuch światła ultrafioletowego. Światło ultrafioletowe przechodzi przez półprzezroczyste części filmu, utwardzanie fotorezystu. Wskazuje to obszary miedzi, które mają być zachowane jako ścieżki. W przeciwieństwie, czarny atrament zapobiega przedostawaniu się światła do obszarów, które nie mają stwardnieć, aby można je było później usunąć.
Po przygotowaniu tablicy, jest myte roztworem alkalicznym, aby usunąć resztki fotorezystu. Deska jest następnie myta ciśnieniowo w celu usunięcia wszelkich pozostałości na powierzchni i pozostawiana do wyschnięcia. Po procesie suszenia, jedyny opór, który powinien pozostać na płytce drukowanej, znajduje się na wierzchu miedzi, która pozostaje częścią płytki drukowanej, gdy w końcu zostanie uwolniona. Technik przegląda płytki, aby upewnić się, że nie ma błędów. Jeśli nie ma błędów, potem przechodzimy do następnego kroku
Krok 4: Unikaj niepotrzebnej miedzi
Kolejnym etapem procesu produkcji PCB jest usunięcie niechcianej miedzi. Podobnie jak wcześniejszy roztwór alkaliczny, inny silny środek chemiczny jest używany do zjadania miedzi, która nie jest pokryta fotorezystem. Po usunięciu niezabezpieczonej miedzi, należy usunąć utwardzoną fotorezystę z wcześniejszego okresu, również.
Notatka: Jeśli chodzi o usuwanie niechcianej miedzi z PCB, cięższe płyty mogą wymagać większej ekspozycji na rozpuszczalnik lub więcej rozpuszczalnika miedzi.
Krok 5: Kontrola i wyrównanie warstw
Po indywidualnym wyczyszczeniu warstw PCB, są gotowe do inspekcji optycznej i wyrównania warstw. Wcześniejsze otwory służą do wyrównania warstwy zewnętrznej i wewnętrznej. Technik umieszcza warstwy na typie dziurkacza znanego jako stempel optyczny, aby wyrównać warstwy. Następnie dziurkacz optyczny wbija szpilkę przez otwory, aby ułożyć warstwy PCB.
Po optycznym dziurkaczu, inna maszyna przeprowadza inspekcję optyczną, aby upewnić się, że nie ma usterek. Ta kontrola optyczna jest niezwykle ważna, ponieważ po ułożeniu warstw, wszelkie istniejące błędy nie mogą być poprawione. Aby potwierdzić, że nie ma usterek, maszyna AOI porównuje płytkę drukowaną do kontroli z projektem Extended Gerber, który służy jako model producenta.
Po przejściu kontroli PCB — to znaczy, ani technik, ani maszyna AOI nie znalazła żadnych defektów — przechodzi do ostatnich kilku etapów produkcji PCB.
Krok 6: Laminuj warstwy PCB
Do tego w procesie produkcji PCB, wszystkie warstwy PCB są razem, czeka na laminację. Po potwierdzeniu, że warstwy są wolne od wad, są gotowe do połączenia. Proces laminowania PCB odbywa się w dwóch krokach: etap układania i etap laminowania.
Na zewnątrz PCB znajdują się gotowe kawałki włókna szklanego, które zostały wstępnie pokryte/nasączone żywicą epoksydową. Oryginalny kawałek podłoża jest również pokryty warstwą cienkiej folii miedzianej, która teraz zawiera wytrawione ślady miedzi. Gdy zewnętrzne i wewnętrzne warstwy są gotowe, nadszedł czas, aby je połączyć.
Wkładanie tych warstw odbywa się za pomocą metalowych zacisków na specjalnym stole prasowym. Każda warstwa dopasowuje się do stołu za pomocą specjalistycznej szpilki. Technik wykonujący proces laminowania rozpoczyna od nałożenia warstwy wstępnie powlekanej żywicy epoksydowej, która jest znana jako wstępnie impregnowana lub prepreg. W misce wyrównującej stołu. Jedna pojedyncza warstwa podłoża jest nakładana na wstępnie impregnowaną żywicę, a następnie warstwa folii miedzianej. Z kolei po folii miedzianej następują kolejne arkusze wstępnie impregnowanej żywicy, które są następnie wykańczane kawałkiem i ostatnim kawałkiem miedzi znanym jako płyta dociskowa.
Po umieszczeniu miedzianej płyty dociskowej, stos jest gotowy do mocnego wciśnięcia. Technik przenosi go do prasy mechanicznej i dociska warstwy razem. W ramach tego procesu, szpilki są następnie przebijane przez stos warstw, aby upewnić się, że są prawidłowo zamocowane.
Jeśli warstwy są prawidłowo zamocowane, stos PCB jest przenoszony do następnego naciśnięcia, prasa do laminowania. Prasa do laminowania wykorzystuje parę podgrzewanych płyt do wywierania nacisku i ciepła na stos warstw. Ciepło płyt zwykle topi żywicę epoksydową wewnątrz prepregu. To i nacisk prasy łączą się, aby połączyć stos warstw PCB razem.
Gdy warstwy PCB są dociśnięte do siebie, jest trochę rozpakowywania, które należy dokończyć. Technik musi usunąć wcześniej kołki i górną płytę dociskową, co następnie pozwala im wyciągnąć właściwą płytkę drukowaną za darmo.
Krok 7: Wiercenie
Przed procesem wiercenia, Do zlokalizowania miejsc wiertniczych służy aparat rentgenowski. Następnie, otwory prowadzące/rejestrujące są wiercone, aby można było zabezpieczyć stos PCB przed wywierceniem bardziej precyzyjnych otworów. Kiedy nadejdzie czas na wywiercenie tych otworów, do wykonania otworów używana jest sterowana komputerowo wiertarka, używanie pliku z projektu jako przewodnika.
Po zakończeniu wiercenia, każda dodatkowa miedź, która pozostała na krawędziach, jest spiłowana.
Krok 8: Poszycie PCB
Po przewierceniu panelu, jest gotowy do platerowania. Proces powlekania wykorzystuje substancję chemiczną do łączenia wszystkich różnych warstw PCB razem. Po dokładnym oczyszczeniu, PCB jest skąpany w szeregu chemikaliów. Część tego procesu kąpieli pokrywa panel warstwą miedzi o grubości mikrona, który osadza się na najwyższej warstwie iw otworach, które właśnie zostały wywiercone. Zanim otwory zostaną całkowicie wypełnione miedzią, służą po prostu do odsłonięcia podłoża z włókna szklanego, które stanowi wnętrze panelu. Kąpiel tych otworów w miedzi pokrywa ściany wcześniej wywierconych otworów.
Krok 9: Obrazowanie i powlekanie warstwy zewnętrznej
Wcześniej w procesie (Numer kroku 3), na panel PCB nałożono fotorezyst. W tym, czas nałożyć kolejną warstwę fotorezystu. jednak, tym razem fotorezyst nakłada się tylko na zewnętrzną warstwę, ponieważ nadal trzeba go zobrazować. Po powleczeniu zewnętrznych warstw fotorezystem i zobrazowaniu, są platerowane dokładnie w taki sam sposób, w jaki wewnętrzne warstwy płytki drukowanej zostały pokryte w poprzednim kroku. jednak, podczas gdy proces jest taki sam, zewnętrzne warstwy otrzymują poszycie z cyny, aby chronić miedź warstwy zewnętrznej;.
Krok 10: Ostatnia akwaforta
Kiedy przychodzi czas na ostatnie wytrawienie zewnętrznej warstwy, osłona z cyny służy do ochrony miedzi podczas procesu trawienia. Wszelka niepożądana miedź jest usuwana za pomocą tego samego rozpuszczalnika miedzi, który został wspomniany wcześniej, z cyną chroniącą cenną miedź obszaru trawienia.
Gdy cała niechciana miedź zostanie usunięta, Płytka została prawidłowo nawiązana i gotowa do zamaskowania lutu.
Krok 11: Zastosuj maskę lutowniczą
Aby panele były całkowicie gotowe do aplikacji soldermaski, mają zostać wyczyszczone. Po wyczyszczeniu paneli PCB, nakładana jest farba epoksydowa wraz z folią maski lutowniczej. Następnie płyty są piaskowane światłem ultrafioletowym w celu zaznaczenia niektórych części maski lutowniczej do usunięcia.
Po całkowitym usunięciu niepotrzebnych kawałków maski lutowniczej, PCB jest umieszczana w piekarniku i podgrzewana, aby maska lutownicza utwardziła się.
Krok 12: Zakończ PCB i sitodruk
W ramach procesu wykończeniowego, płytka jest pokryta srebrem, złoto, lub HASL, aby elementy można było przylutować do utworzonych podkładek i chronić miedź.
Po posrebrzaniu lub pozłacaniu PCB, jako niezbędne, jest sitodrukiem. Proces sitodruku drukuje wszystkie aktywne informacje na PCB, takie jak numery identyfikacyjne firmy, oznaczenia producenta, i etykiety ostrzegawcze.
Po pokryciu płytki drukowanej & sitodruk z poprawnymi informacjami, można go wysłać do końcowego etapu utwardzania.
Krok 13: Testowanie niezawodności energii elektrycznej
Po powleczeniu i utwardzeniu PCB (Jeśli to konieczne), technik wykonuje szereg testów elektrycznych na różnych obszarach PCB, aby zapewnić funkcjonalność. Głównymi wykonywanymi testami są testy izolacji i ciągłości obwodu. Test ciągłości obwodu sprawdza wszelkie przerwy w PCB, znany jako „otwiera”. Test izolacji obwodu, z drugiej strony, sprawdza wartości izolacji różnych części PCB w celu sprawdzenia, czy nie ma zwarć. Podczas gdy testy elektryczne istnieją głównie po to, aby upewnić się, że działają,, działają również jako test tego, jak dobrze początkowy projekt płytki PCB sprostał procesowi produkcyjnemu.
Istnieją inne testy, które można wykorzystać do określenia, czy PCB jest w pełni sprawna. Jednym z nielicznych głównych testów wykorzystywanych do tego celu jest test „łoża gwoździ”. Podczas tego testu, liczne uchwyty sprężynowe są przymocowane do punktów testowych na płytce drukowanej. Uchwyty sprężynowe poddają następnie punkty testowe na płytce drukowanej do 200 gramów nacisku, aby zobaczyć, jak dobrze PCB wytrzymuje kontakt pod wysokim ciśnieniem w punktach testowych.
Jeśli płytka PCB całkowicie przeszła testy niezawodności elektrycznej i wszelkie inne testy, które producent zdecyduje się wdrożyć, można przejść do następnego kroku: ciąć.
Krok 14: Cięcie i profilowanie
Ostatnim etapem procesu produkcji PCB jest cięcie i nacinanie PCB. Wiąże się to z wycięciem różnych płytek drukowanych z oryginalnego panelu. Płytki PCB można wyciąć z oryginalnych paneli na dwa sposoby:
Korzystanie z V-fugi, który wycina ukośny kanał wzdłuż boków deski
Korzystanie z routera lub maszyny CNC, który wycina małe zakładki wokół krawędzi PCB.
Tak czy inaczej, Twoja płytka drukowana będzie mogła łatwo uwolnić się od paneli konstrukcyjnych.
Normalnie, Panele PCB mają większe tablice lub pojedyncze płytki, jeśli dotyczy, nacięte i wycięte, aby można je było odłamać od płyty konstrukcyjnej po ich złożeniu.
Kiedy deski zostaną odłamane od płyty konstrukcyjnej, jest końcowa faza kontroli produkcji PCB,:
Deski są sprawdzane pod kątem ogólnej czystości, aby upewnić się, że nie ma ostrych krawędzi, zadziory, lub inne zagrożenia produkcyjne
Można skierować inspekcję wizualną, jeśli to konieczne, aby upewnić się, że płyty spełniają specyfikacje branżowe i odpowiadają szczegółom przedstawionym w danych: technik może również skorzystać z kontroli wizualnej, aby w razie potrzeby zweryfikować wymiary fizyczne i rozmiary otworów płytki drukowanej;.
Automaty, fazowania, skosy, a pogłębiacze są dodawane podczas procesu trasowania i wytwarzania, jako niezbędne
Jeśli to możliwe, wszelkie zwarcia są naprawiane — zwarte płytki są następnie ponownie testowane przy użyciu tych samych testów niezawodności elektrycznej powyżej.
Wybierz technologię MOKO do usługi produkcji PCB
Jak podano powyżej, produkcja PCB obejmuje wiele etapów, każdy krok musi być wykonany prawidłowo, aby zapewnić wysoką jakość produktu, każdy drobny błąd może mieć wpływ na działanie płytek drukowanych. W związku z tym, jeśli nie jesteś dobrze zorientowany w produkcji PCB, możesz zdecydować się na outsourcing usług produkcji PCB do niezawodnego producenta PCB. Technologia MOKO, z wieloletnim doświadczeniem w branży, stała się liderem w świadczeniu usług produkcji PCB, które spełniają potrzeby klientów z różnych branż. Nasze najnowocześniejsze obiekty, zaawansowana technologia produkcji PCB, i doświadczony zespół zapewniają, że każda wyprodukowana płytka PCB jest najwyższej jakości i spełnia najsurowsze normy. dodatkowo, oferujemy szereg opcji dostosowywania, aby zaspokoić specyficzne potrzeby każdego klienta. Skontaktuj się z nami aby rozpocząć projekt produkcji PCB już teraz!
