Printplaat (PCB) is die hoeksteen van byna alle elektroniese toestelle. Hierdie wonderlike PCB kan gevind word in baie gevorderde en basiese elektronika, insluitend Android -fone, skootrekenaars, rekenaars, sakrekenaars, slimhorlosies en meer. In ‘n baie basiese taal is ‘n PCB ‘n bord wat elektroniese seine na ‘n toestel stuur, wat die elektriese prestasie en vereistes van die toestel deur die ontwerper stel.

Die PCB bestaan ​​uit ‘n substraat gemaak van FR-4-materiaal en koperbane deur die kring met seine deur die bord.

Voor die ontwerp van die PCB, moet die elektroniese stroombaanontwerper die PCB -vervaardigingswerkswinkel besoek om die kapasiteit en beperkings van PCB -vervaardiging ten volle te verstaan. Fasiliteite. Dit is belangrik omdat baie PCB -ontwerpers nie bewus is van die beperkings van PCB -vervaardigingsfasiliteite nie en wanneer hulle ‘n ontwerpdokument na ‘n PCB -vervaardigingswinkel/fasiliteit stuur, keer hulle terug en versoek veranderinge om aan die kapasiteit/perke van die PCB -vervaardigingsproses te voldoen. As die kringontwerper egter werk vir ‘n onderneming wat nie ‘n eie PCB-vervaardigingswinkel het nie, en die onderneming die werk aan ‘n buitelandse PCB-vervaardigingsaanleg uitkontrakteer, moet die ontwerper die vervaardiger aanlyn kontak en perke of spesifikasies vra as maksimum koperplaatdikte per minuut, maksimum aantal lae, minimum opening en maksimum grootte van PCB -panele.

In hierdie artikel fokus ons op die vervaardigingsproses van die PCB, dus sal hierdie artikel nuttig wees vir kringontwerpers om die vervaardigingsproses van PCB geleidelik te verstaan ​​om ontwerpfoute te vermy.

PCB vervaardigingsproses stappe

Stap 1: PCB -ontwerp en GERBER -lêers

< p> Kringontwerpers teken skematiese diagramme in CAD -sagteware vir die uitleg van PCB -ontwerp. Die ontwerper moet met die PCB -vervaardiger koördineer oor die sagteware wat gebruik word om die PCB -ontwerp uit te lê, sodat daar geen verenigbaarheidskwessies is nie. Die gewildste CAD PCB -ontwerp sagteware is Altium Designer, Eagle, ORCAD en Mentor PADS.

Nadat die PCB -ontwerp vir vervaardiging aanvaar is, sal die ontwerper ‘n lêer genereer uit die PCB -vervaardiger se aanvaarde ontwerp. Hierdie lêer word ‘n GERBER -lêer genoem. Gerber -lêers is standaardlêers wat deur die meeste PCB -vervaardigers gebruik word om komponente van die PCB -uitleg te vertoon, soos koperopsporingslae en sweismaskers. Gerber -lêers is 2D -vektorbeeldlêers. Die uitgebreide Gerber bied perfekte uitset.

Die sagteware het deur gebruiker/ontwerper gedefinieerde algoritmes met sleutelelemente soos spoorwydte, plaatrandafstand, spoor- en gatafstand, en gatgrootte. Die algoritme word deur die ontwerper uitgevoer om te kyk of daar foute in die ontwerp is. Nadat die ontwerp bekragtig is, word dit na die PCB -vervaardiger gestuur waar dit vir DFM nagegaan word. DFM (Manufacturing Design) tjeks word gebruik om minimum toleransies vir PCB -ontwerpe te verseker.

< b&gt; Stap 2: GERBER na foto

Die spesiale drukker wat gebruik word om PCB -foto’s af te druk, word ‘n plotter genoem. Hierdie plotters sal stroombane op film druk. Hierdie films word gebruik om PCBS voor te stel. Plotters is baie akkuraat in druktegnieke en kan baie gedetailleerde PCB -ontwerpe verskaf.

Die plastiekblad wat van die plotter verwyder is, is ‘n PCB met swart ink gedruk. In die geval van die binneste laag stel die swart ink die geleidende koperspoor voor, terwyl die leë deel die nie-geleidende deel is. Aan die ander kant, vir die buitenste laag, word die swart ink weggeëts en die leë gebied vir die koper gebruik. Hierdie films moet behoorlik gestoor word om onnodige kontak of vingerafdrukke te vermy.

Elke laag het sy eie film. Die sweismasker het ‘n aparte film. Al hierdie films moet in lyn gebring word om PCB -belyning te trek. Hierdie PCB -belyning word bereik deur die werkbank aan te pas waarby die film pas, en optimale belyning kan bereik word na geringe kalibrasie van die werkbank. Hierdie films moet uitlyngate hê om mekaar akkuraat te hou. Die opspeldpen pas in die opsporingsgat.

Stap 3: Binne druk: fotoresis en koper

Hierdie fotografiese films word nou op koperfoelie gedruk. Die basiese struktuur van ‘n PCB is gemaak van laminaat. Die kernmateriaal is epoksihars en glasvesel wat die basismateriaal genoem word. Die laminaat ontvang die koper waaruit die PCB bestaan. Die substraat bied ‘n kragtige platform vir PCBS. Albei kante is bedek met koper. Die proses behels die verwydering van koper om die ontwerp van die film te onthul.

Dekontaminasie is belangrik vir die skoonmaak van PCBS van koperlaminate. Maak seker dat daar geen stofdeeltjies op die PCB is nie. Andersins kan die kring kort of oop wees

Fotoresist film word nou gebruik. Fotoresist is gemaak van fotosensitiewe chemikalieë wat verhard word wanneer ultravioletstraling toegedien word. Daar moet verseker word dat fotografiese film en fotoresist film presies ooreenstem.

Hierdie fotografiese en fotolitografiese films word aan die laminaat vasgemaak deur penne vas te maak. Nou word ultravioletstraling toegedien. Die swart ink op fotografiese film blokkeer ultraviolet lig, waardeur die koper daaronder voorkom word en die fotoresis onder die spore van swart ink nie verhard word nie. Die deursigtige gebied word blootgestel aan UV -lig, wat die oortollige fotoresis wat verwyder sal word, verhard.

Die plaat word dan skoongemaak met ‘n alkaliese oplossing om oortollige fotoresist te verwyder. Die printplaat sal nou droog word.

PCBS kan nou die koperdrade bedek wat gebruik word om stroombane met korrosie -afweermiddels te maak. As die bord twee lae het, word dit gebruik om te boor, anders word meer stappe gedoen.

Stap 4: Verwyder ongewenste koper

Gebruik ‘n kragtige koperoplosmiddel om oortollige koper te verwyder, net soos ‘n alkaliese oplossing oortollige fotoresist verwyder. Die koper onder die geharde fotoresis sal nie verwyder word nie.

Die nou verharde fotoresis sal verwyder word om die nodige koper te beskerm. Dit word gedoen deur die PCB met ‘n ander oplosmiddel af te was.

Stap 5: Laairigting en optiese inspeksie

Nadat al die lae voorberei is, pas dit in lyn met mekaar. Dit kan gedoen word deur die registrasiegat te stamp soos beskryf in die vorige stap. Tegnici plaas al die lae in ‘n masjien wat ‘optiese pons’ genoem word. Hierdie masjien maak gate akkuraat.

Die aantal lae wat geplaas is en foute wat voorkom, kan nie omgekeer word nie.

‘N Outomatiese optiese detektor gebruik ‘n laser om defekte op te spoor en die digitale beeld met ‘n Gerber -lêer te vergelyk.

Stap 6: Voeg lae en bindings by

In hierdie stadium word al die lae, insluitend die buitenste laag, aan mekaar vasgeplak. Alle lae word bo -op die substraat gestapel.

Die buitenste laag is gemaak van veselglas wat “vooraf geïmpregneer” is met ‘n epoxyhars wat vooraf geïmpregneer word. Die bokant en onderkant van die substraat sal bedek wees met dun koperlae wat met koper spoorlyne geëts is.

Tafel van swaar staal met metaalklemme om lae te bind/druk. Hierdie lae word styf aan die tafel vasgemaak om beweging tydens kalibrasie te voorkom.

Installeer die prepreg -laag op die kalibreringstafel, installeer die substraatlaag daarop en plaas die koperplaat. Meer prepreg -borde word op ‘n soortgelyke manier geplaas, en uiteindelik voltooi die aluminiumfoelie die stapel.

Die rekenaar sal die proses van die pers outomatiseer, die stapel verhit en dit teen ‘n beheerde snelheid afkoel.

Nou sal tegnici die pen en drukplaat verwyder om die verpakking oop te maak.

Stap 7: Boor gate

Nou is dit tyd om gate in gestapelde PCBS te boor. Met presisieboorpunte kan u gate met ‘n deursnee van 100 mikron bereik met ‘n hoë presisie. Die byt is pneumaties en het ‘n spilsnelheid van ongeveer 300K RPM. Maar selfs met die snelheid neem die boorproses tyd, want elke gat neem tyd om perfek te boor. Akkurate identifisering van die bisposisie met X-straal-gebaseerde identifiseerders.

Boorlêers word ook op ‘n vroeë stadium deur die PCB -ontwerper vir die PCB -vervaardiger gegenereer. Hierdie boorlêer bepaal die minuut beweging van die boor en bepaal die ligging van die boor.Hierdie gate sal nou deur gate en gate bedek word.

Stap 8: Platering en koperafsetting

Na deeglike skoonmaak word die PCB -paneel nou chemies gedeponeer. Gedurende hierdie tyd word dun lae (1 mikron dik) koper op die oppervlak van die paneel neergelê. Koper vloei in die boorgat in. Die mure van die gate is heeltemal koper. Die hele proses van dip en verwyder word deur ‘n rekenaar beheer

Stap 9: Beeld die buitenste laag

Soos met die binneste laag, word ‘n fotoresis op die buitenste laag aangebring, die prepreg -paneel en die swart inkfilm wat nou verbind is, het nou in die geel kamer gebars met ultraviolet lig. Fotoresist verhard. Die paneel word nou met ‘n masjien gewas om die verhardingsresistent te verwyder wat beskerm word deur die ondeursigtigheid van die swart ink.

Stap 10: Buitenste laag bedek:

‘N Gegalvaniseerde plaat met ‘n dun koperlaag. Na die aanvanklike koperlaag word die paneel geblik om koper wat op die plaat oorgebly het, te verwyder. Blik tydens die etsfase verhoed dat die vereiste gedeelte van die paneel deur koper verseël word. Ets verwyder ongewenste koper uit die paneel.

Stap 11: Ets

Ongewenste koper en koper word uit die oorblywende weerstandlaag verwyder. Chemikalieë word gebruik om oortollige koper skoon te maak. Tin, aan die ander kant, dek die benodigde koper. Dit lei nou uiteindelik tot die korrekte verbinding en spoor

Stap 12: Toediening van lasmasker

Maak die paneel skoon en die blokkeer die epoksied soldeerblokkie om die paneel. UV -straling word op die plaat aangebring deur die lasmasker fotografiese film. Die bedekte gedeelte bly ongehard en sal verwyder word. Plaas nou die printplaat in die oond om die soldeerfilm te herstel.

Stap 13: Oppervlaktebehandeling

HASL (Hot Air Solder Leveling) bied ekstra soldeermoontlikhede vir PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) bied goud onderdompeling en silwer onderdompeling HASL. HASL bied selfs pads. Dit lei tot oppervlakafwerking.

Stap 14: Zeefdruk

< p>

PCBS is in die finale fase en aanvaar inkjet druk/skryf op die oppervlak. Dit word gebruik om belangrike inligting met betrekking tot die PCB voor te stel.

Stap 15: Elektriese toets

Die laaste fase is die elektriese toets van die finale PCB. Die outomatiese proses verifieer die funksie van die PCB om by die oorspronklike ontwerp te pas. By RayPCB bied ons vliegnaaldtoetse of naelbedtoetse aan.

Stap 16: Ontleed

Die laaste stap is om die bord van die oorspronklike paneel af te sny. Die router word hiervoor gebruik deur klein etikette langs die rande van die bord te skep, sodat die bord maklik uit die paneel geslinger kan word.