Друкаваная плата (Друкаваная плата) з’яўляюцца краевугольным каменем амаль усіх электронных прылад. Гэтыя дзіўныя друкаваныя платы можна знайсці ў многіх перадавых і базавых электроніках, у тым ліку тэлефонах Android, наўтбуках, кампутарах, калькулятарах, разумных гадзінах і інш. Кажучы простай мовай, друкаваная плата – гэта плата, якая накіроўвае электронныя сігналы ў прыладу, што прыводзіць да таго, што дызайнер устанаўлівае электрычныя характарыстыкі і патрабаванні да прылады.

Друкаваная плата складаецца з падкладкі з матэрыялу FR-4 і медных шляхоў па ўсёй схеме з сігналамі па ўсёй плаце.

Перад праектаваннем друкаванай платы канструктар электронных схем павінен наведаць майстэрню па вытворчасці друкаваных плат, каб цалкам зразумець магчымасці і абмежаванні вытворчасці друкаваных поплаткаў. Паслугі. Гэта важна, таму што многія дызайнеры друкаваных поплаткаў не ведаюць аб абмежаваннях вытворчасцей друкаваных поплаткаў, і калі яны адпраўляюць праектны дакумент у цэх/прадпрыемства па вытворчасці друкаваных плат, яны вяртаюцца і просяць аб унясенні змяненняў у адпаведнасць з магчымасцямі/абмежаваннямі працэсу вытворчасці друкаваных плат. Аднак, калі канструктар працуе на кампанію, у якой няма ўласнага цэха па вытворчасці друкаваных плат, і кампанія перадае працу на замежны завод па вытворчасці друкаваных плат, то канструктар павінен звязацца з вытворцам у Інтэрнэце і папрасіць абмежаванні або спецыфікацыі, напрыклад як максімальная таўшчыня меднай пласціны ў хвіліну, максімальная колькасць слаёў, мінімальная апертура і максімальны памер друкаваных поплаткаў.

У гэтым дакуменце мы засяродзімся на працэсе вытворчасці друкаванай платы, таму гэтая праца будзе карыснай для дызайнераў схем, каб паступова зразумець працэс вытворчасці друкаванай платы, каб пазбегнуць памылак пры праектаванні.

Этапы вытворчасці друкаванай платы

Крок 1: Дызайн друкаванай платы і файлы GERBER

< р> Канструктары схем малююць схематычныя схемы ў праграмным забеспячэнні САПР для макета друкаванай платы. Канструктар павінен узгадніць з вытворцам друкаванай платы праграмнае забеспячэнне, якое выкарыстоўваецца для выкладання канструкцыі друкаванай платы, каб не ўзнікала праблем з сумяшчальнасцю. Самае папулярнае праграмнае забеспячэнне для дызайну CAD PCB – гэта Altium Designer, Eagle, ORCAD і Mentor PADS.

Пасля таго, як канструкцыя друкаванай платы была прынята да вытворчасці, канструктар сфармуе файл з прынятай канструкцыі вытворцы друкаванай платы. Гэты файл называецца файлам GERBER. Файлы Gerber – гэта стандартныя файлы, якія выкарыстоўваюцца большасцю вытворцаў друкаваных поплаткаў для адлюстравання кампанентаў макета друкаванай платы, такіх як медзяныя пласты адсочвання і зварачныя маскі. Файлы Gerber – гэта 2D -файлы з вектарнымі малюнкамі. Пашыраны Gerber забяспечвае выдатны выхад.

Праграмнае забеспячэнне мае алгарытмы, вызначаныя карыстальнікам/дызайнерам, з такімі ключавымі элементамі, як шырыня дарожкі, адлегласць паміж пласцінамі, траса і адтуліна, а таксама памер адтуліны. Дызайнер запускае алгарытм, каб праверыць наяўнасць памылак у праектаванні. Пасля праверкі канструкцыі яна адпраўляецца вытворцу друкаваных плат, дзе правяраецца на DFM. Праверкі DFM (Manufacturing Design) выкарыстоўваюцца для забеспячэння мінімальных дапушчэнняў для канструкцый друкаваных плат.

< b&gt; Крок 2: ГЕРБЕР да фатаграфіі

Спецыяльны прынтэр, які выкарыстоўваецца для друку фатаграфій з друкаванай платы, называецца плотарам. Гэтыя плотары будуць друкаваць друкаваныя платы на плёнцы. Гэтыя плёнкі выкарыстоўваюцца для малюнка PCBS. Плоттары вельмі дакладныя ў тэхніцы друку і могуць даць вельмі падрабязную канструкцыю друкаванай платы.

Пластыкавы ліст, зняты з плотара, уяўляе сабой друкаваную плату, надрукаваную чорнымі чарніламі. У выпадку з унутраным пластом чорная фарба ўяўляе сабой токаправодную медную дарожку, у той час як чыстая частка з’яўляецца неправоднай часткай. З іншага боку, для вонкавага пласта чорныя чарніла будуць вытраўлены, а чыстая вобласць будзе выкарыстоўвацца для медзі. Гэтыя плёнкі трэба захоўваць належным чынам, каб пазбегнуць непатрэбных кантактаў або адбіткаў пальцаў.

Кожны пласт мае сваю плёнку. Зварачная маска мае асобную плёнку. Усе гэтыя плёнкі павінны быць выраўнаваны разам, каб выраўнаваць друкаваную плату. Гэта выраўноўванне друкаванай платы дасягаецца шляхам рэгулявання варштата, да якога падыходзіць плёнка, а аптымальнага выраўноўвання можна дасягнуць пасля нязначнай каліброўкі варштата. Гэтыя плёнкі павінны мець адтуліны для выраўноўвання, каб дакладна ўтрымліваць адзін аднаго. Размяшчальны штыфт змяшчаецца ў адтуліну.

Крок 3: Унутраная друк: фотарэзіст і медзь

Гэтыя фатаграфічныя плёнкі зараз друкуюцца на меднай фальзе. Асноўная структура друкаванай платы зроблена з ламінату. Асноўны матэрыял – эпаксідная смала і шкловалакно, званыя асноўнымі. Ламінат атрымлівае медзь, якая складае друкаваную плату. Субстрат забяспечвае магутную платформу для PCBS. Абодва бакі пакрытыя меддзю. Працэс прадугледжвае выдаленне медзі, каб раскрыць дызайн плёнкі.

Дэзактывацыя важная для ачысткі ПХБ ад медных ламінатаў. Пераканайцеся, што на друкаванай плаце няма часціц пылу. У адваротным выпадку ланцуг можа быць кароткай або адкрытай

Зараз выкарыстоўваецца плёнка з фотарэзістам. Фотарэзіст выраблены з святлоадчувальных хімічных рэчываў, якія зацвярджаюцца пры ўльтрафіялетавым выпраменьванні. Трэба гарантаваць, што фатаграфічная плёнка і фотарэзіст дакладна супадаюць.

Гэтыя фатаграфічныя і фоталітаграфічныя плёнкі мацуюцца да ламінату шляхам фіксацыі шпілек. Цяпер прымяняецца ультрафіялетавае выпраменьванне. Чорныя чарніла на фотаплёнцы перакрыюць ультрафіялет, тым самым прадухіляючы медзь пад імі і не ўмацоўваючы фотарэзіст пад слядамі чорных чарнілаў. Празрыстая вобласць будзе падвяргацца ўздзеянню УФ -святла, тым самым зацвярдзеючы лішак фотарэзіста, які будзе выдалены.

Затым пласціну чысцяць шчолачным растворам, каб выдаліць лішкі фотарэзісту. Цяпер плата высахне.

PCBS цяпер можа пакрываць медныя драты, якія выкарыстоўваюцца для стварэння ланцугоў, з дапамогай сродкаў ад карозіі. Калі дошка складаецца з двух слаёў, яна будзе выкарыстоўвацца для свідравання, інакш будзе зроблена больш крокаў.

Крок 4: Выдаліце ​​непатрэбную медзь

Выкарыстоўвайце магутны раствор меднага растваральніка для выдалення лішку медзі, як шчолачны раствор выдаляе лішкі фотарэзіста. Медзь пад загартаваным фотарэзістам выдаляцца не будзе.

Зацвярдзелы фотарэзіст будзе выдалены, каб абараніць неабходную медзь. Гэта робіцца змываннем друкаванай платы іншым растваральнікам.

Крок 5: Выраўноўванне пласта і аптычны агляд

Пасля таго, як усе пласты падрыхтаваны, яны выраўноўваюцца паміж сабой. Гэта можна зрабіць шляхам штампоўкі рэгістрацыйнай ямы, як апісана ў папярэднім кроку. Тэхнікі змяшчаюць усе пласты ў машыну, якая называецца “аптычны перфаратар”. Гэтая машына дакладна праб’е адтуліны.

Колькасць размешчаных слаёў і якія ўзнікаюць памылкі немагчыма адмяніць.

Аўтаматычны аптычны дэтэктар будзе выкарыстоўваць лазер для выяўлення дэфектаў і параўнання лічбавага малюнка з файлам Гербера.

Крок 6: Дадайце пласты і прывязкі

На гэтым этапе ўсе пласты, у тым ліку і знешні, склейваюцца. Усе пласты будуць укладвацца зверху на падкладку.

Вонкавы пласт зроблены са шкловалакна, “папярэдне прасякнутага” эпаксіднай смалой, званай папярэдне прасякнутай. Верх і ніз падкладкі будуць пакрытыя тонкімі меднымі пластамі, выгравіраванымі меднымі лініямі.

Цяжкі сталёвы стол з металічнымі заціскамі для склейвання/прэсавання слаёў. Гэтыя пласты шчыльна мацуюцца да стала, каб пазбегнуць перамяшчэння падчас каліброўкі.

Усталюйце пласт препрега на каліброўку, затым накладзеце на яго пласт падкладкі, а затым пакладзеце медную пласціну. Аналагічным чынам размяшчаюцца дадатковыя пліты з прэпрэгу, і, нарэшце, алюмініевая фальга завяршае кладку.

Кампутар аўтаматызуе працэс прэса, награваючы стос і астуджаючы яго з кантраляванай хуткасцю.

Цяпер тэхнікі здымуць штыфт і пласціну, каб адкрыць пакет.

Крок 7: Прасвідруйце адтуліны

Цяпер прыйшоў час прасвідраваць адтуліны ў складзеных друкаваных платах. Дакладныя свердзела дазваляюць дасягнуць адтулін дыяметрам 100 мкм з высокай дакладнасцю. Біта з’яўляецца пнеўматычнай і мае хуткасць кручэння шпіндзеля каля 300 тыс. Абаротаў у хвіліну. Але нават з такой хуткасцю працэс свідравання патрабуе часу, таму што кожнае адтуліну патрабуе часу для ідэальнага свідравання. Дакладная ідэнтыфікацыя бітавага становішча з дапамогай рэнтгенаўскіх ідэнтыфікатараў.

Файлы свідравання таксама ствараюцца дызайнерам друкаваных плат на ранняй стадыі для вытворцы друкаваных плат. Гэты файл свердзела вызначае хвіліннае перамяшчэнне сверла і вызначае месцазнаходжанне свердзела.Цяпер гэтыя адтуліны будуць пакрытыя скрозь адтуліны і адтуліны.

Крок 8: Ашалёўка і напыленне медзі

Пасля дбайнай ачысткі панэль друкаванай платы зараз хімічна асядае. За гэты час тонкія пласты медзі (таўшчынёй 1 мікрон) адкладаюцца на паверхні панэлі. Медзь паступае ў свідравіну. Сценкі адтулін цалкам медна пакрытыя. Увесь працэс апускання і выдалення кантралюецца кампутарам

Крок 9: Выявіце знешні пласт

Як і ва ўнутраным пласце, да вонкавага пласта наносіцца фотарэзіст, панэль препрега і чорная чарнільная плёнка, злучаныя разам, цяпер прарваліся ў жоўтым пакоі ўльтрафіялетавым святлом. Фотарэзіст дубянее. Цяпер панэль мыецца ў машыне, каб выдаліць застываючы супраціў, абаронены непразрыстасцю чорных чарнілаў.

Крок 10: Пакрыццё вонкавага пласта:

Гальванічная пласціна з тонкім слоем медзі. Пасля першапачатковага меднага пакрыцця панэль лудзіцца, каб выдаліць медзь, якая засталася на пліце. Волава на этапе тручэння не дазваляе герметызаваць неабходную частку панэлі меддзю. Тручэнне выдаляе непатрэбную медзь з панэлі.

Крок 11: Вытравіць

Непатрэбная медзь і медзь будуць выдалены з рэшткавага пласта супраціву. Для ачышчэння лішку медзі выкарыстоўваюцца хімічныя рэчывы. Волава, наадварот, пакрывае неабходную медзь. Цяпер гэта, нарэшце, прыводзіць да правільнага злучэння і дарожкі

Крок 12: Нанясенне зварачнай маскі

Ачысціце панэль, і эпаксідная прыпой чарніламі пакрые панэль. Ультрафіялетавае выпраменьванне падаецца на пласціну праз зварную маску фатаграфічнай плёнкі. Накладзеная частка застаецца незацвярдзелай і будзе выдалена. Цяпер пастаўце друкаваную плату ў духоўку, каб адрамантаваць паяльную плёнку.

Крок 13: Апрацоўка паверхні

HASL (Hot Air Solder Leveling) забяспечвае дадатковыя магчымасці паяння для PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) прапануе пагружэнне ў золата і срэбра HASL. HASL забяспечвае роўныя калодкі. Гэта прыводзіць да аздаблення паверхні.

Крок 14: Трафарэтная друк

< р>

PCBS знаходзяцца на апошняй стадыі і прымаюць струйную друк/запіс на паверхні. Гэта выкарыстоўваецца для прадстаўлення важнай інфармацыі, звязанай з друкаванай платай.

Крок 15: Электрычныя выпрабаванні

Заключны этап – электрычнае выпрабаванне канчатковай друкаванай платы. Аўтаматычны працэс правярае функцыянальнасць друкаванай платы ў адпаведнасці з арыгінальным дызайнам. У RayPCB мы прапануем тэставанне лятучых іголак або тэсціраванне ногцевага ложа.

Крок 16: Прааналізуйце

Апошні крок – выразаць пласціну з арыгінальнай панэлі. Маршрутызатар выкарыстоўваецца для гэтай мэты шляхам стварэння невялікіх пазнак па краях платы, каб плату можна было лёгка выкінуць з панэлі.