Печатна платка (PCB) са крайъгълният камък на почти всички електронни устройства. Тези невероятни платки могат да бъдат намерени в много напреднали и основни електроники, включително телефони с Android, лаптопи, компютри, калкулатори, интелигентни часовници и др. На много основен език, печатната платка е платка, която насочва електронни сигнали в устройство, което води до електрическите характеристики и изискванията на устройството, зададени от дизайнера.

ПХБ се състои от субстрат, изработен от материал FR-4 и медни пътеки по цялата верига със сигнали по цялата платка.

Преди проектирането на печатни платки, дизайнерът на електронни схеми трябва да посети цеха за производство на печатни платки, за да разбере напълно капацитета и ограниченията на производството на печатни платки. Съоръжения. Това е важно, тъй като много дизайнери на печатни платки не са наясно с ограниченията на производствените мощности на печатни платки и когато изпращат проектни документи до цех/съоръжение за производство на печатни платки, те се връщат и искат промени, за да отговорят на капацитета/ограниченията на производствения процес на печатни платки. Въпреки това, ако дизайнерът на вериги работи за компания, която няма вътрешен цех за производство на печатни платки и компанията възлага работата на чуждестранен завод за производство на печатни платки, тогава дизайнерът трябва да се свърже с производителя онлайн и да поиска ограничения или спецификации като като максимална дебелина на медната плоча на минута, максимален брой слоеве, минимален отвор и максимален размер на ПХБ панелите.

В този документ ще се съсредоточим върху процеса на производство на печатни платки, така че този документ ще бъде полезен за дизайнерите на схеми постепенно да разберат процеса на производство на печатни платки, за да избегнат грешки при проектирането.

Етапи на производствения процес на печатни платки

Стъпка 1: Дизайн на печатни платки и GERBER файлове

< p&gt; Дизайнерите на схеми изчертават схематични диаграми в CAD софтуер за оформление на печатни платки. Проектантът трябва да се съгласува с производителя на печатни платки относно софтуера, използван за изготвяне на дизайна на печатни платки, така че да няма проблеми със съвместимостта. Най -популярният софтуер за проектиране на CAD PCB е Altium Designer, Eagle, ORCAD и Mentor PADS.

След като дизайнът на печатни платки е приет за производство, дизайнерът ще генерира файл от приетия дизайн на производителя на печатни платки. Този файл се нарича GERBER файл. Gerber файловете са стандартни файлове, използвани от повечето производители на печатни платки за показване на компоненти от оформлението на печатни платки, като медни слоеве за проследяване и заваръчни маски. Gerber файловете са 2D файлове с векторни изображения. Разширеният Gerber осигурява перфектен изход.

Софтуерът има дефинирани от потребителя/дизайнера алгоритми с ключови елементи, като ширина на коловоза, разстояние между ръбовете на плочите, следи и разстояния между отворите и размер на отвора. Алгоритъмът се изпълнява от дизайнера, за да провери за грешки в дизайна. След като проектът е валидиран, той се изпраща до производителя на печатни платки, където се проверява за DFM. DFM (Manufacturing Design) проверки се използват, за да се гарантират минимални допустими отклонения за дизайна на печатни платки.

< b&gt; Стъпка 2: GERBER към снимка

Специалният принтер, използван за отпечатване на печатни платки, се нарича плотер. Тези плотери ще отпечатват платки върху филм. Тези филми се използват за изобразяване на PCBS. Плотерите са много точни в техниките за печат и могат да предоставят много подробни дизайни на печатни платки.

Пластмасовият лист, изваден от плотера, е печатна платка, отпечатана с черно мастило. В случая на вътрешния слой, черното мастило представлява проводимата медна следа, докато празната част е непроводящата част. От друга страна, за външния слой черното мастило ще бъде издълбано и празната област ще се използва за медта. Тези филми трябва да се съхраняват правилно, за да се избегне ненужен контакт или пръстови отпечатъци.

Всеки слой има свой собствен филм. Заваръчната маска има отделен филм. Всички тези филми трябва да бъдат подравнени заедно, за да се очертае подравняването на печатни платки. Това подравняване на печатни платки се постига чрез регулиране на работната маса, към която пасва филмът, и оптимално подравняване може да се постигне след незначително калибриране на работната маса. Тези филми трябва да имат дупки за подравняване, за да се държат един друг точно. Лостът за локация ще се побере в отвора за локация.

Стъпка 3: Вътрешен печат: фоторезист и мед

Тези фотографски филми сега се отпечатват върху медно фолио. Основната структура на печатни платки е изработена от ламинат. Основният материал е епоксидна смола и стъклени влакна, наречени основен материал. Ламинатът получава медта, която съставя печатната платка. Субстратът осигурява мощна платформа за PCBS. Двете страни са покрити с мед. Процесът включва отстраняване на мед, за да разкрие дизайна на филма.

Дезактивацията е важна за почистване на PCBS от медни ламинати. Уверете се, че на печатната платка няма прахови частици. В противен случай веригата може да е къса или отворена

Сега се използва фоторезистентен филм. Фоторезистът е направен от фоточувствителни химикали, които се втвърдяват, когато се прилага ултравиолетова радиация. Трябва да се гарантира, че фотографският филм и фоторезисторният филм съвпадат точно.

Тези фотографски и фотолитографски филми са прикрепени към ламината чрез фиксиращи щифтове. Сега се прилага ултравиолетова радиация. Черното мастило върху фотографския филм ще блокира ултравиолетовата светлина, като по този начин предотвратява медта отдолу и не втвърдява фоторезиста под следите от черно мастило. Прозрачната област ще бъде подложена на UV светлина, като по този начин ще се втвърди излишният фоторезист, който ще бъде премахнат.

След това плочата се почиства с алкален разтвор за отстраняване на излишния фоторезист. Сега платката ще изсъхне.

PCBS вече може да покрива медните проводници, използвани за направата на верижни коловози с репеленти за корозия. Ако дъската е на два слоя, тя ще се използва за пробиване, в противен случай ще бъдат предприети повече стъпки.

Стъпка 4: Премахнете нежеланата мед

Използвайте мощен разтвор на меден разтворител, за да премахнете излишната мед, както алкалният разтвор премахва излишния фоторезист. Медта под втвърдения фоторезист няма да бъде премахната.

Сега закаленият фоторезист ще бъде премахнат, за да се защити необходимата мед. Това става чрез измиване на печатната платка с друг разтворител.

Стъпка 5: Подравняване на слоя и оптична проверка

След като всички слоеве са подготвени, те се подравняват един с друг. Това може да стане чрез щамповане на регистрационната дупка, както е описано в предишната стъпка. Техниците поставят всички слоеве в машина, наречена „оптичен перфоратор“. Тази машина ще пробие дупки точно.

Броят на поставените слоеве и възникващите грешки не могат да бъдат отменени.

Автоматичният оптичен детектор ще използва лазер за откриване на дефекти и сравняване на цифровото изображение с файл на Гербер.

Стъпка 6: Добавете слоеве и подвързвания

На този етап всички слоеве, включително външния слой, са залепени заедно. Всички слоеве ще бъдат подредени върху основата.

Външният слой е направен от фибростъкло, “предварително импрегнирано” с епоксидна смола, наречена предварително импрегнирана. Горната и долната част на субстрата ще бъдат покрити с тънки медни слоеве, гравирани с медни следи.

Тежка стоманена маса с метални скоби за свързване/пресоване на слоеве. Тези слоеве са здраво закрепени към масата, за да се избегне движение по време на калибрирането.

Поставете слоя препрег върху калибриращата маса, след това поставете субстратния слой върху него и след това поставете медната плоча. По подобен начин се поставят още препрег плочи и накрая алуминиевото фолио допълва купчината.

Компютърът ще автоматизира процеса на преса, нагряване на купчината и охлаждане с контролирана скорост.

Сега техниците ще премахнат щифта и пластината под налягане, за да отворят опаковката.

Стъпка 7: Пробийте дупки

Сега е време да пробиете дупки в подредени PCBS. Прецизните свредла могат да постигнат отвори с диаметър 100 микрона с висока точност. Битът е пневматичен и има скорост на шпиндела около 300K RPM. Но дори и с тази скорост, процесът на пробиване отнема време, защото всяка дупка отнема време, за да се пробие перфектно. Точна идентификация на позицията на бита с рентгенови идентификатори.

Пробивните файлове също се генерират от дизайнера на печатни платки на ранен етап за производителя на печатни платки. Този файл за тренировка определя минутното движение на накрайника и определя местоположението на тренировката.Тези дупки сега ще бъдат покрити през дупки и дупки.

Стъпка 8: Покритие и отлагане на мед

След внимателно почистване, панелът от печатни платки вече се отлага химически. През това време върху повърхността на панела се отлагат тънки слоеве (с дебелина 1 микрона) мед. Мед се влива в сондажа. Стените на отворите са изцяло медни. Целият процес на потапяне и отстраняване се контролира от компютър

Стъпка 9: Изобразете външния слой

Както при вътрешния слой, фоторезистът се прилага към външния слой, панелът от препрег и черният мастилен филм, свързани заедно, сега се пръснаха в жълтата стая с ултравиолетова светлина. Фоторезистът се втвърдява. Панелът сега се измива с машина, за да се премахне втвърдяващото съпротивление, защитено от непрозрачността на черното мастило.

Стъпка 10: Покриване на външния слой:

Електрогазирана плоча с тънък меден слой. След първоначалното медно покритие панелът се калайдисва, за да се отстрани останалата мед върху плочата. Калай по време на фазата на ецване предотвратява запечатването на необходимата част от панела от мед. Гравирането премахва нежеланата мед от панела.

Стъпка 11: Etch

Нежеланата мед и медта ще бъдат отстранени от остатъчния резистентен слой. За почистване на излишната мед се използват химикали. Калай, от друга страна, покрива необходимата мед. Сега най -накрая води до правилната връзка и трак

Стъпка 12: Нанасяне на заваръчна маска

Почистете панела и мастилото, блокиращо епоксидната спойка, ще покрие панела. Ултравиолетовото лъчение се нанася върху плочата чрез заваръчната маска. Наложената част остава незакалена и ще бъде премахната. Сега поставете платката във фурната, за да поправите фолиото за спойка.

Стъпка 13: Повърхностна обработка

HASL (Hot Air Solder Leveling) осигурява допълнителни възможности за запояване за PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) предлага потапяне в злато и потапяне в сребро HASL. HASL осигурява равномерни подложки. Това води до завършване на повърхността.

Стъпка 14: Ситопечат

< p&gt;

PCBS са в последния етап и приемат мастилено -струен печат/писане на повърхността. Това се използва за представяне на важна информация, свързана с печатната платка.

Стъпка 15: Електрически тест

Последният етап е електрическото изпитване на крайната печатна платка. Автоматичният процес проверява функционалността на печатната платка, за да съответства на оригиналния дизайн. В RayPCB предлагаме тестване на летящи игли или тестване на нокътното легло.

Стъпка 16: Анализирайте

Последната стъпка е да изрежете плочата от оригиналния панел. Рутерът се използва за тази цел чрез създаване на малки етикети по краищата на дъската, така че платката да може лесно да се извади от панела.