Štampana ploča (PCB) su kamen temeljac gotovo svih elektroničkih uređaja. Ove nevjerojatne PCB -e mogu se pronaći u mnogim naprednim i osnovnim elektroničkim uređajima, uključujući Android telefone, prijenosna računala, računala, kalkulatore, pametne satove i drugo. Na vrlo osnovnom jeziku, PCB je ploča koja usmjerava elektroničke signale u uređaju, što rezultira električnim performansama i zahtjevima uređaja koje je postavio dizajner.

PCB se sastoji od podloge od materijala FR-4 i bakrenih staza u cijelom krugu sa signalima na ploči.

Prije projektiranja PCB -a, dizajner elektroničkih kola mora posjetiti radionicu za proizvodnju PCB -a kako bi u potpunosti razumio kapacitet i ograničenja proizvodnje PCB -a. Sadržaji. Ovo je važno jer mnogi dizajneri PCB -a nisu svjesni ograničenja proizvodnih pogona za PCB -e i kada pošalju projektni dokument u proizvodnu radionicu/pogon za PCB -e, vraćaju se i traže promjene kako bi zadovoljili kapacitet/ograničenja procesa proizvodnje PCB -a. Međutim, ako dizajner sklopova radi za kompaniju koja nema internu radnju za proizvodnju PCB-a, a kompanija vanjske poslove prepušta vanjskom pogonu za proizvodnju PCB-a, tada se dizajner mora obratiti proizvođaču na mreži i zatražiti ograničenja ili specifikacije kao maksimalna debljina bakrene ploče u minuti, maksimalni broj slojeva, minimalni otvor i maksimalna veličina PCB ploča.

U ovom ćemo se radu fokusirati na proces proizvodnje PCB -a, pa će ovaj rad biti od pomoći dizajnerima sklopova da postupno razumiju proces proizvodnje PCB -a, kako bi izbjegli greške u dizajnu.

Koraci procesa proizvodnje PCB -a

Korak 1: Dizajn PCB -a i GERBER datoteke

< p> Dizajneri kola crtaju shematske dijagrame u CAD softveru za dizajn PCB -a. Dizajner mora uskladiti s proizvođačem PCB -a softver koji se koristi za postavljanje dizajna PCB -a kako ne bi došlo do problema s kompatibilnošću. Najpopularniji softver za dizajn CAD PCB -a je Altium Designer, Eagle, ORCAD i Mentor PADS.

Nakon što je dizajn PCB -a prihvaćen za proizvodnju, dizajner će generirati datoteku iz prihvaćenog dizajna PCB -a. Ova datoteka se naziva GERBER datoteka. Gerber datoteke su standardne datoteke koje većina proizvođača PCB -a koristi za prikaz komponenti rasporeda PCB -a, kao što su slojevi za praćenje bakra i maske za zavarivanje. Gerber datoteke su 2D datoteke vektorskih slika. Produženi Gerber pruža savršen izlaz.

Softver ima algoritme koje definira korisnik/dizajner s ključnim elementima kao što su širina kolosijeka, razmak rubova ploče, razmak tragova i rupa te veličina rupe. Dizajner vodi algoritam kako bi provjerio ima li grešaka u dizajnu. Nakon što je dizajn potvrđen, šalje se proizvođaču PCB -a gdje se provjerava ima li DFM. DFM (Manufacturing Design) provjere koriste se kako bi se osigurale minimalne tolerancije za dizajne PCB -a.

< b&gt; Korak 2: GERBER do fotografije

Specijalni štampač koji se koristi za štampanje fotografija sa PCB -a naziva se ploter. Ovi ploteri će štampati ploče na filmu. Ovi filmovi se koriste za snimanje PCBS -a. Ploteri su vrlo precizni u tehnikama ispisa i mogu pružiti vrlo detaljne dizajne PCB -a.

Plastični list uklonjen sa katera je PCB štampana crnim mastilom. U slučaju unutrašnjeg sloja, crno mastilo predstavlja provodljivu bakarnu traku, dok je slijepi dio neprovodni dio. S druge strane, za vanjski sloj, crno mastilo će se nagrizati, a prazno područje koristiti za bakar. Ove filmove treba pravilno skladištiti kako bi se izbjegao nepotreban kontakt ili otisci prstiju.

Svaki sloj ima svoj film. Maska za zavarivanje ima zaseban film. Svi ovi filmovi moraju biti poravnati zajedno kako bi se postiglo poravnanje PCB -a. Ovo poravnavanje PCB -a postiže se podešavanjem radnog stola na koji film pristaje, a optimalno poravnanje može se postići nakon manje kalibracije radnog stola. Ovi filmovi moraju imati rupe za poravnanje kako bi se međusobno točno držali. Igla za postavljanje će stati u otvor za lociranje.

Korak 3: Unutrašnje štampanje: fotootpor i bakar

Ovi fotografski filmovi sada se štampaju na bakrenoj foliji. Osnovna struktura PCB -a izrađena je od laminata. Osnovni materijal je epoksidna smola i staklena vlakna koja se nazivaju osnovni materijal. Laminat prima bakar koji čini PCB. Podloga pruža moćnu platformu za PCBS. Obje strane prekrivene su bakrom. Proces uključuje uklanjanje bakra kako bi se otkrio dizajn filma.

Dekontaminacija je važna za čišćenje PCBS -a od bakrenih laminata. Uvjerite se da na PCB -u nema čestica prašine. U suprotnom, krug može biti kratak ili otvoren

Sada se koristi fotootporni film. Fotootpornik je napravljen od fotoosjetljivih kemikalija koje se stvrdnjavaju pri nanošenju ultraljubičastog zračenja. Mora se osigurati da se fotografski film i fotootporni film točno podudaraju.

Ovi fotografski i fotolitografski filmovi pričvršćuju se na laminat pričvrsnim iglama. Sada se primjenjuje ultraljubičasto zračenje. Crna tinta na fotografskom filmu blokirat će ultraljubičasto svjetlo, sprječavajući time bakar ispod i ne učvršćujući fotootpor ispod tragova crnog mastila. Prozirno područje će biti izloženo UV svjetlu, čime će očvrsnuti višak fotootpora koji će biti uklonjen.

Ploča se zatim čisti alkalnom otopinom kako bi se uklonio višak fotootpornosti. Pločica će se sada osušiti.

PCBS sada može pokriti bakrene žice koje se koriste za izradu tragova kola sa sredstvima protiv korozije. Ako je ploča dvoslojna, tada će se koristiti za bušenje, u protivnom će se poduzeti više koraka.

Korak 4: Uklonite neželjeni bakar

Za uklanjanje viška bakra upotrijebite snažan rastvor otapala bakra, baš kao što alkalna otopina uklanja višak fotootpora. Bakar ispod očvrslog fotootpornika neće se ukloniti.

Sada otvrdnuti fotootpornik bit će uklonjen radi zaštite potrebnog bakra. To se postiže ispiranjem PCB -a drugim otapalom.

Korak 5: Poravnavanje slojeva i optička inspekcija

Nakon što su svi slojevi pripremljeni, oni se međusobno poravnavaju. To se može učiniti utiskivanjem rupe za registraciju kako je opisano u prethodnom koraku. Tehničari postavljaju sve slojeve u stroj nazvan “optički probijač”. Ova mašina će precizno izbušiti rupe.

Broj postavljenih slojeva i greške koje se pojavljuju ne mogu se poništiti.

Automatski optički detektor upotrijebit će laser za otkrivanje nedostataka i usporedbu digitalne slike s Gerberovom datotekom.

Korak 6: Dodajte slojeve i vezivanja

U ovoj fazi se svi slojevi, uključujući vanjski sloj, lijepe zajedno. Svi slojevi će biti složeni na podlogu.

Vanjski sloj izrađen je od stakloplastike “prethodno impregnirane” epoksidnom smolom koja se naziva prethodno impregnirana. Gornji i donji dio podloge bit će prekriven tankim slojevima bakra urezanim bakarnim linijama.

Teški čelični stol sa metalnim stezaljkama za lijepljenje/prešanje slojeva. Ovi slojevi su čvrsto pričvršćeni za stol kako bi se izbjeglo kretanje tijekom kalibracije.

Postavite sloj preprega na kalibracijski stol, zatim na njega postavite sloj podloge, a zatim postavite bakrenu ploču. Više prepreg ploča postavlja se na sličan način, a na kraju aluminijska folija dovršava slaganje.

Računalo će automatizirati proces preše, zagrijavajući hrpu i hladeći je kontroliranom brzinom.

Sada će tehničari ukloniti iglu i pritisnu ploču kako bi otvorili paket.

Korak 7: Izbušite rupe

Sada je vrijeme za bušenje rupa u naslaganom PCBS -u. Svrdla za precizno bušenje mogu postići rupe promjera 100 mikrona s velikom preciznošću. Bit je pneumatski i ima brzinu vretena oko 300K RPM. Ali čak i pri toj brzini, proces bušenja traje, jer svakoj rupi treba vremena da se savršeno izbuši. Precizna identifikacija položaja bita pomoću rendgenskih identifikatora.

Dizajneri PCB -a također generiraju datoteke za bušenje u ranoj fazi za proizvođača PCB -a. Ova datoteka bušilice određuje minutno kretanje bita i određuje lokaciju svrdla.Ove rupe će sada postati provučene kroz rupe i rupe.

Korak 8: Platiranje i taloženje bakra

Nakon pažljivog čišćenja, PCB ploča je sada kemijski taložena. Za to vrijeme tanki slojevi bakra (debljine 1 mikrona) talože se na površini ploče. Bakar se slijeva u bušotinu. Zidovi rupa su potpuno bakreni. Cijeli proces uranjanja i uklanjanja kontrolira računar

Korak 9: Slikajte vanjski sloj

Kao i kod unutrašnjeg sloja, fotorezist se nanosi na vanjski sloj, ploča od preprega i film crne tinte povezani zajedno sada su pukli u žutoj prostoriji ultraljubičastim svjetlom. Fotootpor se stvrdnjava. Ploča se sada pere u mašini za uklanjanje otvrdnjavanja zaštićenog neprozirnošću crnog mastila.

Korak 10: Pokrivanje vanjskog sloja:

Galvanizirana ploča sa tankim slojem bakra. Nakon početnog oblaganja bakra, ploča se kalaji kako bi se uklonio bakar koji je ostao na ploči. Kositar tokom faze nagrizanja sprječava brtvljenje potrebnog dijela ploče od bakra. Graviranjem se uklanja neželjeni bakar s ploče.

Korak 11: Etch

Neželjeni bakar i bakar bit će uklonjeni iz zaostalog sloja otpora. Kemikalije se koriste za čišćenje viška bakra. Lim, s druge strane, pokriva potrebni bakar. Sada konačno vodi do ispravne veze i traga

Korak 12: Nanošenje maske za zavarivanje

Očistite ploču i maska ​​za blokiranje epoksidnog lemljenja prekriće ploču. UV zračenje se nanosi na ploču kroz fotografsku foliju maske za zavarivanje. Prekriveni dio ostaje otvrdnut i bit će uklonjen. Sada stavite ploču u pećnicu kako biste popravili foliju za lemljenje.

Korak 13: Obrada površine

HASL (izravnavanje lemljenja vrućim zrakom) pruža dodatne mogućnosti lemljenja za PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) nudi uranjanje u zlato i uranjanje u srebro HASL. HASL nudi ujednačene jastučiće. To rezultira završnom obradom površine.

Korak 14: Sitotisak

< p>

PCBS su u završnoj fazi i prihvataju inkjet štampanje/pisanje na površini. Ovo se koristi za predstavljanje važnih informacija vezanih za PCB.

Korak 15: Električno ispitivanje

Posljednja faza je električno ispitivanje konačne PCB -a. Automatski proces provjerava funkcionalnost PCB -a da odgovara originalnom dizajnu. U RayPCB -u nudimo testiranje letećih igala ili testiranje kreveta noktiju.

Korak 16: Analizirajte

Posljednji korak je izrezivanje ploče s originalne ploče. Usmjerivač se koristi u tu svrhu stvaranjem malih naljepnica duž rubova ploče tako da se ploča može lako izbaciti iz ploče.