Plošný spoj (PCB) jsou základním kamenem téměř všech elektronických zařízení. Tyto úžasné PCB lze nalézt v mnoha pokročilých i základních elektronikách, včetně telefonů s Androidem, notebooků, počítačů, kalkulaček, chytrých hodinek a dalších. Ve velmi základním jazyce je deska plošných spojů deskou, která směruje elektronické signály v zařízení, což má za následek návrh elektrického zařízení a požadavky na zařízení.

Deska plošných spojů se skládá ze substrátu vyrobeného z materiálu FR-4 a měděných cest v celém obvodu se signály po celé desce.

Před návrhem DPS musí návrhář elektronických obvodů navštívit dílnu na výrobu DPS, aby plně porozuměl kapacitě a omezením výroby DPS. Zařízení. To je důležité, protože mnoho konstruktérů desek plošných spojů si není vědomo omezení výrobních zařízení desek plošných spojů a když odesílají dokument o návrhu do výrobny/zařízení na výrobu desek plošných spojů, vracejí se a požadují změny, aby byly splněny kapacity/limity procesu výroby desek plošných spojů. Pokud však návrhář obvodů pracuje pro společnost, která nemá vlastní dílnu na výrobu desek plošných spojů, a společnost outsourcuje práci v zahraničním závodě na výrobu desek plošných spojů, musí projektant kontaktovat výrobce online a požádat o limity nebo specifikace, jako je jako maximální tloušťka měděné desky za minutu, maximální počet vrstev, minimální clona a maximální velikost desek plošných spojů.

V tomto příspěvku se zaměříme na výrobní proces DPS, takže tento článek bude nápomocen návrhářům obvodů k postupnému pochopení výrobního postupu DPS, aby se předešlo chybám při návrhu.

Kroky výrobního postupu DPS

Krok 1: Návrh DPS a soubory GERBER

< p&gt; Návrháři obvodů kreslí schematická schémata v CAD softwaru pro návrh rozvržení DPS. Návrhář musí koordinovat s výrobcem desky plošných spojů software používaný k rozvržení návrhu desky plošných spojů, aby nebyly žádné problémy s kompatibilitou. Nejpopulárnějším návrhovým softwarem CAD PCB je Altium Designer, Eagle, ORCAD a Mentor PADS.

Poté, co byl návrh DPS přijat k výrobě, konstruktér vygeneruje soubor z přijatého návrhu výrobce DPS. Tento soubor se nazývá soubor GERBER. Soubory Gerber jsou standardní soubory používané většinou výrobců desek plošných spojů k zobrazení součástí rozvržení desky plošných spojů, jako jsou vrstvy pro sledování mědi a svařovací masky. Soubory Gerber jsou soubory 2D vektorových obrázků. Rozšířený Gerber poskytuje perfektní výstup.

Software má algoritmy definované uživatelem/designérem s klíčovými prvky, jako je šířka stopy, rozteč okrajů desek, rozteč stop a otvorů a velikost otvoru. Algoritmus spouští návrhář, aby zkontroloval případné chyby v návrhu. Poté, co je návrh validován, je odeslán výrobci PCB, kde je zkontrolován na DFM. Kontroly DFM (Manufacturing Design) se používají k zajištění minimálních tolerancí pro návrh desek plošných spojů.

< b&gt; Krok 2: GERBER na fotografii

Speciální tiskárna používaná k tisku fotografií na PCB se nazývá plotter. Tyto plotry budou tisknout desky s obvody na film. Tyto filmy se používají k zobrazení PCBS. Plotry jsou velmi přesné v tiskových technikách a mohou poskytovat vysoce detailní návrhy desek plošných spojů.

Plastová fólie vyjmutá z plotru je PCB potištěná černým inkoustem. V případě vnitřní vrstvy představuje černý inkoust vodivou měděnou stopu, zatímco slepá část je nevodivá část. Na druhou stranu, pro vnější vrstvu bude černý inkoust odleptán a prázdná oblast bude použita pro měď. Tyto fólie by měly být správně skladovány, aby se zabránilo zbytečnému kontaktu nebo otiskům prstů.

Každá vrstva má svůj vlastní film. Svařovací maska ​​má samostatný film. Všechny tyto fólie musí být zarovnány dohromady, aby bylo možné zarovnat PCB. Tohoto vyrovnání DPS je dosaženo úpravou pracovního stolu, na který se fólie vejde, a optimálního vyrovnání lze dosáhnout po menší kalibraci pracovního stolu. Tyto fólie musí mít vyrovnávací otvory, aby se navzájem přesně držely. Polohovací kolík zapadne do polohovacího otvoru.

Krok 3: Vnitřní tisk: fotorezist a měď

Tyto fotografické filmy jsou nyní vytištěny na měděné fólii. Základní struktura desky plošných spojů je vyrobena z laminátu. Základní materiál tvoří epoxidová pryskyřice a skelná vlákna. Laminát přijímá měď, která tvoří desku plošných spojů. Substrát poskytuje výkonnou platformu pro PCBS. Obě strany jsou pokryty mědí. Tento proces zahrnuje odstranění mědi, aby se odhalil design filmu.

Dekontaminace je důležitá pro čištění PCBS z měděných laminátů. Ujistěte se, že na desce plošných spojů nejsou žádné částice prachu. Jinak může být obvod zkratovaný nebo přerušený

Nyní se používá film fotorezistu. Fotorezist je vyroben z fotocitlivých chemikálií, které při aplikaci ultrafialového záření tvrdnou. Musí být zajištěno, aby se fotografický film a film s fotoodporem přesně shodovaly.

Tyto fotografické a fotolitografické filmy jsou připevněny k laminátu upevňovacími kolíky. Nyní je aplikováno ultrafialové záření. Černý inkoust na fotografickém filmu zablokuje ultrafialové světlo, čímž zabrání mědi pod ním a neztvrdne fotorezist pod stopami černého inkoustu. Průhledná oblast bude vystavena UV záření, čímž dojde k vytvrzení přebytečného fotorezistu, který bude odstraněn.

Destička se poté vyčistí alkalickým roztokem, aby se odstranil přebytečný fotorezist. Deska s obvody nyní vyschne.

PCBS nyní může pokrýt měděné dráty používané k výrobě obvodových kolejí odpuzovači koroze. Pokud je deska dvouvrstvá, bude použita k vrtání, jinak budou provedeny další kroky.

Krok 4: Odstraňte nežádoucí měď

K odstranění přebytečné mědi použijte silný roztok měďnatého rozpouštědla, stejně jako alkalický roztok odstraní přebytečný fotorezistor. Měď pod tvrzeným fotorezistem nebude odstraněna.

Nyní vytvrzený fotorezistor bude odstraněn, aby byla chráněna požadovaná měď. To se provádí vymýváním DPS jiným rozpouštědlem.

Krok 5: Zarovnání vrstev a optická kontrola

Poté, co byly připraveny všechny vrstvy, se navzájem zarovnají. To lze provést vyražením registračního otvoru, jak je popsáno v předchozím kroku. Technici umísťují všechny vrstvy do stroje, kterému se říká „optický úder“. Tento stroj přesně vysekne otvory.

Počet umístěných vrstev a chyby, které nastanou, nelze vrátit zpět.

Automatický optický detektor použije laser k detekci jakýchkoli závad a porovnání digitálního obrazu se souborem Gerber.

Krok 6: Přidejte vrstvy a vazby

V této fázi jsou všechny vrstvy, včetně vnější vrstvy, slepeny dohromady. Všechny vrstvy budou naskládány na substrát.

Vnější vrstva je vyrobena ze sklolaminátu „preimpregnovaného“ epoxidovou pryskyřicí nazývanou preimpregnated. Horní a spodní část substrátu bude pokryta tenkými měděnými vrstvami vyleptanými měděnými stopami.

Masivní ocelový stůl s kovovými svorkami pro lepení/lisování vrstev. Tyto vrstvy jsou pevně připevněny ke stolu, aby se během kalibrace zabránilo pohybu.

Nainstalujte vrstvu prepregu na kalibrační stůl, poté na něj nainstalujte vrstvu substrátu a poté položte měděnou desku. Podobným způsobem je umístěno více desek z prepregu a nakonec stoh doplňuje hliníková fólie.

Počítač bude automatizovat proces lisu, ohřívat stoh a chladit řízenou rychlostí.

Nyní technici vyjmou čep a přítlačnou desku, aby balíček otevřeli.

Krok 7: Vyvrtejte otvory

Nyní je čas vyvrtat díry do skládaných PCBS. Přesné vrtáky mohou dosáhnout otvorů o průměru 100 mikronů s vysokou přesností. Vrták je pneumatický a má otáčky vřetena přibližně 300 XNUMX ot / min. Ale i při této rychlosti proces vrtání vyžaduje čas, protože každá díra potřebuje čas k dokonalému vrtání. Přesná identifikace pozice bitů pomocí identifikátorů založených na rentgenovém záření.

Vrtné soubory generuje návrhář desek plošných spojů v rané fázi také pro výrobce desek plošných spojů. Tento soubor vrtáku určuje minutový pohyb bitu a určuje umístění vrtáku.Tyto otvory se nyní zakryjí skrz otvory a otvory.

Krok 8: Pokovování a nanášení mědi

Po pečlivém vyčištění je panel PCB nyní chemicky usazen. Během této doby se na povrch panelu ukládají tenké vrstvy (1 mikron tlusté) mědi. Měď proudí do vrtu. Stěny otvorů jsou zcela poměděné. Celý proces namáčení a odstraňování je řízen počítačem

Krok 9: Vyfoťte vnější vrstvu

Stejně jako na vnitřní vrstvu je na vnější vrstvu nanesen fotorezist, panel prepregu a fólie z černého inkoustu spojené dohromady nyní praskly ve žluté místnosti ultrafialovým světlem. Fotorezist ztvrdne. Panel se nyní omyje strojem, aby se odstranil kalící odpor chráněný neprůhledností černého inkoustu.

Krok 10: Pokovení vnější vrstvy:

Galvanicky pokovená deska s tenkou měděnou vrstvou. Po počátečním měděném pokovení se panel pocínuje, aby se odstranila veškerá měď, která na desce zůstala. Cín během fáze leptání zabraňuje utěsnění požadované části panelu mědí. Leptáním se z panelu odstraní nežádoucí měď.

Krok 11: Lept

Nechtěná měď a měď budou odstraněny ze zbytkové vrstvy odporu. K čištění přebytečné mědi se používají chemikálie. Cín naopak kryje požadovanou měď. Nyní to konečně vede ke správnému připojení a stopě

Krok 12: Aplikace svařovací masky

Vyčistěte panel a panel zakryje inkoust blokující epoxidovou pájku. UV záření se na desku aplikuje prostřednictvím fotografické fólie svařovací masky. Překrytá část zůstane nevytvrzená a bude odstraněna. Nyní vložte desku s obvody do trouby a opravte pájecí fólii.

Krok 13: Povrchová úprava

HASL (Hot Air Solder Leveling) poskytuje další možnosti pájení pro PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) nabízí zlaté ponoření a stříbrné ponoření HASL. HASL poskytuje rovnoměrné podložky. Výsledkem je povrchová úprava.

Krok 14: Sítotisk

< p&gt;

PCBS jsou v závěrečné fázi a přijímají inkoustový tisk/psaní na povrch. Slouží k reprezentaci důležitých informací týkajících se PCB.

Krok 15: Elektrický test

Poslední fází je elektrická zkouška finální desky plošných spojů. Automatický proces ověřuje funkčnost desky plošných spojů, aby odpovídala původnímu návrhu. Ve společnosti RayPCB nabízíme testování létajících jehel nebo testování nehtového lůžka.

Krok 16: Analyzujte

Posledním krokem je vyříznutí desky z původního panelu. Router se k tomuto účelu používá tak, že podél okrajů desky vytváří malé štítky, aby bylo možné desku snadno vysunout z panelu.