Printkort (PCB) er hjørnestenen i næsten alle elektroniske enheder. Disse fantastiske printkort findes i mange avancerede og grundlæggende elektronikker, herunder Android -telefoner, bærbare computere, computere, lommeregnere, smartwatches og mere. På et meget grundlæggende sprog er et printkort et kort, der leder elektroniske signaler i en enhed, hvilket resulterer i, at konstruktørens elektriske ydeevne og krav stilles til enheden.

PCB består af et substrat fremstillet af FR-4 materiale og kobberbaner i hele kredsløbet med signaler i hele brættet.

Inden PCB -design skal den elektroniske kredsløbsdesigner besøge PCB -fremstillingsværkstedet for fuldt ud at forstå kapaciteten og begrænsningerne ved PCB -fremstilling. Faciliteter. Dette er vigtigt, fordi mange PCB -designere ikke er klar over begrænsningerne ved PCB -produktionsfaciliteter, og når de sender et designdokument til et PCB -produktionsforretning/-anlæg, vender de tilbage og anmoder om ændringer for at opfylde kapaciteten/grænserne for PCB -fremstillingsprocessen. Men hvis kredsløbsdesigneren arbejder for en virksomhed, der ikke har en egen PCB-produktionsbutik, og virksomheden outsourcer arbejdet til et udenlandsk PCB-fabrik, skal designeren kontakte producenten online og bede om grænser eller specifikationer som f.eks. som maksimal kobberpladetykkelse pr. minut, maksimalt antal lag, minimum blænde og maksimal størrelse på printplader.

I dette papir vil vi fokusere på PCB -fremstillingsprocessen, så dette papir vil være nyttigt for kredsløbsdesignere til gradvist at forstå PCB -fremstillingsprocessen for at undgå designfejl.

PCB fremstillingsproces trin

Trin 1: PCB -design og GERBER -filer

< p&gt; Kredsløbsdesignere tegner skematiske diagrammer i CAD -software til layout PCB -design. Designeren skal koordinere med PCB -producenten om den software, der bruges til at oprette PCB -designet, så der ikke er kompatibilitetsproblemer. Den mest populære CAD PCB -designsoftware er Altium Designer, Eagle, ORCAD og Mentor PADS.

Efter PCB -designet er blevet accepteret til fremstilling, vil designeren generere en fil fra PCB -producentens accepterede design. Denne fil kaldes en GERBER -fil. Gerber -filer er standardfiler, der bruges af de fleste PCB -producenter til at vise komponenter i PCB -layoutet, såsom kobbersporingslag og svejsemasker. Gerber -filer er 2D -vektorbilledfiler. Den udvidede Gerber giver perfekt output.

Softwaren har bruger/designer -definerede algoritmer med nøgleelementer såsom sporbredde, pladekantafstand, spor- og hulafstand og hulstørrelse. Algoritmen køres af designeren for at kontrollere, om der er fejl i designet. Efter at designet er valideret, sendes det til printkortproducenten, hvor det kontrolleres for DFM. DFM (Manufacturing Design) kontroller bruges til at sikre minimumstolerancer for PCB -designs.

< b&gt; Trin 2: GERBER til foto

Den specielle printer, der bruges til at udskrive printkortfotos, kaldes en plotter. Disse plottere vil udskrive printkort på film. Disse film bruges til at forestille PCBS. Plottere er meget præcise i udskrivningsteknikker og kan levere meget detaljerede printkortdesigner.

Plastfolien, der er fjernet fra plotteren, er et printkort, der er trykt med sort blæk. I tilfælde af det indre lag repræsenterer det sorte blæk det ledende kobberspor, mens den tomme del er den ikke-ledende del. På den anden side vil det sorte blæk blive ætset væk for det ydre lag, og det blanke område vil blive brugt til kobberet. Disse film skal opbevares korrekt for at undgå unødvendig kontakt eller fingeraftryk.

Hvert lag har sin egen film. Svejsemasken har en separat film. Alle disse film skal justeres sammen for at tegne PCB -justering. Denne PCB -justering opnås ved at justere det arbejdsbord, som filmen passer til, og optimal justering kan opnås efter mindre kalibrering af arbejdsbordet. Disse film skal have justeringshuller for at holde hinanden nøjagtigt. Findestiften passer ind i lokaliseringshullet.

Trin 3: Indvendig udskrivning: fotoresist og kobber

Disse fotografiske film er nu trykt på kobberfolie. Den grundlæggende struktur af et PCB er lavet af laminat. Kernematerialet er epoxyharpiks og glasfiber kaldet basismaterialet. Laminatet modtager det kobber, der udgør printpladen. Substratet giver en kraftfuld platform til PCBS. Begge sider er dækket med kobber. Processen involverer fjernelse af kobber for at afsløre filmens design.

Dekontaminering er vigtig for rengøring af PCBS fra kobberlaminater. Sørg for, at der ikke er støvpartikler på printkortet. Ellers kan kredsløbet være kort eller åbent

Fotoresistfilm bruges nu. Fotoresist er fremstillet af lysfølsomme kemikalier, der hærder, når ultraviolet stråling påføres. Det skal sikres, at fotografisk film og fotoresistfilm matcher nøjagtigt.

Disse fotografiske og fotolitografiske film fastgøres til laminatet ved at fastgøre stifter. Nu påføres ultraviolet stråling. Det sorte blæk på fotografisk film vil blokere ultraviolet lys og derved forhindre kobberet nedenunder og ikke hærde fotoresisten under de sorte blækspor. Det transparente område vil blive udsat for UV -lys og derved hærde den overskydende fotoresist, der vil blive fjernet.

Pladen renses derefter med en alkalisk opløsning for at fjerne overskydende fotoresist. Kretskortet tørrer nu.

PCBS kan nu dække de kobbertråde, der bruges til at lave kredsløb med korrosionsafvisende midler. Hvis brættet er to lag, vil det blive brugt til boring, ellers vil der blive taget flere trin.

Trin 4: Fjern uønsket kobber

Brug en kraftig kobberopløsningsmiddelopløsning til at fjerne overskydende kobber, ligesom en alkalisk opløsning fjerner overskydende fotoresist. Kobberet under den hærdet fotoresist fjernes ikke.

Den nu hærdet fotoresist fjernes for at beskytte det nødvendige kobber. Dette gøres ved at vaske printkortet af med et andet opløsningsmiddel.

Trin 5: Lagjustering og optisk inspektion

Efter at alle lagene er forberedt, flugter de med hinanden. Dette kan gøres ved at stemple registreringshullet som beskrevet i det foregående trin. Teknikere placerer alle lagene i en maskine kaldet en “optisk stans”. Denne maskine slår huller præcist.

Antallet af lag, der er placeret, og fejl, der opstår, kan ikke vendes.

En automatisk optisk detektor vil bruge en laser til at registrere eventuelle defekter og sammenligne det digitale billede med en Gerber -fil.

Trin 6: Tilføj lag og bindinger

På dette tidspunkt limes alle lagene, inklusive det ydre lag, sammen. Alle lag stables oven på underlaget.

Det ydre lag er lavet af glasfiber “præimprægneret” med en epoxyharpiks kaldet præimprægneret. Toppen og bunden af ​​substratet dækkes med tynde kobberlag ætset med kobbersporlinjer.

Bord i kraftigt stål med metalklemmer til limning/presning af lag. Disse lag er tæt fastgjort til bordet for at undgå bevægelse under kalibrering.

Installer prepreg -laget på kalibreringstabellen, installer derefter substratlaget på det, og placer derefter kobberpladen. Flere prepreg -plader placeres på en lignende måde, og til sidst fuldender aluminiumsfolien stablen.

Computeren automatiserer pressens proces, opvarmer stakken og køler den med en kontrolleret hastighed.

Nu vil teknikere fjerne tappen og trykpladen for at åbne pakken.

Trin 7: Bor huller

Nu er det tid til at bore huller i stablet PCBS. Præcisionsbor kan opnå huller med en diameter på 100 mikron med høj præcision. Boret er pneumatisk og har en spindelhastighed på cirka 300 omdr./min. Men selv med den hastighed tager boreprocessen tid, for hvert hul tager tid at bore perfekt. Nøjagtig identifikation af bitposition med røntgenbaserede identifikatorer.

Borefiler genereres også af PCB -designeren på et tidligt tidspunkt for PCB -producenten. Denne borefil bestemmer bitens lille bevægelse og bestemmer placeringen af ​​boret.Disse huller vil nu blive belagt gennem huller og huller.

Trin 8: Plettering og kobberaflejring

Efter omhyggelig rengøring er PCB -panelet nu deponeret kemisk. I løbet af denne tid afsættes tynde lag (1 mikrometer tykke) kobber på panelets overflade. Kobber strømmer ind i borehullet. Hullernes vægge er fuldstændig kobberbelagte. Hele processen med dyppning og fjernelse styres af en computer

Trin 9: Billede det ydre lag

Som med det indre lag påføres fotoresist på det ydre lag, prepreg -panelet og den sammenføjede sorte blækfilm er nu sprængt i det gule rum med ultraviolet lys. Fotoresist hærder. Panelet vaskes nu af maskine for at fjerne hærdebestandigheden, der er beskyttet af det sorte blæks opacitet.

Trin 10: Plating ydre lag:

En galvaniseret plade med et tyndt kobberlag. Efter den indledende kobberbelægning fortyndes panelet for at fjerne alt kobber, der er tilbage på pladen. Tin under ætsningsfasen forhindrer den nødvendige del af panelet i at blive forseglet med kobber. Ætsning fjerner uønsket kobber fra panelet.

Trin 11: Æts

Uønsket kobber og kobber fjernes fra det resterende resistlag. Kemikalier bruges til at rense overskydende kobber. Tin dækker derimod det nødvendige kobber. Det fører nu endelig til den korrekte forbindelse og spor

Trin 12: Påføring af svejsemaske

Rengør panelet, og blæk fra epoxy loddemetal dækker panelet. UV -stråling påføres pladen gennem svejsemaskeens fotografiske film. Den overlejrede del forbliver uhærdet og fjernes. Placer nu printkortet i ovnen for at reparere loddefilmen.

Trin 13: Overfladebehandling

HASL (Hot Air Solder Leveling) giver yderligere lodningsmuligheder til PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) tilbyder guld nedsænkning og sølv nedsænkning HASL. HASL giver jævne puder. Dette resulterer i overfladefinish.

Trin 14: Skærmudskrivning

< p&gt;

PCBS er i sidste fase og accepterer inkjetprint/skrivning på overfladen. Dette bruges til at repræsentere vigtig information relateret til PCB.

Trin 15: Elektrisk test

Det sidste trin er den elektriske test af det sidste printkort. Den automatiske proces verificerer printkortets funktionalitet, så det matcher det originale design. Hos RayPCB tilbyder vi flyvende nåletest eller sømningstest.

Trin 16: Analyser

Det sidste trin er at skære pladen fra det originale panel. Routeren bruges til dette formål ved at oprette små etiketter langs kanterne af brættet, så kortet let kan skubbes ud af panelet.