Trükkplaat (PCB) on peaaegu kõigi elektroonikaseadmete nurgakivi. Neid hämmastavaid trükkplaate võib leida paljudest täiustatud ja lihtsatest elektroonikaseadmetest, sealhulgas Android -telefonid, sülearvutid, arvutid, kalkulaatorid, nutikellad ja palju muud. Väga lihtsas keeles on trükkplaat plaat, mis suunab seadmes elektroonilisi signaale, mille tulemusel kujundaja kujundab seadme elektrilise jõudluse ja nõuded.

PCB koosneb aluspinnast, mis on valmistatud FR-4 materjalist ja vaskradadest kogu vooluahelas koos signaalidega kogu plaadil.

Enne PCB projekteerimist peab elektroonilise vooluahela disainer külastama PCB tootmistsehhi, et täielikult mõista PCB tootmise võimsust ja piiranguid. Teenused. See on oluline, kuna paljud trükkplaatide disainerid ei ole teadlikud trükkplaatide tootmisrajatiste piirangutest ja kui nad saadavad kavandidokumendi trükkplaatide tootmise kauplusesse/rajatisesse, pöörduvad nad tagasi ja taotlevad muudatusi, et need vastaksid trükkplaatide tootmisprotsessi võimsusele/piirangutele. Kui aga vooluahela projekteerija töötab ettevõttes, millel puudub sisemine trükkplaatide tootmispood ja ettevõte tellib selle töö allhanke korras välismaisele trükkplaatide tootmisettevõttele, peab projekteerija võtma veebis tootjaga ühendust ja küsima piiranguid või spetsifikatsioone, näiteks vaskplaadi maksimaalse paksusena minutis, maksimaalse kihtide arvu, minimaalse ava ja PCB -paneelide maksimaalse suurusega.

Selles artiklis keskendume trükkplaatide tootmisprotsessile, nii et see paber aitab skeemide disaineritel PCB tootmisprotsessi järk -järgult mõista, et vältida disainivigu.

PCB tootmisprotsessi etapid

Samm: trükkplaatide kujundus ja GERBER -failid

< p> Vooluahela disainerid joonistavad CAD tarkvaras skemaatilised skeemid trükkplaatide kujundamiseks. Disainer peab PCB tootjaga kooskõlastama tarkvara, mida kasutatakse PCB disaini kujundamisel, et ühilduvusprobleeme ei tekiks. Kõige populaarsem CAD PCB disainitarkvara on Altium Designer, Eagle, ORCAD ja Mentor PADS.

Pärast PCB disaini tootmiseks vastuvõtmist loob disainer PCB tootja heakskiidetud disainilahendusest faili. Seda faili nimetatakse GERBER -failiks. Gerberi failid on standardfailid, mida enamik trükkplaatide tootjaid kasutab PCB paigutuse komponentide kuvamiseks, näiteks vasest jälgimiskihid ja keevitusmaskid. Gerberi failid on 2D vektorpildifailid. Laiendatud Gerber tagab täiusliku väljundi.

Tarkvaral on kasutaja/disaineri määratletud algoritmid, millel on peamised elemendid, näiteks rööbastee laius, plaatide servade vahe, jälgede ja aukude vahe ning augu suurus. Algoritmi juhib disainer, et kontrollida disaini vigu. Pärast disaini valideerimist saadetakse see trükkplaatide tootjale, kus seda kontrollitakse DFM -i suhtes. DFM (Manufacturing Design) kontrolle kasutatakse selleks, et tagada PCB disainilahenduste minimaalsed hälbed.

< b&gt; 2. samm: GERBER fotole

PCB -fotode printimiseks kasutatavat spetsiaalset printerit nimetatakse plotteriks. Need plotterid trükivad trükkplaate kilele. Neid filme kasutatakse PCBS -i kujutamiseks. Plotterid on trükitehnikas väga täpsed ja võivad pakkuda väga üksikasjalikke trükkplaatide kujundusi.

Plotterist eemaldatud plastleht on musta tindiga trükitud trükkplaat. Sisemise kihi puhul kujutab must tint juhtivat vaskrada, tühi osa aga mittejuhtivat osa. Teisest küljest söövitatakse väliskihi jaoks must tint ära ja tühja ala kasutatakse vase jaoks. Neid filme tuleks nõuetekohaselt hoida, et vältida tarbetut kontakti või sõrmejälgi.

Igal kihil on oma kile. Keevitusmaskil on eraldi kile. Kõik need kiled tuleb PCB joondamiseks joondada. See trükkplaatide joondamine saavutatakse, reguleerides töölauda, ​​millele kile sobib, ja optimaalse joonduse saab saavutada pärast töölaua väikest kalibreerimist. Nendel kiledel peavad üksteise täpseks hoidmiseks olema joondusavad. Kinnitustihvt sobib paigaldusavasse.

3. samm: sisetrükk: fotoresist ja vask

Need fotofilmid on nüüd trükitud vaskfooliumile. PCB põhistruktuur on valmistatud laminaadist. Põhimaterjal on epoksüvaik ja klaaskiud, mida nimetatakse alusmaterjaliks. Laminaat võtab vastu vase, mis moodustab trükkplaadi. Substraat on PCBS -i jaoks võimas platvorm. Mõlemad küljed on kaetud vasega. Protsess hõlmab vase eemaldamist, et paljastada kile disain.

Saastest puhastamine on oluline PCBS -i puhastamiseks vasklaminaatidest. Veenduge, et trükkplaadil pole tolmuosakesi. Vastasel juhul võib vooluahel olla lühike või avatud

Nüüd kasutatakse fotoresistlikku filmi. Fotoresist on valmistatud valgustundlikest kemikaalidest, mis kõvenevad ultraviolettkiirguse rakendamisel. Tuleb tagada, et fotofilm ja fotoresistlik film sobivad täpselt kokku.

Need foto- ja fotolitograafilised filmid kinnitatakse laminaadi külge kinnitusnõelte abil. Nüüd rakendatakse ultraviolettkiirgust. Fotofilmil olev must tint blokeerib ultraviolettkiirguse, takistades seeläbi vaske selle all ja mitte kõvendades musta tindi jälgede all olevat fotoresisti. Läbipaistev ala puutub kokku UV -kiirgusega, karastades sellega eemaldatavat liigset fotoresisti.

Seejärel puhastatakse plaat leeliselise lahusega, et eemaldada liigne fotoresist. Trükkplaat kuivab nüüd.

PCBS võib nüüd katta vooluringide valmistamiseks kasutatavad vasktraadid korrosioonitõrjevahenditega. Kui plaat on kahekihiline, kasutatakse seda puurimiseks, vastasel juhul tehakse rohkem samme.

Samm: eemaldage soovimatu vask

Liigse vase eemaldamiseks kasutage võimsat vasest lahustilahust, nagu leeliseline lahus eemaldab liigse fotoresisti. Karastatud fotoresisti all olevat vaske ei eemaldata.

Nüüd karastatud fotoresist eemaldatakse, et kaitsta vajalikku vaske. Selleks pestakse PCB maha mõne muu lahustiga.

Samm: kihtide joondamine ja optiline kontroll

Pärast kõigi kihtide ettevalmistamist joondatakse need üksteisega. Seda saab teha registreerimisaugu tembeldamisega, nagu on kirjeldatud eelmises etapis. Tehnikud asetavad kõik kihid masinasse, mida nimetatakse optiliseks stantsiks. See masin teeb augud täpselt.

Paigutatud kihtide arvu ja ilmnenud vigu ei saa tagasi pöörata.

Automaatne optiline detektor tuvastab laseriga kõik vead ja võrdleb digitaalset pilti Gerberi failiga.

Samm: lisage kihid ja köited

Selles etapis liimitakse kõik kihid, sealhulgas välimine kiht kokku. Kõik kihid asetatakse aluspinna peale.

Välimine kiht on valmistatud klaasplastist, mis on eelnevalt eelimmutatud epoksiidvaiguga, mida nimetatakse eelimpregneeritud. Substraadi ülemine ja alumine osa kaetakse õhukeste vasekihtidega, mis on söövitatud vasejälgedega.

Raske teraslaud metallklambritega kihtide sidumiseks/pressimiseks. Need kihid on tihedalt laua külge kinnitatud, et vältida liikumist kalibreerimise ajal.

Paigaldage ettevalmistuskiht kalibreerimislauale, seejärel paigaldage sellele aluskiht ja seejärel asetage vaskplaat. Sarnasel viisil asetatakse rohkem ettevalmistusplaate ja lõpuks täidab virna alumiiniumfoolium.

Arvuti automatiseerib pressi protsessi, kuumutab virna ja jahutab seda kontrollitud kiirusega.

Nüüd eemaldavad tehnikud tihvti ja surveplaadi pakendi avamiseks.

Samm: puurige augud

Nüüd on aeg puurida augud virnastatud PCBS -i. Täppispuurid võivad saavutada suure täpsusega 100 mikroni läbimõõduga auke. Otsik on pneumaatiline ja spindli kiirus on umbes 300K RPM. Kuid isegi sellise kiiruse juures võtab puurimisprotsess aega, sest iga augu täiuslikuks puurimiseks kulub aega. Biti asukoha täpne tuvastamine röntgenipõhiste identifikaatoritega.

Puurimisfailid genereerib ka PCB disainer PCB tootja jaoks varakult. See puurifail määrab biti minutilise liikumise ja määrab külviku asukoha.Need augud on nüüd kaetud aukude ja aukudega.

8. etapp: plakeerimine ja vase sadestamine

Pärast hoolikat puhastamist on PCB paneel nüüd keemiliselt sadestunud. Selle aja jooksul laotatakse paneeli pinnale õhukesed (1 mikroni paksused) vase kihid. Puurkaevu voolab vask. Aukude seinad on üleni vasekattega. Kogu kastmise ja eemaldamise protsessi juhib arvuti

9. samm: kujutage välimist kihti

Nagu sisemise kihi puhul, kantakse välimisele kihile fotoresist, ettevalmistatud paneel ja omavahel ühendatud must tindikile on nüüd kollases ruumis ultraviolettvalgusega lõhkenud. Fotoresist kõveneb. Paneeli pestakse nüüd masinaga, et eemaldada musta tindi läbipaistmatusega kaitstud takistus.

Samm: välimise kihi katmine:

Galvaniseeritud plaat õhukese vasekihiga. Pärast esmast vaskkatmist pleekitakse paneeli, et eemaldada plaadile jäänud vask. Tina söövitamise faasis takistab paneeli vajaliku osa vasest tihendamist. Söövitamine eemaldab paneelilt soovimatu vase.

Samm: söövitus

Soovimatu vask ja vask eemaldatakse jääktakistuskihist. Liigse vase puhastamiseks kasutatakse kemikaale. Tina katab seevastu vajaliku vase. Nüüd viib see lõpuks õige ühenduseni ja rajani

12. samm: keevitusmaski pealekandmine

Puhastage paneel ja epoksiidjootet blokeeriv tint katab paneeli. UV -kiirgus kantakse plaadile läbi keevitusmaski fotokile. Katteosa jääb kõvastumata ja eemaldatakse. Nüüd asetage trükkplaat jootekile parandamiseks ahju.

13. samm: pinnatöötlus

HASL (Hot Air Solder Leveling) pakub PCBS -ile täiendavaid jootmisvõimalusi. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) pakub kuldset keelekümblust ja hõbedast keelekümblust HASL. HASL pakub ühtlasi patju. Selle tulemuseks on pinnaviimistlus.

14. samm: siiditrükk

< p>

PCBS -id on lõppjärgus ja aktsepteerivad pinnale tindiprinteri printimist/kirjutamist. Seda kasutatakse PCB -ga seotud olulise teabe esitamiseks.

15. samm: elektriline test

Viimane etapp on viimase PCB elektriline test. Automaatne protsess kontrollib trükkplaadi funktsionaalsust, et see vastaks algsele disainile. RayPCB -s pakume lendavate nõelte või küünte voodikatsetusi.

16. samm: analüüsige

Viimane samm on plaadi lõikamine algselt paneelilt. Selleks kasutatakse ruuterit, tekitades tahvli äärtele väikesed sildid, nii et plaati saab hõlpsalt paneelilt välja tõmmata.