Bòrd cuairte clò-bhuailte (PCB) mar chlach-oisinn cha mhòr a h-uile inneal dealanach. Gheibhear na PCB iongantach sin ann an iomadh electronics adhartach agus bunaiteach, a ’toirt a-steach fònaichean Android, coimpiutairean-uchd, coimpiutairean, àireamhairean, smartwatches agus barrachd. In very basic language, a PCB is a board that routes electronic signals in a device, which results in the electrical performance and requirements of the device being set by the designer.

Tha am PCB air a dhèanamh suas de substrate air a dhèanamh de stuth FR-4 agus slighean copair air feadh a ’chuairt le comharran air feadh a’ bhùird.

Mus tèid dealbhadh PCB, feumaidh an dealbhaiche cuairteachaidh dealanach tadhal air bùth-obrach saothrachaidh PCB gus làn chomas agus crìochan saothrachadh PCB a thuigsinn. Goireasan. Tha seo cudromach oir chan eil mòran de dhealbhadairean PCB mothachail air crìochan goireasan saothrachaidh PCB agus nuair a chuireas iad sgrìobhainn dealbhaidh gu bùth / goireas saothrachaidh PCB, bidh iad a ’tilleadh agus ag iarraidh atharrachaidhean gus coinneachadh ri comas / crìochan pròiseas saothrachaidh PCB. Ach, ma tha an dealbhaiche cuairteachaidh ag obair do chompanaidh aig nach eil bùth saothrachaidh PCB a-staigh, agus ma chuireas a ’chompanaidh an obair a-mach gu ionad saothrachaidh PCB cèin, feumaidh an dealbhaiche fios a chuir chun neach-saothrachaidh air-loidhne agus crìochan no sònrachaidhean iarraidh mar sin. mar an tighead plàta copair as motha sa mhionaid, an àireamh as motha de fhillidhean, fosgladh as lugha agus meud as motha de phannalan PCB.

In this paper, we will focus on THE PCB manufacturing process, so this paper will be helpful for circuit designers to gradually understand the PCB manufacturing process, to avoid design mistakes.

PCB manufacturing process steps

Ceum 1: Dealbhadh PCB agus faidhlichean GERBER

< p&gt; Bidh dealbhadairean cuairteachaidh a ’tarraing diagraman sgeamaigeach ann am bathar-bog CAD airson dealbhadh PCB cruth. The designer must coordinate with the PCB manufacturer about the software used to lay out the PCB design so that there are no compatibility issues. Is e am bathar-bog dealbhaidh CAD PCB as mòr-chòrdte Altium Designer, Eagle, ORCAD agus Mentor PADS.

Às deidh gabhail ri dealbhadh PCB airson saothrachadh, gineadh an dealbhaiche faidhle bho dhealbhadh ris an deach gabhail leis an neach-dèanamh PCB. This file is called a GERBER file. Gerber files are standard files used by most PCB manufacturers to display components of the PCB layout, such as copper tracking layers and welding masks. Gerber files are 2D vector image files. Tha an Gerber leudaichte a ’toirt seachad toradh foirfe.

Tha algorithms air a mhìneachadh le neach-cleachdaidh / dealbhaiche anns a ’bhathar-bog le prìomh eileamaidean leithid leud slighe, farsaingeachd iomall pleata, farsaingeachd agus farsaingeachd tuill, agus meud tuill. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. After the design is validated, it is sent to the PCB manufacturer where it is checked for DFM. DFM (Manufacturing Design) checks are used to ensure minimum tolerances for PCB designs.

< b&gt; Step 2: GERBER to photo

The special printer used to print PCB photos is called a plotter. Bidh na cuilbheartaich sin a ’clò-bhualadh bùird cuairte air film. Tha na filmichean sin air an cleachdadh gus ìomhaigh a dhèanamh air PCBS. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

The plastic sheet removed from the plotter is a PCB printed with black ink. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. Air an làimh eile, airson an fhilleadh a-muigh, thèid an inc dubh a shnaidheadh ​​air falbh agus thèid an àite bàn a chleachdadh airson a ’chopair. These films should be stored properly to avoid unnecessary contact or fingerprints.

Tha am film fhèin aig gach còmhdach. Tha film air leth aig an masg tàthaidh. Feumaidh na filmichean sin uile a bhith air an aonachadh ri chèile gus co-thaobhadh PCB a tharraing. Tha an co-thaobhadh PCB seo air a choileanadh le bhith ag atharrachadh a ’bheing-obrach ris a bheil am film a’ freagairt, agus faodar an co-thaobhadh as fheàrr a choileanadh às deidh calibachadh beag air a ’bheing-obrach. These films must have alignment holes to hold each other accurately. Bidh am prìne suidheachaidh a ’freagairt a-steach don toll suidheachaidh.

Ceum 3: Clò-bhualadh a-staigh: photoresist agus copar

These photographic films are now printed on copper foil. Tha structar bunaiteach PCB air a dhèanamh le laminate. The core material is epoxy resin and glass fiber called the base material. Bidh an laminate a ’faighinn an copar a tha a’ dèanamh suas am PCB. Tha an substrate a ’toirt seachad àrd-ùrlar cumhachdach airson PCBS. Tha an dà thaobh còmhdaichte le copar. The process involves removing copper to reveal the design of the film.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. Dèan cinnteach nach eil gràinean duslach air a ’PCB. Rud eile, faodaidh an cuairteachadh a bhith goirid no fosgailte

Tha film photoresist a-nis air a chleachdadh. Tha Photoresist air a dhèanamh de cheimigean fotosensitive a bhios a ’cruadhachadh nuair a chuirear rèididheachd ultraviolet an sàs. Feumar dèanamh cinnteach gu bheil film dhealbhan agus film photoresist a ’maidseadh gu dìreach.

These photographic and photolithographic films are attached to the laminate by fixing pins. A-nis tha rèididheachd ultraviolet air a chur an sàs. Bidh an inc dubh air fiolm dealbh a ’cuir casg air solas ultraviolet, mar sin a’ cur casg air a ’chopar fodha agus gun a bhith a’ cruadhachadh an photoresist fo na comharran inc dubh. Bidh an raon follaiseach fo smachd solas UV, mar sin a ’cruadhachadh an cus photoresist a thèid a thoirt air falbh.

The plate is then cleaned with an alkaline solution to remove excess photoresist. The circuit board will now dry.

Faodaidh PCBS a-nis na uèirichean copair a chòmhdach gus slighean cuairteachaidh a dhèanamh le ath-ghoiridean corrach. Ma tha am bòrd dà shreath, thèid a chleachdadh airson drileadh, air dhòigh eile thèid barrachd cheumannan a ghabhail.

Ceum 4: Thoir air falbh copar nach eileas ag iarraidh

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Cha tèid an copar fon photoresist cruaidh a thoirt air falbh.

Thèid an photoresist a tha a-nis cruaidh a thoirt air falbh gus an copar a tha a dhìth a dhìon. Tha seo air a dhèanamh le bhith a ’nighe a’ PCB le fuasgladh eile.

Ceum 5: Co-thaobhadh sreathan agus sgrùdadh optigeach

After all the layers have been prepared, they align with each other. Faodar seo a dhèanamh le bhith a ’stampadh an toll clàraidh mar a chaidh a mhìneachadh sa cheum roimhe. Technicians place all the layers in a machine called an “optical punch.” Bidh an inneal seo a ’punch tuill gu ceart.

The number of layers placed and errors that occur cannot be reversed.

Bidh lorgaire optigeach fèin-ghluasadach a ’cleachdadh laser gus uireasbhaidhean sam bith a lorg agus coimeas a dhèanamh eadar an ìomhaigh dhidseatach ri faidhle Gerber.

Ceum 6: Cuir sreathan agus ceanglaichean ris

Aig an ìre seo, tha na sreathan uile, a ’gabhail a-steach an còmhdach a-muigh, air an glaodhadh ri chèile. Thèid na sreathan uile a chruachadh air mullach an t-substrate.

Tha an còmhdach a-muigh air a dhèanamh de fiberglass “preimpregnated” le roisinn epocsa ris an canar preimpregnated. Bidh mullach is bonn an t-substrate air a chòmhdach le sreathan tana copair air an sgrìobadh le loidhnichean lorg copair.

Clàr stàilinn trom le clamps meatailt airson sreathan ceangail / brùthadh. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

Stàlaich an còmhdach prepreg air a ’bhòrd calibration, an uairsin cuir a-steach an t-substrate substrate air, agus an uairsin cuir a’ phlàta copair. Tha barrachd lannan prepreg air an cur san aon dòigh, agus mu dheireadh tha am foil alùmanum a ’crìochnachadh a’ chruach.

Bidh an coimpiutair gu fèin-ghluasadach a ’pròiseas nam meadhanan, a’ teasachadh a ’chruach agus ga fhuarachadh aig ìre fo smachd.

A-nis bheir teicneòlaichean air falbh am prìne agus am plàta cuideam gus am pasgan fhosgladh.

Ceum 7: Drill tuill

A-nis tha an t-àm ann tuill a dhrileadh ann am PCBS cruachan. Faodaidh buillean drile mionaideachd tuill 100 micron trast-thomhas a choileanadh le mionaideachd àrd. The bit is pneumatic and has a spindle speed of about 300K RPM. But even with that speed, the drilling process takes time, because each hole takes time to drill perfectly. Comharrachadh ceart air suidheachadh bit le aithnichearan stèidhichte air X-ray.

Drilling files are also generated by the PCB designer at an early stage for the PCB manufacturer. Bidh am faidhle drile seo a ’dearbhadh gluasad mionaid a’ bhìdeag agus a ’dearbhadh far a bheil an drile.These holes will now become plated through holes and holes.

Ceum 8: Plating agus tasgadh copair

An dèidh glanadh gu faiceallach, tha am pannal PCB a-nis air a thasgadh gu ceimigeach. During this time, thin layers (1 micron thick) of copper are deposited on the surface of the panel. Bidh copar a ’sruthadh a-steach don toll-cladhaich. Tha ballachan nan tuill gu tur copair-plated. Tha smachd air a ’phròiseas iomlan de bhith a’ dupadh agus a ’toirt air falbh le coimpiutair

Ceum 9: Ìomhaigh an còmhdach a-muigh

As with the inner layer, photoresist is applied to the outer layer, the prepreg panel and the black ink film connected together have now burst in the yellow room with ultraviolet light. Photoresist hardens. Tha am pannal a-nis air a nighe le inneal gus an stuth cruadhachaidh a tha air a dhìon le neo-sheasmhachd an inc dhubh a thoirt air falbh.

Ceum 10: A ’cur còmhdach a-muigh:

Plàta electroplated le còmhdach copair tana. Às deidh a ’chiad plastadh copair, tha am pannal ann an staoin gus copar sam bith a tha air fhàgail air a’ phlàta a thoirt air falbh. Bidh staoin rè an ìre searbhachaidh a ’cur casg air a’ phàirt a tha riatanach den phannal a bhith air a seuladh le copar. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

Thèid copar agus copar gun iarraidh a thoirt air falbh bhon fhilleadh dìonach. Thathas a ’cleachdadh cheimigean gus cus copar a ghlanadh. Tin, on the other hand, covers the required copper. Tha e a-nis mu dheireadh a ’leantainn chun cheangal agus slighe cheart

Step 12: Welding mask application

Glan am pannal agus còmhdaichidh inc bacadh solder epoxy air a ’phannal. Tha rèididheachd UV air a chuir air a ’phlàta tron ​​fhilm dhealbhan masg tàthaidh. Tha a ’chuibhreann a tha air a chòmhdach fhathast gun fhosgladh agus thèid a thoirt air falbh. Now place the circuit board in the oven to repair the solder film.

Ceum 13: Làimhseachadh uachdar

Tha HASL (Hot Air Solder Leveling) a ’toirt seachad comasan soldering a bharrachd airson PCBS. Tha RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) a ’tabhann bogadh òir agus bogadh airgid HASL. Bidh HASL a ’toirt seachad eadhon padaichean. Bidh seo a ’leantainn gu crìoch uachdar.

Ceum 14: Clò-bhualadh scrion

< p&gt;

Tha PCBS aig an ìre mu dheireadh agus a ’gabhail ri clò-bhualadh / sgrìobhadh inkjet air an uachdar. Tha seo air a chleachdadh gus fiosrachadh cudromach co-cheangailte ris a ’PCB a riochdachadh.

Ceum 15: Deuchainn dealain

Is e an ìre mu dheireadh an deuchainn dealain den PCB mu dheireadh. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. Aig RayPCB, bidh sinn a ’tabhann deuchainn snàthad itealaich no deuchainn leabaidh ìnean.

Ceum 16: Dèan anailis

The final step is to cut the plate from the original panel. Tha an router air a chleachdadh airson an adhbhar seo le bhith a ’cruthachadh bhileagan beaga air oirean a’ bhùird gus am bi e furasta am bòrd a chuir a-mach às a ’phannal.