से पहले पीसीबी, सर्किट पॉइंट-टू-पॉइंट वायरिंग से बने होते थे। इस पद्धति की विश्वसनीयता बहुत कम है, क्योंकि जैसे-जैसे सर्किट की उम्र बढ़ती है, लाइन के टूटने से लाइन नोड का ब्रेक या शॉर्ट सर्किट हो जाएगा। वाइंडिंग सर्किट तकनीक में एक प्रमुख प्रगति है, जो कनेक्शन बिंदु पर कॉलम के चारों ओर छोटे-व्यास के तार को घुमाकर सर्किट के स्थायित्व और परिवर्तनशीलता में सुधार करती है।

जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग वैक्यूम ट्यूब और रिले से सिलिकॉन सेमीकंडक्टर्स और इंटीग्रेटेड सर्किट में चला गया, इलेक्ट्रॉनिक घटकों का आकार और कीमत गिर गई। उपभोक्ता क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की लगातार बढ़ती उपस्थिति ने निर्माताओं को छोटे और अधिक लागत प्रभावी समाधानों की तलाश करने के लिए प्रेरित किया है। इस प्रकार, पीसीबी का जन्म हुआ। पीसीबी की निर्माण प्रक्रिया बहुत जटिल है। एक उदाहरण के रूप में चार-परत पीसीबी लेते हुए, निर्माण प्रक्रिया में मुख्य रूप से पीसीबी लेआउट, कोर बोर्ड उत्पादन, आंतरिक पीसीबी लेआउट स्थानांतरण, कोर बोर्ड ड्रिलिंग और निरीक्षण, फाड़ना, ड्रिलिंग, तांबे की रासायनिक वर्षा छेद की दीवार, बाहरी पीसीबी लेआउट स्थानांतरण, बाहरी पीसीबी शामिल हैं। नक़्क़ाशी और अन्य कदम।

1. पीसीबी लेआउट

पीसीबी उत्पादन का पहला चरण पीसीबी लेआउट को व्यवस्थित और जांचना है। पीसीबी निर्माण संयंत्र पीसीबी डिजाइन कंपनी से सीएडी फाइलें प्राप्त करता है। चूँकि प्रत्येक CAD सॉफ़्टवेयर का अपना विशिष्ट फ़ाइल स्वरूप होता है, PCB प्लांट उन्हें एक एकीकृत प्रारूप में परिवर्तित करता है – विस्तारित Gerber RS-274X या Gerber X2। फिर कारखाने के इंजीनियर जांच करेंगे कि क्या पीसीबी लेआउट उत्पादन प्रक्रिया के अनुरूप है, क्या कोई दोष और अन्य समस्याएं हैं।

2. कोर प्लेट उत्पादन

तांबे की प्लेट को साफ करें, अगर धूल से अंतिम सर्किट शॉर्ट सर्किट या ब्रेक हो सकता है। चित्र 1 8-लेयर PCB का एक उदाहरण है, जो वास्तव में 3 कॉपर-क्लैड प्लेट्स (कोर बोर्ड्स) प्लस 2 कॉपर फिल्मों से बना है और फिर सेमी-क्योर शीट्स के साथ चिपका हुआ है। उत्पादन क्रम मध्य में कोर बोर्ड (लाइनों की चार या पांच परतों) से शुरू होता है, और तय होने से पहले लगातार एक साथ ढेर किया जाता है। 4-लेयर पीसीबी समान रूप से बनाया गया है, लेकिन केवल एक कोर प्लेट और दो तांबे की फिल्मों के साथ।

3. इंटरमीडिएट कोर बोर्ड सर्किट बनाएं

इनर पीसीबी के लेआउट ट्रांसफर को सबसे पहले सबसे मध्य कोर बोर्ड (कोर) का टू-लेयर सर्किट बनाना चाहिए। कॉपर-क्लैड प्लेट को साफ करने के बाद, सतह को एक प्रकाश संवेदनशील फिल्म से ढक दिया जाता है। प्रकाश के संपर्क में आने पर फिल्म जम जाती है, जिससे कॉपर-क्लैड प्लेट की कॉपर फॉयल पर एक सुरक्षात्मक फिल्म बन जाती है। पीसीबी लेआउट फिल्म की दो परतें और कॉपर क्लैड बोर्ड की दो परतें डालें, और अंत में पीसीबी लेआउट फिल्म की ऊपरी परत डालें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पीसीबी लेआउट फिल्म स्टैकिंग स्थिति की ऊपरी और निचली परतें सटीक हैं। फोटोसेंसिटाइज़र तांबे की पन्नी पर प्रकाश संवेदनशील फिल्म को विकिरणित करने के लिए यूवी लैंप का उपयोग करता है। पारदर्शी फिल्म के तहत प्रकाश संवेदनशील फिल्म जम जाती है, और अपारदर्शी फिल्म के तहत प्रकाश संवेदनशील फिल्म जमती नहीं है। ठोस फोटोसेंसिटिव फिल्म द्वारा कवर की गई तांबे की पन्नी पीसीबी लेआउट लाइन की जरूरत होती है, जो मैनुअल पीसीबी की लेजर प्रिंटर स्याही की भूमिका के बराबर होती है। असंक्रमित फिल्म को फिर लाइ से धोया जाता है और आवश्यक कॉपर फॉयल सर्किट को ठीक की गई फिल्म से ढक दिया जाता है। फिर अवांछित तांबे की पन्नी को NaOH जैसे मजबूत आधार के साथ हटा दिया जाता है। पीसीबी लेआउट सर्किट के लिए आवश्यक तांबे की पन्नी को उजागर करने के लिए ठीक की गई प्रकाश संवेदनशील फिल्म को फाड़ दें।

4. कोर प्लेट ड्रिलिंग और निरीक्षण

कोर प्लेट को सफलतापूर्वक बनाया गया है। फिर अन्य कच्चे माल के साथ आसान संरेखण के लिए कोर प्लेट में विपरीत छेद बनाएं। एक बार जब कोर बोर्ड को पीसीबी की अन्य परतों के साथ दबाया जाता है, तो इसे संशोधित नहीं किया जा सकता है, इसलिए इसकी जांच करना बहुत महत्वपूर्ण है। त्रुटियों की जांच के लिए मशीन स्वचालित रूप से पीसीबी लेआउट ड्रॉइंग के साथ तुलना करेगी।

5. टुकड़े टुकड़े

यहां हमें एक नए कच्चे माल की जरूरत है जिसे सेमी-क्योर्ड शीट कहा जाता है, जो कोर बोर्ड और कोर बोर्ड (पीसीबी लेयर और जीटी; 4), और कोर प्लेट और बाहरी तांबे की पन्नी के बीच चिपकने वाला, लेकिन इन्सुलेशन में भी भूमिका निभाता है। तांबे की पन्नी की निचली परत और अर्ध-ठोस शीट की दो परतें पहले से पोजिशनिंग होल और निचली लोहे की प्लेट की निश्चित स्थिति के माध्यम से होती हैं, और फिर अच्छी कोर प्लेट को भी पोजिशनिंग होल में डाल दिया जाता है, और अंत में दो परतों को बदल दिया जाता है। अर्ध-ठोस शीट की, तांबे की पन्नी की एक परत और कोर प्लेट पर दबाव वाली एल्यूमीनियम प्लेट की एक परत। लोहे की प्लेट से जकड़े हुए पीसीबी बोर्ड को सपोर्ट पर रखा जाता है, और फिर लेमिनेशन के लिए वैक्यूम हॉट प्रेस में रखा जाता है। वैक्यूम हॉट प्रेस में गर्मी अर्ध-ठीक शीट में एपॉक्सी राल को पिघला देती है, दबाव में कोर और तांबे की पन्नी को एक साथ रखती है। लैमिनेटिंग के बाद, पीसीबी को दबाने वाली ऊपर की लोहे की प्लेट को हटा दें। फिर प्रेशराइज्ड एल्युमिनियम प्लेट को हटा दिया जाता है। एल्युमीनियम प्लेट विभिन्न पीसीबी को अलग करने और पीसीबी की बाहरी परत पर चिकनी तांबे की पन्नी सुनिश्चित करने में भी भूमिका निभाती है। पीसीबी के दोनों किनारों को चिकनी तांबे की पन्नी की एक परत के साथ कवर किया गया है।

6. ड्रिलिंग

तांबे की पन्नी की चार परतों को जोड़ने के लिए जो एक दूसरे को पीसीबी में नहीं छूती हैं, पहले पीसीबी के माध्यम से छेद ड्रिल करें, फिर बिजली का संचालन करने के लिए छेद की दीवारों को धातुकृत करें। आंतरिक परत के कोर बोर्ड का पता लगाने के लिए एक्स-रे ड्रिलिंग मशीन का उपयोग किया जाता है। मशीन स्वचालित रूप से कोर बोर्ड पर छेद की स्थिति को ढूंढेगी और उसका पता लगाएगी, और फिर पीसीबी के लिए पोजिशनिंग होल बनाएगी ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि निम्नलिखित ड्रिलिंग छेद की स्थिति के केंद्र के माध्यम से है। पंच मशीन पर एल्युमिनियम की एक शीट रखें और फिर उसके ऊपर पीसीबी रखें। दक्षता में सुधार के लिए, पीसीबी परतों की संख्या के अनुसार वेध के लिए एक से तीन समान पीसीबी बोर्ड एक साथ रखे जाते हैं। अंत में, शीर्ष पीसीबी एल्यूमीनियम की एक परत के साथ कवर किया गया है, एल्यूमीनियम की ऊपर और नीचे की परतें ताकि जब ड्रिल अंदर और बाहर हो, तो पीसीबी पर तांबे की पन्नी फटे नहीं। पिछली लैमिनेटिंग प्रक्रिया में, पिघले हुए एपॉक्सी को पीसीबी के बाहर से बाहर निकाला गया था, इसलिए इसे हटाने की जरूरत थी। डाई मिलिंग मशीन सही XY निर्देशांक के अनुसार PCB की परिधि को काटती है।

7. ताँबे की रोमछिद्रों पर रासायनिक अवक्षेपण

चूंकि लगभग सभी पीसीबी डिजाइन लाइनों की विभिन्न परतों को जोड़ने के लिए छिद्रों का उपयोग करते हैं, इसलिए एक अच्छे कनेक्शन के लिए छेद की दीवार पर 25 माइक्रोन तांबे की फिल्म की आवश्यकता होती है। तांबे की फिल्म की यह मोटाई इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा प्राप्त की जाती है, लेकिन छेद की दीवार गैर-प्रवाहकीय एपॉक्सी राल और फाइबरग्लास बोर्ड से बनी होती है। इसलिए, पहला कदम छेद की दीवार पर प्रवाहकीय सामग्री की एक परत जमा करना है, और रासायनिक जमाव के माध्यम से छेद की दीवार सहित पूरी पीसीबी सतह पर 1-माइक्रोन तांबे की फिल्म बनाना है। रासायनिक उपचार और सफाई जैसी पूरी प्रक्रिया को मशीनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

8. बाहरी पीसीबी के लेआउट को स्थानांतरित करें

इसके बाद, बाहरी पीसीबी के लेआउट को कॉपर फ़ॉइल में स्थानांतरित कर दिया जाएगा। प्रक्रिया आंतरिक कोर बोर्ड के पीसीबी लेआउट के समान है, जिसे फोटोकॉपी फिल्म और फोटोसेंसिटिव फिल्म का उपयोग करके तांबे की पन्नी में स्थानांतरित किया जाता है। फर्क सिर्फ इतना है कि पॉजिटिव प्लेट को बोर्ड की तरह इस्तेमाल किया जाएगा। आंतरिक पीसीबी लेआउट स्थानांतरण घटाव विधि को अपनाता है और बोर्ड के रूप में नकारात्मक प्लेट को अपनाता है। ठोस फोटोसेंसिटिव फिल्म द्वारा कवर किया गया पीसीबी सर्किट है, अनसॉलिडेड फोटोसेंसिटिव फिल्म को साफ करता है, एक्सपोज्ड कॉपर फॉयल को उकेरा जाता है, पीसीबी लेआउट सर्किट को सॉलिफाइड फोटोसेंसिटिव फिल्म द्वारा संरक्षित किया जाता है। बाहरी पीसीबी लेआउट को सामान्य विधि द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, और सकारात्मक प्लेट का उपयोग बोर्ड के रूप में किया जाता है। एक पीसीबी पर एक ठीक की गई फिल्म द्वारा कवर किया गया क्षेत्र एक गैर-लाइन क्षेत्र है। असुरक्षित फिल्म की सफाई के बाद, इलेक्ट्रोप्लेटिंग की जाती है। कोई फिल्म नहीं है जिसे इलेक्ट्रोप्लेट किया जा सकता है, और कोई फिल्म नहीं है, पहले तांबा और फिर टिन चढ़ाना। फिल्म को हटाने के बाद, क्षारीय नक़्क़ाशी की जाती है, और अंत में टिन को हटा दिया जाता है। सर्किट पैटर्न को बोर्ड पर छोड़ दिया जाता है क्योंकि यह टिन द्वारा संरक्षित होता है। पीसीबी को जकड़ें और तांबे को इलेक्ट्रोप्लेट करें। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि छेद में अच्छी विद्युत चालकता है, छेद की दीवार पर इलेक्ट्रोप्लेटेड तांबे की फिल्म की मोटाई 25 माइक्रोन होनी चाहिए, इसलिए इसकी सटीकता सुनिश्चित करने के लिए पूरे सिस्टम को कंप्यूटर द्वारा स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जाएगा।

9. बाहरी पीसीबी नक़्क़ाशी

इसके बाद, एक पूर्ण स्वचालित असेंबली लाइन नक़्क़ाशी प्रक्रिया को पूरा करती है। सबसे पहले, पीसीबी बोर्ड पर ठीक की गई फिल्म को साफ करें। फिर एक मजबूत क्षार का उपयोग अवांछित तांबे की पन्नी को साफ करने के लिए किया जाता है जो इसके द्वारा कवर किया जाता है। फिर पीसीबी लेआउट के कॉपर फ़ॉइल पर टिन कोटिंग को टिन स्ट्रिपिंग सॉल्यूशन से हटा दिया जाता है। सफाई के बाद, 4 परतों वाला पीसीबी लेआउट पूरा हो गया है।