Tiskana pločica (PCB) kamen su temeljac gotovo svih elektroničkih uređaja. Ove nevjerojatne PCB -e mogu se pronaći u mnogim naprednim i osnovnim elektroničkim uređajima, uključujući Android telefone, prijenosna računala, računala, kalkulatore, pametne satove i drugo. U vrlo osnovnom jeziku, PCB je ploča koja usmjerava elektroničke signale u uređaju, što rezultira električnim performansama i zahtjevima uređaja koje je postavio dizajner.

PCB se sastoji od podloge od materijala FR-4 i bakrenih staza u cijelom krugu sa signalima na ploči.

Prije projektiranja PCB -a, dizajner elektroničkih kola mora posjetiti radionicu za proizvodnju PCB -a kako bi u potpunosti razumio kapacitet i ograničenja proizvodnje PCB -a. Sadržaji. To je važno jer mnogi dizajneri PCB -a nisu svjesni ograničenja proizvodnih pogona za PCB -e, a kada pošalju projektni dokument u proizvodnu radionicu/pogon za PCB -e, vraćaju se i traže promjene kako bi zadovoljili kapacitet/ograničenja procesa proizvodnje PCB -a. Međutim, ako dizajner sklopova radi za tvrtku koja nema internu tvornicu za proizvodnju PCB-a, a tvrtka vanjske poslove prepušta vanjskom tvornici za proizvodnju PCB-a, tada se dizajner mora obratiti proizvođaču na mreži i zatražiti ograničenja ili specifikacije kao najveća debljina bakrene ploče u minuti, najveći broj slojeva, minimalni otvor i najveća veličina PCB ploča.

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.

Koraci procesa proizvodnje PCB -a

Korak 1: Dizajn PCB -a i GERBER datoteke

< p> Dizajneri krugova crtaju shematske dijagrame u CAD softveru za dizajn PCB -a. Dizajner se mora uskladiti s proizvođačem PCB -a oko softvera koji se koristi za postavljanje dizajna PCB -a tako da nema problema s kompatibilnošću. Najpopularniji softver za projektiranje CAD PCB -a je Altium Designer, Eagle, ORCAD i Mentor PADS.

Nakon što je dizajn PCB -a prihvaćen za proizvodnju, dizajner će generirati datoteku iz prihvaćenog dizajna proizvođača tiskanih pločica. Ta se datoteka naziva GERBER datoteka. Gerber datoteke standardne su datoteke koje većina proizvođača PCB -a koristi za prikaz komponenti rasporeda PCB -a, poput slojeva za praćenje bakra i maski za zavarivanje. Gerber files are 2D vector image files. Produženi Gerber pruža savršen izlaz.

Softver ima algoritme definirane od strane korisnika/dizajnera s ključnim elementima kao što su širina kolosijeka, razmak rubova ploče, razmak tragova i rupa te veličina rupe. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. Nakon što je dizajn potvrđen, šalje se proizvođaču PCB -a gdje se provjerava ima li DFM. DFM (Manufacturing Design) provjere koriste se kako bi se osigurale minimalne tolerancije za dizajne PCB -a.

< b&gt; Step 2: GERBER to photo

Posebni pisač koji se koristi za ispis fotografija s PCB -a naziva se ploter. Ovi ploteri će ispisivati ​​ploče na film. Ovi se filmovi koriste za snimanje PCBS -a. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

Plastični list uklonjen s plotera je PCB tiskan crnom tintom. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. S druge strane, za vanjski sloj, crna tinta će se gravirati, a prazno područje koristiti za bakar. Ove filmove treba pravilno pohraniti kako bi se izbjegao nepotreban kontakt ili otisci prstiju.

Svaki sloj ima svoj film. Maska za zavarivanje ima zasebni film. Svi ti filmovi moraju se poravnati kako bi se postiglo poravnanje PCB -a. Ovo poravnavanje PCB -a postiže se podešavanjem radnog stola na koji film pristaje, a optimalno poravnanje može se postići nakon manje kalibracije radnog stola. Ovi filmovi moraju imati rupe za poravnanje kako bi se međusobno točno držali. Igla za postavljanje će stati u otvor za lociranje.

Korak 3: Unutarnji ispis: fotootpor i bakar

Ovi fotografski filmovi sada se tiskaju na bakrenoj foliji. Osnovna struktura PCB -a izrađena je od laminata. Materijal jezgre je epoksidna smola i staklena vlakna koja se nazivaju osnovni materijal. Laminat prima bakar koji čini PCB. Podloga pruža moćnu platformu za PCBS. Obje strane prekrivene su bakrom. Postupak uključuje uklanjanje bakra kako bi se otkrio dizajn filma.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. Uvjerite se da na PCB -u nema čestica prašine. U suprotnom, krug može biti kratak ili otvoren

Sada se koristi fotootporni film. Fotootpornik je izrađen od fotoosjetljivih kemikalija koje se stvrdnjavaju pri primjeni ultraljubičastog zračenja. Mora se osigurati da se fotografski film i fotootporni film točno podudaraju.

Ovi fotografski i fotolitografski filmovi pričvršćuju se na laminat pričvrsnim iglama. Sada se primjenjuje ultraljubičasto zračenje. Crna tinta na fotografskom filmu blokirat će ultraljubičasto svjetlo, sprječavajući time bakar ispod i ne učvršćujući fotootpor ispod tragova crne tinte. Prozirno područje bit će izloženo UV svjetlu, čime će se učvrstiti višak fotootpora koji će se ukloniti.

Ploča se zatim čisti alkalnom otopinom kako bi se uklonio višak fotootpora. Pločica će se sada osušiti.

PCBS sada može pokriti bakrene žice koje se koriste za izradu tragova sklopova sredstvima protiv korozije. Ako je ploča dvoslojna, tada će se koristiti za bušenje, u protivnom će se poduzeti više koraka.

Korak 4: Uklonite neželjeni bakar

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Bakar ispod otvrdnutog fotootpornika neće se ukloniti.

Sada otvrdnuti fotootpornik bit će uklonjen radi zaštite potrebnog bakra. To se postiže ispiranjem PCB -a drugim otapalom.

Korak 5: Poravnanje sloja i optička inspekcija

Nakon što su svi slojevi pripremljeni, oni se međusobno poravnavaju. To se može učiniti utiskivanjem rupe za registraciju kako je opisano u prethodnom koraku. Tehničari postavljaju sve slojeve u stroj nazvan “optički probijač”. Ovaj stroj će precizno izbušiti rupe.

Broj postavljenih slojeva i pogreške koje se pojavljuju ne mogu se poništiti.

Automatski optički detektor upotrijebit će laser za otkrivanje nedostataka i usporedbu digitalne slike s Gerberovom datotekom.

Korak 6: Dodajte slojeve i vezivanja

U ovoj fazi svi su slojevi, uključujući vanjski sloj, zalijepljeni. Svi slojevi bit će složeni na podlogu.

Vanjski sloj izrađen je od stakloplastike “prethodno impregnirane” epoksidnom smolom koja se naziva prethodno impregnirana. Gornji i donji dio podloge bit će prekriven tankim bakrenim slojevima urezanim bakrenim tragovima.

Teški čelični stol sa metalnim stezaljkama za lijepljenje/prešanje slojeva. Ti su slojevi čvrsto pričvršćeni za stol kako bi se izbjeglo kretanje tijekom kalibracije.

Postavite sloj preprega na kalibracijski stol, zatim na njega postavite sloj podloge, a zatim postavite bakrenu ploču. Više prepreg ploča postavlja se na sličan način, a na kraju aluminijska folija dovršava slaganje.

Računalo će automatizirati proces preše, zagrijavajući hrpu i hladeći je kontroliranom brzinom.

Sada će tehničari ukloniti iglu i pritisnu ploču kako bi otvorili paket.

Korak 7: Izbušite rupe

Sada je vrijeme za bušenje rupa u naslaganom PCBS -u. S preciznim svrdlom mogu se postići rupe promjera 100 mikrona s velikom preciznošću. Bit je pneumatski i ima brzinu vretena oko 300K RPM. No čak i pri toj brzini, proces bušenja traje, jer svakoj rupi treba vremena da se savršeno izbuši. Točna identifikacija položaja bita pomoću rendgenskih identifikatora.

Datoteke za bušenje također je generirao dizajner PCB -a u ranoj fazi za proizvođača PCB -a. Ova datoteka bušilice određuje minutno kretanje svrdla i određuje mjesto svrdla.These holes will now become plated through holes and holes.

Korak 8: Platiranje i taloženje bakra

Nakon pažljivog čišćenja, PCB ploča je sada kemijski taložena. Za to vrijeme, tanki slojevi (debljine 1 mikrona) bakra talože se na površini ploče. Bakar se slijeva u bušotinu. Zidovi rupa potpuno su bakreni. Cijeli proces uranjanja i uklanjanja kontrolira računalo

Korak 9: Slikajte vanjski sloj

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. Ploča se sada pere u stroju kako bi se uklonio otpor otvrdnuća zaštićen neprozirnošću crne tinte.

Korak 10: Pokrivanje vanjskog sloja:

Galvanizirana ploča s tankim slojem bakra. Nakon početnog popločavanja bakra, ploča se kalaji kako bi se uklonio bakar koji je ostao na ploči. Kositar tijekom faze jetkanja sprječava brtvljenje potrebnog dijela ploče od bakra. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

Neželjeni bakar i bakar bit će uklonjeni iz zaostalog sloja otpora. Kemikalije se koriste za čišćenje viška bakra. Kositar, s druge strane, pokriva potrebni bakar. Sada konačno vodi do ispravne veze i traga

Korak 12: Nanošenje maske za zavarivanje

Očistite ploču i tinte koja blokiraju epoksidno lemljenje prekrivat će ploču. UV zračenje se nanosi na ploču kroz fotografsku foliju maske za zavarivanje. Prekriveni dio ostaje otvrdnut i bit će uklonjen. Sada stavite ploču u pećnicu kako biste popravili film za lemljenje.

Korak 13: Obrada površine

HASL (Hot Air Solder Leveling) pruža dodatne mogućnosti lemljenja za PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) nudi uranjanje u zlato i potapanje u srebro HASL. HASL nudi ujednačene jastučiće. To rezultira završnom obradom površine.

Korak 14: Sitotisak

< p>

PCBS su u završnoj fazi i prihvaćaju inkjet ispis/pisanje na površini. Ovo se koristi za predstavljanje važnih informacija vezanih za PCB.

Korak 15: Električno ispitivanje

Posljednja faza je električno ispitivanje konačne PCB -a. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. U RayPCB -u nudimo testiranje letećom iglom ili ispitivanje kreveta nokta.

Korak 16: Analizirajte

Posljednji korak je izrezivanje ploče s izvorne ploče. Usmjerivač se u tu svrhu koristi stvaranjem malih naljepnica uz rubove ploče tako da se ploča može lako izbaciti iz ploče.