PCB წარმოების პროცესის ეტაპები

ნაბეჭდი მიკროსქემის ფორუმში (PCB) არის თითქმის ყველა ელექტრონული მოწყობილობის ქვაკუთხედი. ეს საოცარი PCB გვხვდება ბევრ მოწინავე და ძირითად ელექტრონიკაში, მათ შორის Android ტელეფონებში, ლეპტოპებში, კომპიუტერებში, კალკულატორებში, სმარტ საათებში და სხვა. ძალიან ძირითად ენაზე, PCB არის დაფა, რომელიც აგზავნის ელექტრონულ სიგნალებს მოწყობილობაში, რაც იწვევს დიზაინის მიერ მოწყობილობის ელექტრული მუშაობის და მოთხოვნების დადგენას.

PCB შედგება სუბსტრატისგან, რომელიც დამზადებულია FR-4 მასალისაგან და სპილენძის ბილიკებით მთელს წრეში სიგნალებით მთელ დაფაზე.

PCB დიზაინის დაწყებამდე, ელექტრონული სქემის დიზაინერმა უნდა მოინახულოს PCB წარმოების სემინარი, რათა სრულად გაიგოს PCB წარმოების შესაძლებლობები და შეზღუდვები. ობიექტები. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან PCB– ს ბევრმა დიზაინერმა არ იცის PCB– ს წარმოების შეზღუდვების შესახებ და როდესაც ისინი დიზაინის დოკუმენტს აგზავნიან PCB– ს წარმოების მაღაზიაში/ობიექტში, ისინი ბრუნდებიან და ითხოვენ ცვლილებებს PCB წარმოების პროცესის შესაძლებლობების/ლიმიტების დასაკმაყოფილებლად. თუმცა, თუ წრიული დიზაინერი მუშაობს კომპანიაში, რომელსაც არ აქვს შიდა PCB წარმოების მაღაზია და კომპანია აწვდის სამუშაოს უცხო PCB წარმოების ქარხანას, მაშინ დიზაინერმა უნდა დაუკავშირდეს მწარმოებელს ინტერნეტით და მოითხოვოს შეზღუდვები ან სპეციფიკაციები, როგორიცაა როგორც სპილენძის ფირფიტის მაქსიმალური სისქე წუთში, ფენების მაქსიმალური რაოდენობა, მინიმალური დიაფრაგმა და PCB პანელების მაქსიმალური ზომა.

ამ სტატიაში ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ PCB წარმოების პროცესზე, ასე რომ, ეს ნაშრომი სასარგებლო იქნება წრიული დიზაინერებისთვის, რომ თანდათან გაიგონ PCB წარმოების პროცესი, თავიდან აიცილონ დიზაინის შეცდომები.

PCB წარმოების პროცესის ეტაპები

ნაბიჯი 1: PCB დიზაინი და GERBER ფაილები

< p> წრიული დიზაინერები ხატავენ სქემატურ დიაგრამებს CAD პროგრამულ უზრუნველყოფაში PCB დიზაინის განლაგებისათვის. დიზაინერმა უნდა მოახდინოს კოორდინაცია PCB მწარმოებელთან იმ პროგრამული უზრუნველყოფის შესახებ, რომელიც გამოიყენება PCB დიზაინის დასადგენად ისე, რომ არ არსებობდეს თავსებადობის საკითხები. ყველაზე პოპულარული CAD PCB დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფაა Altium Designer, Eagle, ORCAD და Mentor PADS.

მას შემდეგ, რაც PCB დიზაინი მიიღება წარმოებისთვის, დიზაინერი შექმნის ფაილს PCB მწარმოებლის მიერ მიღებული დიზაინისგან. ამ ფაილს ჰქვია GERBER ფაილი. Gerber ფაილები არის სტანდარტული ფაილები, რომლებიც გამოიყენება PCB მწარმოებლების უმეტესობის მიერ PCB განლაგების კომპონენტების საჩვენებლად, როგორიცაა სპილენძის თვალთვალის ფენები და შედუღების ნიღბები. გერბერის ფაილები არის 2D ვექტორული ფაილები. გაფართოებული გერბერი უზრუნველყოფს სრულყოფილ გამომუშავებას.

პროგრამას აქვს მომხმარებლის/დიზაინერის მიერ განსაზღვრული ალგორითმები ისეთი ძირითადი ელემენტებით, როგორიცაა ბილიკის სიგანე, ფირფიტების კიდეების დაშორება, კვალი და ხვრელების ინტერვალი და ხვრელის ზომა. ალგორითმს აწარმოებს დიზაინერი, რათა შეამოწმოს შეცდომები დიზაინში. მას შემდეგ, რაც დიზაინი დადასტურდება, იგი ეგზავნება PCB მწარმოებელს, სადაც შემოწმებულია DFM- ისთვის. DFM (წარმოების დიზაინი) შემოწმება გამოიყენება PCB დიზაინის მინიმალური ტოლერანტობის უზრუნველსაყოფად.

< ბ> ნაბიჯი 2: GERBER ფოტოზე

სპეციალურ პრინტერს, რომელიც გამოიყენება PCB ფოტოების დასაბეჭდად, ეწოდება პლოტერი. ეს პლოტერები ამობეჭდავენ ფირფიტებს ფილმზე. ეს ფილმები გამოიყენება PCBS– ის გამოსახატად. პლოტერები ძალიან ზუსტია ბეჭდვის ტექნიკაში და შეუძლიათ უზრუნველყონ PCB– ის უაღრესად დეტალური დიზაინი.

პლასტმასის ფურცელი ამოღებულია პლანტერიდან PCB შავი მელნით დაბეჭდილი. შიდა ფენის შემთხვევაში, შავი მელანი წარმოადგენს გამტარ სპილენძის ბილიკს, ხოლო ცარიელი ნაწილი არაგამტარ ნაწილს. მეორეს მხრივ, გარე ფენისთვის შავი მელანი ამოღებული იქნება და ცარიელი ადგილი სპილენძისათვის იქნება გამოყენებული. ეს ფილმები უნდა ინახებოდეს სწორად, რათა თავიდან იქნას აცილებული ზედმეტი კონტაქტი ან თითის ანაბეჭდები.

თითოეულ ფენას აქვს საკუთარი ფილმი. შედუღების ნიღაბს აქვს ცალკეული ფილმი. ყველა ეს ფილმი ერთმანეთთან უნდა იყოს შერწყმული PCB- ის გასაზრდელად. PCB– ის ეს განლაგება მიიღწევა სამუშაო მაგიდის მორგებით, რომელზეც ფილმი ჯდება და ოპტიმალური გასწორება მიიღწევა სამუშაო მაგიდის მცირე დაკალიბრების შემდეგ. ამ ფილმებს უნდა ჰქონდეთ გასწორების ხვრელები, რომ ერთმანეთი ზუსტად დაიჭირონ. საიდენტიფიკაციო პინი მოთავსდება საძიებო ხვრელში.

ნაბიჯი 3: შიდა ბეჭდვა: ფოტორეზისტი და სპილენძი

ეს ფოტოგრაფიული ფილმები ახლა დაბეჭდილია სპილენძის კილიტაზე. PCB– ის ძირითადი სტრუქტურა დამზადებულია ლამინატისგან. ძირითადი მასალა არის ეპოქსიდური ფისი და მინის ბოჭკო, რომელსაც ეწოდება ძირითადი მასალა. ლამინატი იღებს სპილენძს, რომელიც ქმნის PCB- ს. სუბსტრატი უზრუნველყოფს მძლავრ პლატფორმას PCBS– სთვის. ორივე მხარე დაფარულია სპილენძით. პროცესი მოიცავს სპილენძის ამოღებას ფილმის დიზაინის გამოსავლენად.

დეკონტამინაცია მნიშვნელოვანია PCBS სპილენძის ლამინატებისგან გასაწმენდად. დარწმუნდით, რომ PCB– ზე არ არის მტვრის ნაწილაკები. წინააღმდეგ შემთხვევაში, წრე შეიძლება იყოს მოკლე ან ღია

ფოტოგადამცემი ფილმი ახლა გამოიყენება. Photoresist დამზადებულია ფოტომგრძნობიარე ქიმიკატებისგან, რომლებიც გამკვრივდება ულტრაიისფერი გამოსხივების გამოყენებისას. უნდა იყოს უზრუნველყოფილი, რომ ფოტოგრაფიული ფილმი და ფოტორეზისტული ფილმი ზუსტად ემთხვეოდეს.

ეს ფოტოგრაფიული და ფოტოლიტოგრაფიული ფილმები ლამინატზე მიმაგრებულია ქინძისთავების დაფიქსირებით. ახლა გამოიყენება ულტრაიისფერი გამოსხივება. შავი მელანი ფოტოგრაფიულ ფილმზე დაბლოკავს ულტრაიისფერ შუქს, რითაც ხელს შეუშლის სპილენძს მის ქვეშ და არ გამკვრივდება ფოტორეზისტი შავი მელნის კვალის ქვეშ. გამჭვირვალე ტერიტორია ექვემდებარება ულტრაიისფერ შუქს, რითაც გამკვრივდება ჭარბი ფოტორეზისტი, რომელიც მოიხსნება.

შემდეგ ფირფიტა იწმინდება ტუტე ხსნარით, ზედმეტი ფოტორეზისტის მოსაშორებლად. მიკროსქემის დაფა ახლა გაშრება.

PCBS– ს ახლა შეუძლია დაფაროს სპილენძის მავთულები, რომლებიც გამოიყენება წრიული ბილიკების დასამზადებლად კოროზიის საწინააღმდეგო საშუალებებით. თუ დაფა არის ორი ფენა, მაშინ ის გამოყენებული იქნება ბურღვისთვის, წინააღმდეგ შემთხვევაში უფრო მეტი ნაბიჯი იქნება გადადგმული.

ნაბიჯი 4: ამოიღეთ არასასურველი სპილენძი

გამოიყენეთ სპილენძის გამხსნელი მძლავრი ხსნარი ჭარბი სპილენძის მოსაშორებლად, ისევე როგორც ტუტე ხსნარი შლის ჭარბი ფოტორეზისტს. გამაგრებული ფოტორეზისტის ქვეშ სპილენძი არ მოიხსნება.

ახლა გამაგრებული ფოტორეზისტი მოიხსნება საჭირო სპილენძის დასაცავად. ეს კეთდება PCB– ის სხვა გამხსნელით გარეცხვით.

ნაბიჯი 5: ფენის გასწორება და ოპტიკური შემოწმება

მას შემდეგ, რაც ყველა ფენა მომზადებულია, ისინი ერთმანეთს უერთდებიან. ეს შეიძლება გაკეთდეს წინა საფეხურზე აღწერილი სარეგისტრაციო ხვრელის ჭედვით. ტექნიკოსები ყველა ფენას ათავსებენ მანქანაში, რომელსაც ეწოდება “ოპტიკური დარტყმა”. ეს მანქანა ზუსტად გააკეთებს ხვრელებს.

განთავსებული ფენების რაოდენობა და წარმოშობილი შეცდომები არ შეიძლება შეცვალოს.

ავტომატური ოპტიკური დეტექტორი გამოიყენებს ლაზერს ნებისმიერი დეფექტის გამოსავლენად და ციფრული გამოსახულების შედარებისთვის გერბერის ფაილს.

ნაბიჯი 6: დაამატეთ ფენები და კავშირები

ამ ეტაპზე, ყველა ფენა, მათ შორის გარე ფენა, ერთმანეთთან არის შეკრული. ყველა ფენა დაიდება სუბსტრატის თავზე.

გარე ფენა დამზადებულია ბოჭკოვანი შუშისგან “წინასწარ გაჟღენთილი” ეპოქსიდური ფისით, რომელსაც ეწოდება წინასწარ გაჟღენთილი. სუბსტრატის ზედა და ქვედა დაფარული იქნება სპილენძის თხელი ფენებით, ამოჭრილი სპილენძის კვალი ხაზებით.

მძიმე ფოლადის მაგიდა ლითონის დამჭერებით ფენების შესაკრავად/დასაჭერად. ეს ფენები მჭიდროდ არის დამაგრებული მაგიდაზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული მოძრაობა დაკალიბრების დროს.

დააინსტალირეთ წინასწარი ფენა კალიბრაციის მაგიდაზე, შემდეგ დააინსტალირეთ მასზე სუბსტრატის ფენა და შემდეგ მოათავსეთ სპილენძის ფირფიტა. სხვა პრეპრეგის ფირფიტები მოთავსებულია ანალოგიურად და ბოლოს ალუმინის კილიტა ასრულებს დასტს.

კომპიუტერი ავტომატიზირებს პრესის პროცესს, ათბობს დასტს და გააცივებს მას კონტროლირებადი სიჩქარით.

ახლა ტექნიკოსები ამოიღებენ პინსა და წნევის ფირფიტას პაკეტის გასახსნელად.

ნაბიჯი 7: გაბურღეთ ხვრელები

ახლა დროა გაბურღოთ ერთმანეთში დაწყობილი PCBS. ზუსტი საბურღი ბით შეუძლია მიაღწიოს 100 მიკრონი დიამეტრის ხვრელებს მაღალი სიზუსტით. ბიტი არის პნევმატური და აქვს spindle სიჩქარე დაახლოებით 300K RPM. ამ სიჩქარითაც კი, ბურღვის პროცესს დრო სჭირდება, რადგან თითოეულ ხვრელს დრო სჭირდება სრულყოფილად გაბურღვისთვის. ბიტის პოზიციის ზუსტი იდენტიფიკაცია რენტგენზე დაფუძნებული იდენტიფიკატორებით.

საბურღი ფაილები ასევე გენერირდება PCB დიზაინერის მიერ ადრეულ ეტაპზე PCB მწარმოებლისათვის. ეს საბურღი ფაილი განსაზღვრავს ბიტის წუთიერ მოძრაობას და განსაზღვრავს ბურღვის ადგილმდებარეობას.ეს ხვრელები ახლა დაფარული იქნება ხვრელებითა და ხვრელებით.

ნაბიჯი 8: დაფარვა და სპილენძის დეპონირება

ფრთხილად გაწმენდის შემდეგ, PCB პანელი ახლა ქიმიურად არის დეპონირებული. ამ დროის განმავლობაში, სპილენძის თხელი ფენები (1 მიკრონი სისქის) დეპონირდება პანელის ზედაპირზე. სპილენძი მიედინება ჭაბურღილში. ხვრელების კედლები მთლიანად სპილენძია. ჩაძირვისა და ამოღების მთელი პროცესი კონტროლდება კომპიუტერის მიერ

ნაბიჯი 9: გამოსახეთ გარე ფენა

შიდა ფენის მსგავსად, ფოტორეზისტი გამოიყენება გარე ფენაზე, წინასწარგანწყობილი პანელი და შავი მელნის ფილმი ერთმანეთთან შეხორცებულია ყვითელ ოთახში ულტრაიისფერი შუქით. ფოტორეზისტი გამკვრივდება. პანელი ახლა გარეცხილია მანქანით, რათა ამოიღოს გამძლეობის წინააღმდეგობა, რომელიც დაცულია შავი მელნის გამჭვირვალეობით.

ნაბიჯი 10: გარე ფენის დაფარვა:

დაფარული ფირფიტა თხელი სპილენძის ფენით. პირველადი სპილენძის მოპირკეთების შემდეგ, პანელი მოოქროვილია ფირფიტაზე დარჩენილი სპილენძის მოსაშორებლად. თუთია გრავირების ფაზაში ხელს უშლის პანელის საჭირო ნაწილის დალუქვას სპილენძით. Etching შლის არასასურველი სპილენძის საწყისი პანელი.

ნაბიჯი 11: ჩატვირთვა

არასასურველი სპილენძი და სპილენძი ამოღებულია ნარჩენი წინააღმდეგობის ფენიდან. ქიმიკატები გამოიყენება ჭარბი სპილენძის გასაწმენდად. კალის, პირიქით, ფარავს საჭირო სპილენძს. ახლა საბოლოოდ მივყავართ სწორ კავშირსა და თვალყურს

ნაბიჯი 12: შედუღების ნიღბის გამოყენება

გაწმინდეთ პანელი და დაფარავს ეპოქსიდური შედუღების მელანი, რომელიც დაფარავს პანელს. ულტრაიისფერი გამოსხივება ფირფიტაზე გამოიყენება შედუღების ნიღბის ფოტოგრაფიული ფილმის საშუალებით. გადახურული ნაწილი რჩება გაუხეშებული და ამოღებული იქნება. ახლა განათავსეთ მიკროსქემის ღუმელი ღუმელში, რათა შეასწოროთ გამწოვი ფილმი.

ნაბიჯი 13: ზედაპირული დამუშავება

HASL (Hot Air Solder Leveling) უზრუნველყოფს PCBS– ის შედუღების დამატებით შესაძლებლობებს. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) გთავაზობთ ოქროს ჩაღრმავებას და ვერცხლის ჩაღრმავებას HASL. HASL უზრუნველყოფს თანაბარ ბალიშებს. ეს იწვევს ზედაპირის დასრულებას.

ნაბიჯი 14: ეკრანის ბეჭდვა

< p>

PCBS დასკვნით ეტაპზეა და იღებს ჭავლური ბეჭდვას/წერას ზედაპირზე. ეს გამოიყენება PCB– სთან დაკავშირებული მნიშვნელოვანი ინფორმაციის წარმოსაჩენად.

ნაბიჯი 15: ელექტრო ტესტი

დასკვნითი ეტაპი არის საბოლოო PCB- ის ელექტრული ტესტი. ავტომატური პროცესი ამოწმებს PCB- ის ფუნქციონირებას ორიგინალური დიზაინის შესატყვისად. RayPCB– ში ჩვენ გთავაზობთ საფრენი ნემსის გამოცდას ან ფრჩხილის საწოლის ტესტირებას.

ნაბიჯი 16: ანალიზი

საბოლოო ნაბიჯი არის ფირფიტის გაჭრა ორიგინალური პანელიდან. როუტერი გამოიყენება ამ მიზნით დაფის კიდეების გასწვრივ მცირე ზომის ეტიკეტების შესაქმნელად, რათა დაფა ადვილად ამოიყვანოს პანელიდან.