Баспа платасы (ПХД) барлық дерлік электрондық құрылғылардың іргетасы болып табылады. Бұл таңғажайып ПХД көптеген заманауи электроникада, соның ішінде Android телефондарында, ноутбуктерде, компьютерлерде, калькуляторларда, ақылды сағаттарда және т.б. 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.

ПХД барлық тақтада сигналдары бар схема бойынша FR-4 материалынан және мыс жолдарынан жасалған субстраттан тұрады.

ПХД құрастырудан бұрын, электронды схеманың конструкторы ПХД өндірісінің мүмкіндіктері мен шектеулерін толық түсіну үшін ПХД өндіру цехына баруы керек. Нысандар. Бұл маңызды, себебі көптеген ПХД дизайнерлері ПХД өндірісінің шектеулері туралы білмейді және ПХД өндіру цехына/қондырғысына жобалау құжатын жібергенде, олар ПХД өндіру процесінің мүмкіндіктері/шектеулеріне сәйкес келетін өзгерістерді сұрайды. Алайда, егер схемалық конструктор ПХД шығаратын ішкі цехы жоқ компанияда жұмыс жасаса, және компания бұл жұмысты шетелдік ПХД шығаратын зауытқа тапсырса, онда дизайнер өндірушіге желіде хабарласып, шектеулер немесе техникалық сипаттамалар сұрауы керек. мыс пластинасының максималды қалыңдығы минутына, қабаттардың максималды саны, минималды саңылау және ПХД панельдерінің максималды мөлшері.

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

1 -қадам: ПХД дизайны және GERBER файлдары

< p&gt; Схема дизайнерлері ПХД дизайны үшін CAD бағдарламалық жасақтамасында схемалық схемалар жасайды. 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. CAD PCB дизайнының ең танымал бағдарламасы – Altium Designer, Eagle, ORCAD және Mentor PADS.

After the PCB design has been accepted for manufacture, the designer will generate a file from the PCB manufacturer’s accepted design. 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. Ұзартылған Гербер тамаша өнімділікті қамтамасыз етеді.

Бағдарламалық қамтамасыз етуде пайдаланушы/дизайнер анықтайтын алгоритмдер бар, мысалы жолдың ені, тақтаның жиегінің аралығы, із мен тесік аралығы және тесік өлшемі. 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. Бұл плоттерлер плиталарды пленкаға басып шығарады. Бұл фильмдер PCBS -ті бейнелеу үшін қолданылады. 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. Екінші жағынан, сыртқы қабат үшін қара сия өшіріледі және бос орын мыс үшін пайдаланылады. These films should be stored properly to avoid unnecessary contact or fingerprints.

Әр қабаттың өзіндік пленкасы болады. Дәнекерлеу маскасында бөлек пленка бар. Бұл фильмдердің барлығын ПХД бойынша туралау үшін біріктіру қажет. ПХД -ның бұл туралауына пленка сәйкес келетін жұмыс үстелін реттеу арқылы қол жеткізіледі, ал жұмыс үстелін шамалы калибрлегеннен кейін оңтайлы туралауға қол жеткізуге болады. These films must have alignment holes to hold each other accurately. Орналастыру түйреуіші саңылауға сәйкес келеді.

3 -қадам: Ішкі басып шығару: фоторезист және мыс

These photographic films are now printed on copper foil. ПХД негізгі құрылымы ламинаттан жасалған. The core material is epoxy resin and glass fiber called the base material. Ламинат ПХД құрайтын мысты алады. Субстрат PCBS үшін қуатты платформа ұсынады. Both sides are covered with copper. The process involves removing copper to reveal the design of the film.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. ПХД -де шаң бөлшектері жоқ екеніне көз жеткізіңіз. Әйтпесе, тізбек қысқа немесе ашық болуы мүмкін

Қазір фоторезистикалық пленка қолданылады. Фоторезист ультракүлгін сәуле қолданғанда қататын фотосезімтал химиялық заттардан жасалған. Фотографиялық пленка мен фоторезистикалық фильмнің сәйкес келуін қамтамасыз ету қажет.

These photographic and photolithographic films are attached to the laminate by fixing pins. Енді ультракүлгін сәулелену қолданылады. Фотографиялық пленкадағы қара сия ультракүлгін сәулені бөгейді, осылайша астындағы мыстың алдын алады және қара сия іздерінің астындағы фоторезистті қатайтпайды. Мөлдір аймаққа ультракүлгін сәуле түседі, осылайша жойылатын артық фоторезист қатайтылады.

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

PCBS енді коррозияға қарсы рельстермен тізбек жолдарын жасау үшін қолданылатын мыс сымдарды жаба алады. Егер тақта екі қабатты болса, онда ол бұрғылау үшін қолданылады, әйтпесе одан да көп қадамдар жасалады.

4 -қадам: қажет емес мысты алып тастаңыз

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Қатты фоторезистің астындағы мыс алынбайды.

Қазір қатайтылған фоторезист қажет мысты қорғау үшін жойылады. Бұл ПХД басқа еріткішпен жуу арқылы жасалады.

5 -қадам: Қабаттарды туралау және оптикалық тексеру

After all the layers have been prepared, they align with each other. Мұны алдыңғы қадамда сипатталғандай тіркеу тесігіне мөр басу арқылы жасауға болады. Technicians place all the layers in a machine called an “optical punch.” Бұл машина тесіктерді дәл теседі.

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

Автоматты оптикалық детектор кез келген ақауларды анықтау және сандық бейнені Gerber файлымен салыстыру үшін лазерді қолданады.

6 -қадам: Қабаттар мен байланыстырғыштарды қосыңыз

Бұл кезеңде барлық қабаттар, оның ішінде сыртқы қабаты да желімделеді. Барлық қабаттар субстраттың үстіне қойылады.

Сыртқы қабат алдын ала сіңдірілген деп аталатын эпоксидті шайырмен «алдын ала сіңдірілген» шыны талшықтан жасалған. Субстраттың үстіңгі және астыңғы бөлігінде мыс іздерімен ойылған жұқа мыс қабаттары жабылады.

Қабаттарды байланыстыруға/престеуге арналған металл қысқыштары бар ауыр болат үстел. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

Алдын ала дайындалған қабатты калибрлеу үстеліне орнатыңыз, содан кейін оған субстрат қабатын орнатыңыз, содан кейін мыс пластинасын орналастырыңыз. Алдын ала дайындалған плиталар ұқсас түрде орналастырылады және ақырында алюминий фольга стекті аяқтайды.

Компьютер престеу процесін автоматтандырады, стекті қыздырады және оны реттелетін жылдамдықта салқындатады.

Енді техникалар пакетті ашу үшін түйреуіш пен қысым тақтасын алып тастайды.

7 -қадам: тесіктерді бұрғылаңыз

Now it’s time to drill holes in stacked PCBS. Дәл бұрғылау қондырғылары жоғары дәлдіктегі диаметрі 100 мкм тесіктерге қол жеткізе алады. 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. Рентгенге негізделген идентификаторлардың көмегімен бит позициясын дәл сәйкестендіру.

Drilling files are also generated by the PCB designer at an early stage for the PCB manufacturer. Бұл бұрғылау файлы биттің минуттық қозғалысын анықтайды және бұрғылаудың орнын анықтайды.These holes will now become plated through holes and holes.

8 -қадам: Қаптау және мыс тұнбасы

ПХД панелі мұқият тазаланғаннан кейін химиялық жолмен жиналады. During this time, thin layers (1 micron thick) of copper are deposited on the surface of the panel. Ұңғымаға мыс құяды. Тесіктердің қабырғалары толықтай мыстан жасалған. Тұндыру мен жоюдың барлық процесі компьютермен басқарылады

9 -қадам: Сыртқы қабатты суретке түсіріңіз

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. Панель енді қара сияның мөлдірлігімен қорғалған қатаю кедергісін жою үшін машинамен жуылады.

10 -қадам: Сыртқы қабатты қаптау:

Жұқа мыс қабаты бар электроқапталған пластина. Алғашқы мыс қаптаудан кейін тақтада қалған мысты кетіру үшін панель қаңылтырланады. Өңдеу кезеңінде қалайы панельдің қажетті бөлігінің мыспен тығыздалуына жол бермейді. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

Қажетсіз мыс пен мыс қалдық қарсылық қабатынан шығарылады. Артық мысты тазарту үшін химиялық заттар қолданылады. Tin, on the other hand, covers the required copper. Бұл енді ақырында дұрыс байланыс пен трекке әкеледі

Step 12: Welding mask application

Панельді тазалаңыз және эпоксидті дәнекерлеуші ​​сия панельді жабады. Ультракүлгін сәулелену пленкаға дәнекерлеу маскасы арқылы түсіріледі. Қапталған бөлігі қатпаған күйінде қалады және жойылады. Now place the circuit board in the oven to repair the solder film.

13 -қадам: Бетті өңдеу

HASL (Hot Air Solder Leveling) PCBS үшін дәнекерлеудің қосымша мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) HASL алтынға батыру мен күміске батыруды ұсынады. HASL тіпті жастықшаларды ұсынады. Бұл беткі қабаттың өңделуіне әкеледі.

14 -қадам: Экранды басып шығару

< p&gt;

PCBS соңғы сатыда және бетінде сиялы басып шығаруды/жазуды қабылдайды. Бұл ПХД -мен байланысты маңызды ақпаратты көрсету үшін қолданылады.

15 -қадам: электр сынағы

Соңғы кезең – бұл соңғы ПХД электрлік сынағы. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. RayPCB -де біз ұшатын инелерді немесе тырнақтарды сынауды ұсынамыз.

16 -қадам: талдау

The final step is to cut the plate from the original panel. Маршрутизатор осы мақсат үшін тақтаның шеттерінде тақтаны панельден оңай шығару үшін шағын жапсырмалар жасау арқылы қолданылады.