PCB 기판 생산 공정 분석

첫 단계 PCB 생산은 PCB 레이아웃을 구성하고 확인하는 것입니다. PCB 제조 공장은 PCB 설계 회사로부터 CAD 파일을 받습니다. 각 CAD 소프트웨어에는 고유한 파일 형식이 있기 때문에 PCB 공장에서는 이를 통합 형식(Extended Gerber RS-274X 또는 Gerber X2)으로 변환합니다. Then the engineer of the factory will check whether the PCB layout conforms to the production process, whether there are any defects and other problems.

집에서 만든 PCBS 중 하나에서 PCB 레이아웃은 레이저 프린터를 사용하여 종이에 인쇄된 다음 동박 기판으로 전송됩니다. 그러나 인쇄 과정에서 프린터는 잉크 부족 브레이크포인트가 발생하기 쉽기 때문에 수동으로 유성펜으로 잉크를 채워야 합니다.

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소량 생산도 괜찮지만 이 결함이 공업 생산으로 넘어가면 생산 효율이 크게 떨어집니다. Therefore, the factory generally adopts the way of photocopying, printing the PCB layout on the film. If it is a multi-layer PCB, the layout of each layer will be arranged in order.

The film is then punched with counterpoint holes. Counterpoint holes are very important, and are then used to align materials on each layer of the PCB.

코어보드 생산

Clean the copper clad plate, if dust may cause the final circuit short circuit or break.

The figure below is an illustration of an 8-layer PCB, which is actually made up of 3 copper-clad plates (core boards) plus 2 copper films and then glued together with semi-cured sheets. The production sequence starts from the core board (four or five layers of lines) in the middle, and is continuously stacked together before being fixed. 4층 PCB도 비슷하게 만들어지지만 하나의 코어 플레이트와 두 개의 구리 필름만 사용합니다.

Transfer of inner PCB layout

Therefore, the two-layer circuit of the most central Core plate should be made first. After the copper-clad plate is cleaned, the surface is covered with a photosensitive film. 필름은 빛에 노출되면 응고되어 동박판의 동박 위에 보호 필름을 형성합니다.

Insert two layers of PCB layout film and two layers of copper clad board, and finally insert the upper layer of PCB layout film to ensure that the upper and lower layers of PCB layout film stacking position is accurate.

감광제는 UV 램프를 사용하여 동박에 감광막을 조사합니다. 감광성 필름은 투명 필름 아래에서 응고되고 감광 필름은 불투명 필름 아래에서 응고되지 않습니다. The copper foil covered by solidified photosensitive film is the PCB layout line needed, equivalent to the role of laser printer ink of manual PCB. 기존 레이저 프린터의 종이 PCB 레이아웃에서는 블랙 토너를 동박으로 덮어 유지했다. In this case, the copper foil covered with black film will corrode away, while the transparent film will be preserved as the photosensitive film solidifies.

그런 다음 미경화 필름을 잿물로 씻어내고 필요한 구리 호일 회로를 경화 필름으로 덮습니다.

Inner core board etching

The unwanted copper foil is then etched away with a strong base, such as NaOH.

Tear off the cured photosensitive film to expose the copper foil needed for PCB layout circuit.

코어 플레이트 드릴링 및 검사

코어 플레이트가 성공적으로 만들어졌습니다. Then make the opposite hole in the core plate for easy alignment with other raw materials.

코어 보드는 PCB의 다른 레이어와 함께 눌려지면 수정할 수 없으므로 확인하는 것이 매우 중요합니다. 기계는 오류를 확인하기 위해 자동으로 PCB 레이아웃 도면과 비교합니다.

PCB 보드의 처음 두 레이어가 만들어졌습니다.

적층

여기서 우리는 반경화 시트(Prepreg)라고 하는 새로운 원료가 필요합니다. 이것은 코어 보드와 코어 보드(PCB 레이어 번호 & GT; 4), 심판과 외부 동박 사이의 접착제는 물론 절연체 역할도 한다.

The lower layer of copper foil and two layers of semi-solidified sheet have been in advance through the positioning hole and the lower iron plate fixed position, and then the good core plate is also put into the positioning hole, and finally in turn two layers of semi-solidified sheet, a layer of copper foil and a layer of pressure aluminum plate covered on the core plate.

In order to improve work efficiency, the factory will stack three different PCB boards together and then fix them. The upper iron plate is magnetically attracted to facilitate counterpoint with the lower iron plate. Through the placement of the counterpoint needle, the two layers of iron plate counterpoint successfully, the machine as far as possible to compress the space between the iron plate, and then fixed with nails.

PCB board clamped by iron plate is placed on the support, and then into the vacuum hot press for lamination. The heat in the vacuum hot press melts the epoxy resin in the semi-cured sheet, holding the core and copper foil together under pressure.

After laminating, remove the top iron plate that presses the PCB. 그런 다음 가압된 알루미늄 판을 제거합니다. 알루미늄 판은 또한 다른 PCBS를 분리하고 PCB의 외부 층에 매끄러운 동박을 보장하는 역할을 합니다. Both sides of the PCB are covered with a layer of smooth copper foil.

드릴링

PCB에서 동박으로 된 XNUMX개의 비접촉 레이어를 어떻게 연결합니까? PCB는 먼저 구멍을 뚫은 다음 전기를 전도하기 위해 금속화됩니다.

X 선 드릴링 머신은 내부 레이어의 코어 보드를 찾는 데 사용됩니다. 기계는 자동으로 코어 보드의 구멍 위치를 찾아 찾은 다음 PCB의 위치 지정 구멍을 만들어 다음 드릴이 구멍 위치의 중심을 통과하도록 합니다.

Place a sheet of aluminum on the punch machine and then place the PCB on top. 드릴링은 상대적으로 느린 공정이므로 효율성을 높이기 위해 PCB 레이어 수에 따라 천공을 위해 1~3개의 동일한 PCB 보드를 함께 쌓습니다. 마지막으로 상단 PCB는 알루미늄 층, 상단 및 하단 알루미늄 층으로 덮여있어 드릴을 뚫고 나갈 때 PCB의 구리 호일이 찢어지지 않습니다.

The operator then only needs to select the correct drilling procedure and the drilling machine does the rest automatically. 드릴 비트는 공기 압력에 의해 구동되며 최대 회전 수는 분당 150,000회이며 이는 매끄러운 구멍 벽을 보장하기에 충분히 높습니다.

드릴 비트의 교체도 프로그램에 따라 기계에 의해 자동으로 수행됩니다. The smallest drill can be 100 microns in diameter, while a human hair is 150 microns in diameter.

기존 라미네이팅 공정에서는 녹인 에폭시가 PCB 외부로 압출되어 제거가 필요했다. 다이 밀링 머신은 정확한 XY 좌표에 따라 PCB 주변을 자릅니다.

기공벽에 구리의 화학적 침전

Since almost all PCB designs use perforations to connect different layers of lines, a good connection requires a 25 micron copper film on the hole wall. This thickness of copper film is achieved by electroplating, but the hole wall is made of non-conductive epoxy resin and fiberglass board. 따라서 첫 번째 단계는 홀 벽에 전도성 물질 층을 축적하고 화학 증착을 통해 홀 벽을 포함한 전체 PCB 표면에 1 마이크론 구리 막을 형성하는 것입니다. 화학 처리 및 세척과 같은 전체 프로세스는 기계에 의해 제어됩니다.

고정 PCB

PCB 청소

Delivery of PCB

Chemical precipitation of copper film

Transfer the layout of the outer PCB

Next, the layout of the outer PCB will be transferred to the copper foil. The process is similar to that of the PCB layout of the inner core board, which is transferred to the copper foil using photocopied film and photosensitive film. The only difference is that the positive plate will be used as the board.

The transfer of inner PCB layout introduced above adopts the subtraction method and adopts the negative plate as the board. PCB covered by solidified photosensitive film is circuit, clean the unsolidified photosensitive film, exposed copper foil is etched, PCB layout circuit is protected by solidified photosensitive film. The outer PCB layout is transferred by the normal method, and the positive plate is used as the board. The area covered by a cured film on a PCB is a non – line area. After cleaning the uncured film, electroplating is carried out. 전기도금할 수 있는 필름이 없으며 먼저 구리를 도금한 다음 주석 도금을 하는 필름이 없습니다. 막을 제거한 후 알칼리 에칭을 하고 마지막으로 주석을 제거한다. The circuit pattern is left on the board because it is protected by tin.

Clean both sides of the copper foil PCB into the press, the press will be sensitive to the copper foil mold pressing.

포지셔닝 홀을 통해 복사물의 상하층의 PCB 레이아웃 필름을 고정하고 PCB 보드를 중앙에 놓습니다. The photosensitive film under the transmittance film is then solidified by UV lamp irradiation, which is the line that needs to be preserved.

After cleaning the film that is not needed and has not been cured, inspect it.

Clamp the PCB and electroplate the copper. As mentioned before, in order to ensure that the hole has good electrical conductivity, the copper film electroplated on the hole wall must have a thickness of 25 microns, so the whole system will be automatically controlled by computer to ensure its accuracy.

고정 PCB

Computer control and electroplating copper

After the copper film is electroplated, the computer arranges for a thin layer of tin to be replated.

주석 도금된 PCB 기판을 언로드한 후 구리 및 주석 도금의 두께가 올바른지 확인하십시오.

외부 PCB 에칭

다음으로 완전 자동화된 조립 라인이 에칭 프로세스를 완료합니다. 먼저 PCB 기판의 경화막을 깨끗이 닦아냅니다.

그런 다음 강알칼리를 사용하여 코팅된 원치 않는 구리 호일을 청소합니다.

그런 다음 주석 박리 용액으로 PCB 레이아웃의 동박에 있는 주석 코팅을 제거합니다. After cleaning, 4 layers PCB layout is completed.