Spausdintinė plokštė (PCB) yra beveik visų elektroninių prietaisų kertinis akmuo. Šių nuostabių PCB galima rasti daugelyje pažangių ir pagrindinių elektronikos priemonių, įskaitant „Android“ telefonus, nešiojamuosius kompiuterius, kompiuterius, skaičiuotuvus, išmaniuosius laikrodžius ir dar daugiau. 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.

PCB sudaro substratas, pagamintas iš FR-4 medžiagos ir vario takų visoje grandinėje su signalais visoje plokštėje.

Prieš projektuojant PCB, elektroninės grandinės dizaineris turi apsilankyti PCB gamybos ceche, kad visiškai suprastų PCB gamybos pajėgumus ir apribojimus. Įranga. Tai svarbu, nes daugelis PCB dizainerių nežino apie PCB gamybos įrenginių apribojimus ir siunčiant projektinį dokumentą į PCB gamybos cechą/įrenginį, jie grįžta ir prašo pakeitimų, kad atitiktų PCB gamybos proceso pajėgumus/apribojimus. Tačiau, jei grandinės projektuotojas dirba įmonėje, kurioje nėra savo PCB gamybos cecho, o įmonė perduoda darbus užsienio PCB gamyklai, projektuotojas turi susisiekti su gamintoju internete ir paprašyti apribojimų ar specifikacijų, tokių kaip kaip maksimalus vario plokštės storis per minutę, maksimalus sluoksnių skaičius, mažiausia diafragma ir didžiausias PCB plokščių dydis.

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 žingsnis: PCB dizainas ir GERBER failai

< p> Grandinių dizaineriai piešia schemines diagramas CAD programinėje įrangoje, skirtoje išdėstyti PCB. Dizaineris turi suderinti su PCB gamintoju apie programinę įrangą, naudojamą PCB dizainui išdėstyti, kad nekiltų suderinamumo problemų. Populiariausia CAD PCB projektavimo programinė įranga yra „Altium Designer“, „Eagle“, ORCAD ir „Mentor PADS“.

Kai PCB dizainas bus priimtas gaminti, dizaineris sugeneruos failą iš PCB gamintojo priimto dizaino. Šis failas vadinamas GERBER failu. 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. Išplėstinis „Gerber“ užtikrina puikią produkciją.

Programinė įranga turi vartotojo/dizainerio apibrėžtus algoritmus su pagrindiniais elementais, tokiais kaip takelio plotis, atstumas tarp plokščių kraštų, pėdsakų ir skylių tarpai bei skylių dydis. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. Patvirtinus dizainą, jis siunčiamas PCB gamintojui, kur tikrinama, ar nėra 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. These plotters will print circuit boards on film. Šios plėvelės naudojamos PCBS vaizdui. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

Iš braižytuvo pašalintas plastikinis lapas yra PCB, atspausdintas juodu rašalu. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. Kita vertus, išoriniam sluoksniui juodas rašalas bus išgraviruotas, o tuščia sritis bus naudojama variui. These films should be stored properly to avoid unnecessary contact or fingerprints.

Each layer has its own film. Suvirinimo kaukė turi atskirą plėvelę. Visos šios plėvelės turi būti suderintos, kad būtų galima suderinti PCB. Šis PCB išlyginimas pasiekiamas sureguliuojant darbo stalą, prie kurio tinka plėvelė, o optimalų išlyginimą galima pasiekti atlikus nedidelį darbastalio kalibravimą. Šios plėvelės turi turėti išlyginimo angas, kad būtų galima tiksliai laikyti viena kitą. Nustatymo kaištis tilps į skylę.

3 žingsnis: vidinis spausdinimas: fotorezistas ir varis

Šios fotografinės plėvelės dabar atspausdintos ant vario folijos. Pagrindinė PCB struktūra yra pagaminta iš laminato. Pagrindinė medžiaga yra epoksidinė derva ir stiklo pluoštas, vadinamas pagrindine medžiaga. Laminatas gauna varį, kuris sudaro PCB. Substratas yra galinga platforma PCBS. Abi pusės yra padengtos variu. The process involves removing copper to reveal the design of the film.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. Įsitikinkite, kad ant PCB nėra dulkių dalelių. Priešingu atveju grandinė gali būti trumpa arba atvira

Dabar naudojama fotorezistinė plėvelė. Fotorezistas yra pagamintas iš šviesai jautrių cheminių medžiagų, kurios sukietėja naudojant ultravioletinę spinduliuotę. Turi būti užtikrinta, kad fotofilmas ir fotorezistinė juosta tiksliai sutaptų.

Šios fotografinės ir fotolitografinės plėvelės pritvirtinamos prie laminato tvirtinant smeigtukus. Dabar taikoma ultravioletinė spinduliuotė. Juodas rašalas ant fotografinės plėvelės užblokuos ultravioletinę šviesą, taip užkirsdamas kelią variui po apačia ir nesukietins fotorezisto po juodo rašalo pėdsakais. Skaidri sritis bus veikiama UV spindulių, todėl sukietės fotorezisto perteklius, kuris bus pašalintas.

The plate is then cleaned with an alkaline solution to remove excess photoresist. Dabar plokštė išdžius.

PCBS dabar gali padengti varinius laidus, naudojamus grandinių takeliams gaminti, su korozijos repelentais. Jei lenta yra dviejų sluoksnių, tada ji bus naudojama gręžimui, kitaip bus imtasi daugiau veiksmų.

4 žingsnis: pašalinkite nepageidaujamą varį

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Varis po sukietėjusiu fotorezistu nebus pašalintas.

Dabar sukietėjęs fotorezistas bus pašalintas, kad būtų apsaugotas reikalingas varis. Tai daroma plaunant PCB kitu tirpikliu.

5 žingsnis: sluoksnių derinimas ir optinis patikrinimas

After all the layers have been prepared, they align with each other. This can be done by stamping the registration hole as described in the previous step. Technikai visus sluoksnius įdeda į mašiną, vadinamą „optiniu perforatoriumi“. Ši mašina tiksliai pramuš skyles.

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

Automatinis optinis detektorius lazeriu aptiks bet kokius defektus ir palygins skaitmeninį vaizdą su „Gerber“ failu.

6 žingsnis: pridėkite sluoksnius ir apkaustus

Šiame etape visi sluoksniai, įskaitant išorinį sluoksnį, yra klijuoti. Visi sluoksniai bus sukrauti ant pagrindo.

Išorinis sluoksnis pagamintas iš stiklo pluošto, „iš anksto įmirkyto“ epoksidine derva, vadinama iš anksto impregnuota. Pagrindo viršus ir apačia bus padengti plonais vario sluoksniais, išgraviruotais vario pėdsakų linijomis.

Sunkus plieninis stalas su metaliniais spaustukais sluoksniams klijuoti/presuoti. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

Įdėkite paruošiamąjį sluoksnį ant kalibravimo stalo, tada ant jo uždėkite pagrindo sluoksnį ir uždėkite varinę plokštę. Panašiai dedamos daugiau paruošiamųjų plokščių, ir galiausiai aliuminio folija užpildo krūvą.

Kompiuteris automatizuos spaudos procesą, šildys kaminą ir atvėsins jį kontroliuojamu greičiu.

Dabar technikai pašalins kaištį ir slėgio plokštelę, kad atidarytų pakuotę.

7 žingsnis: gręžkite skyles

Dabar atėjo laikas gręžti skyles sukrautame PCBS. Tikslūs grąžtai gali labai tiksliai pasiekti 100 mikronų skersmens skyles. 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. Tikslus bitų padėties identifikavimas naudojant rentgeno spindulių identifikatorius.

Drilling files are also generated by the PCB designer at an early stage for the PCB manufacturer. Šis gręžimo failas nustato minutinį bitų judėjimą ir nustato grąžto vietą.These holes will now become plated through holes and holes.

8 žingsnis: dengimas ir vario nusodinimas

Po kruopštaus valymo PCB plokštė dabar yra chemiškai nusodinta. Per tą laiką ant plokštės paviršiaus nusėda ploni (1 mikrono storio) vario sluoksniai. Į gręžinį įteka varis. Skylių sienos yra visiškai padengtos variu. Visas panardinimo ir pašalinimo procesas valdomas kompiuteriu

9 žingsnis: atvaizduokite išorinį sluoksnį

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. Dabar plokštė plaunama mašina, kad būtų pašalintas kietėjimo atsparumas, apsaugotas nuo juodo rašalo neskaidrumo.

10 žingsnis: išorinio sluoksnio dengimas:

Galvanizuota plokštė su plonu vario sluoksniu. Po pirminio vario dengimo skydas yra alavuotas, kad būtų pašalintas ant plokštelės likęs varis. Alavas ėsdinimo metu neleidžia reikiamai skydo daliai užsandarinti vario. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

Nepageidaujamas varis ir varis bus pašalinti iš liekamojo atsparumo sluoksnio. Chemikalai naudojami vario pertekliui valyti. Tin, on the other hand, covers the required copper. Dabar jis pagaliau veda prie teisingo ryšio ir kelio

Step 12: Welding mask application

Išvalykite skydelį, o epoksidinio lydmetalio blokavimo rašalas padengs skydelį. UV spinduliuotė į plokštelę patenka per suvirinimo kaukės fotografinę plėvelę. Uždengta dalis lieka nesukietėjusi ir bus pašalinta. Now place the circuit board in the oven to repair the solder film.

13 žingsnis: Paviršiaus apdorojimas

HASL (karšto oro lydmetalio išlyginimas) suteikia papildomų PCBS litavimo galimybių. „RayPCB“ (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) siūlo panardinimą į auksą ir panardinimą į sidabrą HASL. HASL užtikrina tolygius įklotus. Dėl to susidaro paviršiaus apdaila.

14 žingsnis: Šilkografija

< p>

PCBS yra paskutiniame etape ir priima rašalinį spausdinimą/rašymą ant paviršiaus. Tai naudojama norint pateikti svarbią informaciją, susijusią su PCB.

15 žingsnis: elektrinis bandymas

Paskutinis etapas yra galutinio PCB elektrinis bandymas. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. „RayPCB“ siūlome skraidančių adatų arba nagų lovos testavimą.

16 žingsnis: analizuokite

Paskutinis žingsnis yra nupjauti plokštę iš pradinės plokštės. Maršrutizatorius naudojamas šiam tikslui, sukuriant mažas etiketes išilgai plokštės kraštų, kad plokštę būtų galima lengvai išstumti iš skydo.