Iespiedshēmas plate (PCB) ir gandrīz visu elektronisko ierīču stūrakmens. Šīs apbrīnojamās PCB var atrast daudzās uzlabotas un pamata elektronikas ierīcēs, tostarp Android tālruņos, klēpjdatoros, datoros, kalkulatoros, viedpulksteņos un citur. Ļoti vienkāršā valodā PCB ir tāfele, kas ierīcē novirza elektroniskos signālus, kā rezultātā dizainers nosaka ierīces elektrisko veiktspēju un prasības.

PCB sastāv no pamatnes, kas izgatavota no FR-4 materiāla un vara ceļiem visā ķēdē ar signāliem visā plāksnē.

Pirms PCB projektēšanas elektronisko shēmu projektētājam jāapmeklē PCB ražošanas darbnīca, lai pilnībā izprastu PCB ražošanas jaudu un ierobežojumus. Iespējas. Tas ir svarīgi, jo daudzi PCB dizaineri neapzinās PCB ražošanas iekārtu ierobežojumus un, nosūtot projektēšanas dokumentu uz PCB ražošanas veikalu/iekārtu, viņi atgriežas un pieprasa izmaiņas, lai atbilstu PCB ražošanas procesa jaudai/ierobežojumiem. Tomēr, ja shēmas projektētājs strādā uzņēmumā, kuram nav iekšējā PCB ražošanas veikala, un uzņēmums ārpakalpojumu sniedz ārvalstu PCB ražotnei, projektētājam ir jāsazinās ar ražotāju tiešsaistē un jāprasa ierobežojumi vai specifikācijas, piemēram kā maksimālo vara plāksnes biezumu minūtē, maksimālo slāņu skaitu, minimālo atvērumu un maksimālo PCB paneļu izmēru.

Šajā rakstā mēs koncentrēsimies uz PCB ražošanas procesu, tāpēc šis dokuments palīdzēs ķēdes dizaineriem pakāpeniski izprast PCB ražošanas procesu, lai izvairītos no dizaina kļūdām.

PCB ražošanas procesa posmi

1. darbība: PCB dizains un GERBER faili

< p> Ķēdes dizaineri zīmē shematiskas diagrammas CAD programmatūrā, lai izkārtotu PCB. Projektētājam ir jāsaskaņo ar PCB ražotāju programmatūru, ko izmanto, lai izkārtotu PCB dizainu, lai nebūtu saderības problēmu. Populārākā CAD PCB projektēšanas programmatūra ir Altium Designer, Eagle, ORCAD un Mentor PADS.

Kad PCB dizains ir pieņemts ražošanai, dizainers ģenerēs failu no PCB ražotāja pieņemtā dizaina. Šo failu sauc par GERBER failu. Gerber faili ir standarta faili, ko izmanto lielākā daļa PCB ražotāju, lai parādītu PCB izkārtojuma komponentus, piemēram, vara izsekošanas slāņus un metināšanas maskas. Gerber faili ir 2D vektoru attēlu faili. Paplašinātais Gerber nodrošina perfektu izvadi.

Programmatūrai ir lietotāja/dizainera definēti algoritmi ar tādiem galvenajiem elementiem kā sliežu platums, atstarpe starp šķautnēm, atstarpe un caurumu atstarpe un caurumu izmērs. Algoritmu vada dizainers, lai pārbaudītu, vai dizainā nav kļūdu. Pēc konstrukcijas apstiprināšanas tas tiek nosūtīts PCB ražotājam, kur tiek pārbaudīts, vai nav DFM. Lai nodrošinātu minimālās pielaides PCB konstrukcijām, tiek izmantotas DFM (ražošanas dizaina) pārbaudes.

< b&gt; 2. darbība: GERBER uz fotoattēlu

PCB fotoattēlu drukāšanai izmantoto īpašo printeri sauc par ploteri. Šie ploteri drukās shēmas plates uz plēves. Šīs filmas tiek izmantotas PCBS attēlošanai. Ploteri ir ļoti precīzi drukāšanas paņēmienos un var nodrošināt ļoti detalizētu PCB dizainu.

Plastmasas loksne, kas izņemta no plotera, ir PCB, kas uzdrukāta ar melnu tinti. Iekšējā slāņa gadījumā melnā tinte attēlo vadošo vara celiņu, bet tukšā daļa ir nevadošā daļa. No otras puses, ārējam slānim melnā tinte tiks iegravēta, un tukšais laukums tiks izmantots vara iegūšanai. Šīs plēves ir pareizi jāuzglabā, lai izvairītos no nevajadzīga kontakta vai pirkstu nospiedumiem.

Katram slānim ir sava plēve. Metināšanas maskai ir atsevišķa plēve. Visas šīs plēves ir jāsaskaņo kopā, lai izlīdzinātu PCB. Šī PCB izlīdzināšana tiek panākta, noregulējot darbagaldu, kuram plēve atbilst, un optimālu izlīdzināšanu var panākt pēc neliela darbagalda kalibrēšanas. Šīm plēvēm jābūt izlīdzināšanas caurumiem, lai tās precīzi noturētu viena otru. Novietošanas tapa iederas atrašanās vietas atverē.

3. darbība. Iekšējā druka: fotorezistors un varš

Šīs fotofilmas tagad ir iespiestas uz vara folijas. PCB pamatstruktūra ir izgatavota no lamināta. Pamatmateriāls ir epoksīda sveķi un stikla šķiedra, ko sauc par pamatmateriālu. Lamināts saņem varu, kas veido PCB. Pamatne nodrošina spēcīgu platformu PCBS. Abas puses ir pārklātas ar varu. Process ietver vara noņemšanu, lai atklātu filmas dizainu.

Dekontaminācija ir svarīga PCBS tīrīšanai no vara lamināta. Pārliecinieties, ka uz PCB nav putekļu daļiņu. Pretējā gadījumā ķēde var būt īsa vai atvērta

Tagad tiek izmantota fotorezistējoša plēve. Fotorezistors ir izgatavots no gaismjutīgām ķīmiskām vielām, kas sacietē, lietojot ultravioleto starojumu. Jānodrošina, lai fotofilma un fotorezistējošā filma precīzi sakristu.

Šīs fotogrāfiskās un fotolitogrāfiskās filmas tiek piestiprinātas pie lamināta, piestiprinot tapas. Tagad tiek izmantots ultravioletais starojums. Melnā tinte uz fotofilmas bloķēs ultravioleto gaismu, tādējādi novēršot varu zem tā un nesacietējot fotorezistu zem melnās tintes pēdām. Caurspīdīgā zona tiks pakļauta UV gaismai, tādējādi sacietējot noņemto fotorezistu.

Pēc tam plāksni notīra ar sārma šķīdumu, lai noņemtu lieko fotorezistentu. Tagad shēmas plate izžūs.

PCBS tagad var pārklāt vara vadus, ko izmanto ķēdes celiņu izgatavošanai, ar korozijas atbaidīšanas līdzekļiem. Ja dēlis ir divu slāņu, tad to izmantos urbšanai, pretējā gadījumā tiks veikti vairāk soļi.

4. solis: noņemiet nevēlamo varu

Izmantojiet jaudīgu vara šķīdinātāja šķīdumu, lai noņemtu lieko varu, tāpat kā sārmains šķīdums noņem lieko fotorezistentu. Vara zem sacietējušā fotorezista netiks noņemta.

Tagad sacietējušais fotorezidents tiks noņemts, lai aizsargātu nepieciešamo varu. To veic, nomazgājot PCB ar citu šķīdinātāju.

5. darbība: slāņu izlīdzināšana un optiskā pārbaude

Pēc visu slāņu sagatavošanas tie izlīdzinās viens ar otru. To var izdarīt, apzīmogojot reģistrācijas caurumu, kā aprakstīts iepriekšējā solī. Tehniķi visus slāņus ievieto mašīnā, ko sauc par “optisko perforatoru”. Šī iekārta precīzi caurdurs caurumus.

Novietoto slāņu skaitu un radušās kļūdas nevar mainīt.

Automātiskais optiskais detektors izmantos lāzeru, lai atklātu visus defektus un salīdzinātu digitālo attēlu ar Gerber failu.

6. darbība: pievienojiet slāņus un stiprinājumus

Šajā posmā visi slāņi, ieskaitot ārējo slāni, ir salīmēti kopā. Visi slāņi tiks sakrauti virs pamatnes.

Ārējais slānis ir izgatavots no stikla šķiedras, kas “iepriekš piesūcināta” ar epoksīda sveķiem, ko sauc par iepriekš piesūcinātu. Pamatnes augšdaļa un apakšdaļa tiks pārklātas ar plāniem vara slāņiem, kas iegravēti ar vara pēdām.

Smags tērauda galds ar metāla skavām slāņu savienošanai/presēšanai. Šie slāņi ir cieši piestiprināti pie galda, lai kalibrēšanas laikā izvairītos no pārvietošanās.

Uzstādiet sagataves slāni uz kalibrēšanas galda, pēc tam uzstādiet uz tā pamatnes slāni un pēc tam novietojiet vara plāksni. Līdzīgā veidā tiek novietotas vairāk sagatavju plāksnes, un galu galā kaudze tiek pabeigta ar alumīnija foliju.

Dators automatizēs preses procesu, karsējot kaudzi un atdzesējot to ar kontrolētu ātrumu.

Tagad tehniķi noņems tapu un spiediena plāksni, lai atvērtu iepakojumu.

7. solis: urbiet caurumus

Tagad ir pienācis laiks urbt caurumus sakrautā PCBS. Precīzie urbji ar augstu precizitāti var sasniegt 100 mikronu diametra caurumus. Uzgalis ir pneimatisks, un tā vārpstas ātrums ir aptuveni 300K RPM. Bet pat ar šo ātrumu urbšanas process prasa laiku, jo katram caurumam ir vajadzīgs laiks, lai perfekti urbtu. Precīza bitu atrašanās vietas noteikšana ar rentgenstaru identifikatoriem.

Urbšanas failus PCB dizaineris agrīnā stadijā ģenerē arī PCB ražotājam. Šis urbšanas fails nosaka uzgaļa kustību minūtē un nosaka urbja atrašanās vietu.Šie caurumi tagad tiks pārklāti caur caurumiem un caurumiem.

8. solis: apšuvums un vara nogulsnēšanās

Pēc rūpīgas tīrīšanas PCB panelis tagad ir ķīmiski nogulsnēts. Šajā laikā uz paneļa virsmas tiek nogulsnēti plāni vara slāņi (1 mikronu biezs). Varš ieplūst urbumā. Caurumu sienas ir pilnībā pārklātas ar varu. Visu iegremdēšanas un noņemšanas procesu kontrolē dators

9. darbība: attēlojiet ārējo slāni

Tāpat kā iekšējam slānim, arī ārējam slānim tiek uzklāts fotorezistents, un iepriekš savienotā preprega panelis un melnās tintes plēve ir pārsprāguši dzeltenā telpā ar ultravioleto gaismu. Fotorezidents sacietē. Tagad paneli mazgā mašīna, lai noņemtu sacietēšanas pretestību, ko aizsargā melnās tintes necaurredzamība.

10. solis: ārējā slāņa apšuvums:

Galvanizēta plāksne ar plānu vara slāni. Pēc sākotnējās vara pārklāšanas panelis tiek konservēts, lai noņemtu uz plāksnes palikušo varu. Alva kodināšanas fāzē neļauj nepieciešamo paneļa daļu aizzīmogot ar varu. Kodināšana noņem no paneļa nevēlamu varu.

11. solis: Kodināt

Nevēlamais varš un varš tiks noņemti no atlikušā pretestības slāņa. Lai iztīrītu lieko varu, tiek izmantotas ķīmiskas vielas. Savukārt alva nosedz vajadzīgo varu. Tagad tas beidzot noved pie pareizā savienojuma un ceļa

12. solis: Metināšanas maskas uzklāšana

Notīriet paneli, un paneli pārklās epoksīda lodēšanas bloķēšanas tinte. UV starojums tiek uzklāts uz plāksnes caur metināšanas maskas fotofilmu. Pārklātā daļa paliek nesacietējusi un tiks noņemta. Tagad ievietojiet shēmas plati krāsnī, lai labotu lodēšanas plēvi.

13. darbība. Virsmas apstrāde

HASL (karstā gaisa lodēšanas izlīdzināšana) nodrošina papildu PCBS lodēšanas iespējas. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) piedāvā zelta iegremdēšanu un sudraba iegremdēšanu HASL. HASL nodrošina vienmērīgus paliktņus. Tā rezultātā tiek veikta virsmas apdare.

14. solis: sietspiede

< p>

PCBS ir pēdējā stadijā un pieņem tintes drukāšanu/rakstīšanu uz virsmas. To izmanto, lai attēlotu svarīgu informāciju, kas saistīta ar PCB.

15. solis: elektriskā pārbaude

Pēdējais posms ir galīgā PCB elektriskā pārbaude. Automātiskais process pārbauda PCB funkcionalitāti, lai tā atbilstu sākotnējam dizainam. RayPCB mēs piedāvājam lidojošās adatas pārbaudi vai nagu gultas pārbaudi.

16. solis: analizējiet

Pēdējais solis ir izgriezt plāksni no sākotnējā paneļa. Šim nolūkam maršrutētāju izmanto, izveidojot nelielas etiķetes gar tāfeles malām, lai dēli varētu viegli izņemt no paneļa.