छापील सर्कीट बोर्ड (पीसीबी) जवळजवळ सर्व इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा आधारस्तंभ आहे. हे आश्चर्यकारक पीसीबी Android फोन, लॅपटॉप, संगणक, कॅल्क्युलेटर, स्मार्टवॉच आणि बरेच काही यासह अनेक प्रगत आणि मूलभूत इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये आढळू शकते. 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.

पीसीबीमध्ये संपूर्ण सर्किटमध्ये FR-4 मटेरियल आणि तांबे मार्गांनी बनलेला सब्सट्रेट असतो ज्यामध्ये संपूर्ण बोर्डमध्ये सिग्नल असतात.

पीसीबी डिझाइनच्या आधी, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिझायनरने पीसीबी मॅन्युफॅक्चरिंगची कार्यक्षमता आणि पीसीबी मॅन्युफॅक्चरिंगची मर्यादा पूर्णपणे समजून घेण्यासाठी भेट दिली पाहिजे. सुविधा. हे महत्वाचे आहे कारण अनेक पीसीबी डिझायनर्सना पीसीबी उत्पादन सुविधांच्या मर्यादांची जाणीव नसते आणि जेव्हा ते पीसीबी उत्पादन दुकानात/सुविधेला डिझाईन दस्तऐवज पाठवतात तेव्हा ते परत येतात आणि पीसीबी उत्पादन प्रक्रियेची क्षमता/मर्यादा पूर्ण करण्यासाठी बदलांची विनंती करतात. तथापि, जर सर्किट डिझायनर अशा कंपनीसाठी काम करतो ज्यामध्ये घरातील पीसीबी उत्पादन दुकान नाही आणि कंपनी परदेशी पीसीबी उत्पादन कारखान्याकडे कामाचे आउटसोर्सिंग करते, तर डिझायनरने निर्मात्याशी ऑनलाइन संपर्क साधावा आणि अशा मर्यादा किंवा तपशील विचारणे आवश्यक आहे जास्तीत जास्त तांबे प्लेट जाडी प्रति मिनिट, जास्तीत जास्त थरांची संख्या, किमान छिद्र आणि पीसीबी पॅनेलचा जास्तीत जास्त आकार.

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

पायरी 1: पीसीबी डिझाइन आणि GERBER फायली

< p> सर्किट डिझायनर्स लेआउट पीसीबी डिझाइनसाठी सीएडी सॉफ्टवेअरमध्ये योजनाबद्ध आकृत्या काढतात. पीसीबी डिझाइन तयार करण्यासाठी वापरलेल्या सॉफ्टवेअरबद्दल डिझायनरने पीसीबी निर्मात्याशी समन्वय साधणे आवश्यक आहे जेणेकरून सुसंगतता समस्या नसतील. सर्वात लोकप्रिय CAD PCB डिझाईन सॉफ्टवेअर Altium Designer, Eagle, ORCAD आणि Mentor PADS आहेत.

पीसीबी डिझाईन उत्पादनासाठी स्वीकारल्यानंतर, डिझायनर पीसीबी निर्मात्याच्या स्वीकारलेल्या डिझाइनमधून फाइल तयार करेल. या फाईलला GERBER फाइल म्हणतात. 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. विस्तारित Gerber परिपूर्ण आउटपुट प्रदान करते.

सॉफ्टवेअरमध्ये वापरकर्ता/डिझायनर परिभाषित अल्गोरिदम आहेत ज्यात ट्रॅक रुंदी, प्लेट एज स्पेसिंग, ट्रेस आणि होल स्पेसिंग आणि होल साईझ सारख्या प्रमुख घटकांचा समावेश आहे. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. डिझाइन वैध झाल्यानंतर, ते पीसीबी निर्मात्याकडे पाठवले जाते जिथे ते डीएफएमसाठी तपासले जाते. 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. या चित्रपटांचा वापर पीसीबीएस प्रतिमा करण्यासाठी केला जातो. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

प्लॉटरमधून काढलेले प्लॅस्टिक शीट काळ्या शाईने छापलेले पीसीबी आहे. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. दुसरीकडे, बाह्य थरासाठी, काळी शाई काढून टाकली जाईल आणि रिकाम्या क्षेत्राचा वापर तांब्यासाठी केला जाईल. These films should be stored properly to avoid unnecessary contact or fingerprints.

Each layer has its own film. वेल्डिंग मास्कमध्ये एक स्वतंत्र फिल्म आहे. पीसीबी संरेखन काढण्यासाठी या सर्व चित्रपटांना एकत्र केले पाहिजे. हे पीसीबी संरेखन वर्कबेंच समायोजित करून साध्य केले जाते ज्यात फिल्म बसते, आणि वर्कबेंचच्या किरकोळ कॅलिब्रेशननंतर इष्टतम संरेखन प्राप्त केले जाऊ शकते. These films must have alignment holes to hold each other accurately. लोकेटिंग पिन लोकेटिंग होलमध्ये फिट होईल.

पायरी 3: आतील छपाई: फोटोरेस्टिस्ट आणि तांबे

These photographic films are now printed on copper foil. पीसीबीची मूलभूत रचना लॅमिनेटची बनलेली असते. The core material is epoxy resin and glass fiber called the base material. लॅमिनेट पीसीबी बनवणारे तांबे प्राप्त करते. सब्सट्रेट पीसीबीएससाठी एक शक्तिशाली व्यासपीठ प्रदान करते. दोन्ही बाजू तांब्याने झाकलेल्या आहेत. The process involves removing copper to reveal the design of the film.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. पीसीबीवर धुळीचे कण नसल्याची खात्री करा. अन्यथा, सर्किट लहान किंवा उघडे असू शकते

फोटोरेस्टिस्ट फिल्म आता वापरली जाते. अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाचा वापर केल्यावर कडक होणाऱ्या प्रकाशसंवेदक रसायनांपासून फोटोरेस्टिस्ट बनवले जाते. हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की फोटोग्राफिक फिल्म आणि फोटोरेस्टिस्ट फिल्म तंतोतंत जुळतात.

These photographic and photolithographic films are attached to the laminate by fixing pins. आता अतिनील किरणे लागू केली जातात. फोटोग्राफिक फिल्मवरील काळी शाई अल्ट्राव्हायोलेट किरणांना अवरोधित करेल, ज्यामुळे तांबे खाली रोखेल आणि काळ्या शाईच्या ट्रेसच्या खाली फोटोरेस्टिस्टला कडक करणार नाही. पारदर्शक क्षेत्र अतिनील प्रकाशाच्या अधीन असेल, ज्यामुळे जास्तीचे फोटोरेस्टिस्ट कडक होईल जे काढून टाकले जाईल.

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

पीसीबीएस आता तांब्याच्या तारांना गंज प्रतिबंधकाने सर्किट ट्रॅक बनवण्यासाठी वापरू शकतो. जर बोर्ड दोन थरांचा असेल तर त्याचा वापर ड्रिलिंगसाठी केला जाईल, अन्यथा अधिक पावले उचलली जातील.

पायरी 4: नको असलेले तांबे काढा

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. कडक झालेल्या फोटोरिस्टिस्टच्या खाली असलेला तांबे काढला जाणार नाही.

आवश्यक तांब्याचे संरक्षण करण्यासाठी आता कडक झालेले फोटोरेस्टिस्ट काढले जातील. हे पीसीबी दुसर्या विलायकाने धुवून केले जाते.

पायरी 5: स्तर संरेखन आणि ऑप्टिकल तपासणी

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. तंत्रज्ञ “ऑप्टिकल पंच” नावाच्या मशीनमध्ये सर्व स्तर ठेवतात. हे मशीन अचूकपणे छिद्र पाडेल.

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

एक स्वयंचलित ऑप्टिकल डिटेक्टर कोणत्याही दोष शोधण्यासाठी आणि डिजिटल प्रतिमेची Gerber फाइलशी तुलना करण्यासाठी लेसर वापरेल.

चरण 6: स्तर आणि बाइंडिंग जोडा

या टप्प्यावर, बाह्य लेयरसह सर्व स्तर एकत्र चिकटलेले आहेत. सर्व थर थरांच्या वर रचले जातील.

बाहेरील थर फायबरग्लास “प्री -प्रेग्नेटेड” बनलेला असतो ज्याला प्री -प्रेग्नेटेड म्हणतात इपॉक्सी राळ. सब्सट्रेटचा वरचा आणि खालचा भाग तांब्याच्या पातळ थरांनी झाकलेला असेल जो तांब्याच्या ट्रेस लाइनसह कोरलेला असेल.

बाँडिंग/प्रेसिंग लेयर्ससाठी मेटल क्लॅम्प्ससह हेवी स्टील टेबल. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

कॅलिब्रेशन टेबलवर प्रीप्रेग लेयर स्थापित करा, नंतर त्यावर सब्सट्रेट लेयर स्थापित करा आणि नंतर कॉपर प्लेट ठेवा. अधिक प्रीप्रेग प्लेट्स अशाच प्रकारे ठेवल्या जातात आणि शेवटी अॅल्युमिनियम फॉइल स्टॅक पूर्ण करते.

संगणक प्रेसची प्रक्रिया स्वयंचलित करेल, स्टॅक गरम करेल आणि नियंत्रित दराने थंड करेल.

आता पॅकेज उघडण्यासाठी तंत्रज्ञ पिन आणि प्रेशर प्लेट काढून टाकतील.

पायरी 7: छिद्रे ड्रिल करा

आता रचलेल्या PCBS मध्ये छिद्रे पाडण्याची वेळ आली आहे. प्रेसिजन ड्रिल बिट्स उच्च परिशुद्धतेसह 100 मायक्रॉन व्यासाची छिद्रे मिळवू शकतात. 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. एक्स-रे आधारित अभिज्ञापकांसह बिट स्थितीची अचूक ओळख.

Drilling files are also generated by the PCB designer at an early stage for the PCB manufacturer. ही ड्रिल फाइल बिटची मिनिट हालचाल निर्धारित करते आणि ड्रिलचे स्थान निर्धारित करते.These holes will now become plated through holes and holes.

पायरी 8: प्लेटिंग आणि तांबे जमा करणे

काळजीपूर्वक साफ केल्यानंतर, पीसीबी पॅनेल आता रासायनिक जमा केले आहे. या वेळी, तांब्याचे पातळ थर (1 मायक्रॉन जाड) पॅनेलच्या पृष्ठभागावर जमा केले जातात. तांबे बोरहोलमध्ये वाहते. छिद्रांच्या भिंती पूर्णपणे तांबे-प्लेटेड आहेत. बुडविणे आणि काढण्याची संपूर्ण प्रक्रिया संगणकाद्वारे नियंत्रित केली जाते

पायरी 9: बाह्य लेयरची प्रतिमा करा

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. काळ्या शाईच्या अस्पष्टतेने संरक्षित कडकपणाचा प्रतिकार काढून टाकण्यासाठी पॅनेल आता मशीनद्वारे धुतले जाते.

पायरी 10: बाह्य थर लावणे:

पातळ तांब्याच्या थरासह इलेक्ट्रोप्लेटेड प्लेट. प्रारंभिक तांबे प्लेटिंगनंतर, प्लेटवर उरलेले कोणतेही तांबे काढून टाकण्यासाठी पॅनेल टिन केलेले आहे. खोदण्याच्या टप्प्यात टिन पॅनेलचा आवश्यक भाग तांब्याने सील करण्यापासून प्रतिबंधित करते. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

अवांछित तांबे आणि तांबे अवशिष्ट प्रतिरोधक थरातून काढले जातील. अतिरिक्त तांबे स्वच्छ करण्यासाठी रसायनांचा वापर केला जातो. Tin, on the other hand, covers the required copper. हे आता शेवटी योग्य कनेक्शन आणि ट्रॅककडे जाते

Step 12: Welding mask application

पॅनेल स्वच्छ करा आणि इपॉक्सी सोल्डर ब्लॉकिंग शाई पॅनेलला कव्हर करेल. वेल्डिंग मास्क फोटोग्राफिक फिल्मद्वारे प्लेटवर यूव्ही विकिरण लागू केले जाते. आच्छादित भाग अबाधित राहतो आणि काढला जाईल. Now place the circuit board in the oven to repair the solder film.

पायरी 13: पृष्ठभाग उपचार

एचएएसएल (हॉट एअर सोल्डर लेव्हलिंग) पीसीबीएससाठी अतिरिक्त सोल्डरिंग क्षमता प्रदान करते. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) सोने विसर्जन आणि चांदी विसर्जन HASL देते. HASL अगदी पॅड पुरवते. याचा परिणाम पृष्ठभागावर होतो.

पायरी 14: स्क्रीन प्रिंटिंग

< p>

पीसीबीएस अंतिम टप्प्यात आहेत आणि पृष्ठभागावर इंकजेट प्रिंटिंग/लेखन स्वीकारतात. पीसीबीशी संबंधित महत्त्वाच्या माहितीचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी याचा वापर केला जातो.

पायरी 15: विद्युत चाचणी

अंतिम टप्पा म्हणजे अंतिम पीसीबीची विद्युत चाचणी. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. RayPCB मध्ये, आम्ही फ्लाइंग सुई चाचणी किंवा नखे ​​बेड चाचणी ऑफर करतो.

पायरी 16: विश्लेषण करा

अंतिम पायरी म्हणजे मूळ पॅनेलमधून प्लेट कट करणे. या उद्देशासाठी राऊटरचा वापर बोर्डच्या काठावर लहान लेबल तयार करून केला जातो जेणेकरून बोर्ड सहजपणे पॅनेलमधून बाहेर काढता येईल.