Papan litar bercetak (PCB) adalah tonggak hampir semua peranti elektronik. PCB yang menakjubkan ini boleh didapati di banyak elektronik asas dan maju, termasuk telefon Android, komputer riba, komputer, kalkulator, jam pintar dan banyak lagi. Dalam bahasa yang sangat asas, PCB adalah papan yang mengarahkan isyarat elektronik dalam peranti, yang mengakibatkan prestasi elektrik dan keperluan peranti ditetapkan oleh pereka.

PCB terdiri daripada substrat yang diperbuat daripada bahan FR-4 dan jalur tembaga di seluruh litar dengan isyarat di seluruh papan.

Sebelum reka bentuk PCB, pereka litar elektronik mesti mengunjungi bengkel pembuatan PCB untuk memahami sepenuhnya kapasiti dan had pembuatan PCB. Kemudahan. Ini penting kerana banyak pereka PCB tidak mengetahui batasan kemudahan pembuatan PCB dan ketika mereka mengirim dokumen reka bentuk ke kedai / kemudahan pembuatan PCB, mereka kembali dan meminta perubahan untuk memenuhi kapasitas / had proses pembuatan PCB. Walau bagaimanapun, jika pereka litar bekerja untuk syarikat yang tidak mempunyai kedai pembuatan PCB dalaman, dan syarikat itu menyerahkan kerja itu ke kilang pembuatan PCB asing, maka pereka mesti menghubungi pengilang secara dalam talian dan meminta had atau spesifikasi seperti itu sebagai ketebalan plat tembaga maksimum per minit, bilangan lapisan maksimum, bukaan minimum dan ukuran maksimum panel PCB.

Dalam makalah ini, kami akan memfokuskan pada proses pembuatan PCB, jadi makalah ini akan membantu para pereka litar untuk secara beransur-ansur memahami proses pembuatan PCB, untuk mengelakkan kesalahan reka bentuk.

Langkah proses pembuatan PCB

Langkah 1: Reka bentuk PCB dan fail GERBER

< p> Pereka litar melukis diagram skematik dalam perisian CAD untuk reka bentuk PCB susun atur. Pereka mesti berkoordinasi dengan pengeluar PCB mengenai perisian yang digunakan untuk menyusun reka bentuk PCB agar tidak ada masalah keserasian. Perisian reka bentuk PCB CAD yang paling popular adalah Altium Designer, Eagle, ORCAD dan Mentor PADS.

Setelah reka bentuk PCB diterima untuk pembuatan, pereka akan menghasilkan fail dari reka bentuk yang diterima pengeluar PCB. Fail ini dipanggil fail GERBER. Fail gerber adalah fail standard yang digunakan oleh kebanyakan pengeluar PCB untuk memaparkan komponen susun atur PCB, seperti lapisan pelacak tembaga dan topeng kimpalan. Fail gerber adalah fail gambar vektor 2D. Gerber yang diperluas memberikan hasil yang sempurna.

Perisian ini mempunyai algoritma yang ditentukan pengguna / pereka dengan elemen utama seperti lebar trek, jarak tepi plat, jarak jejak dan lubang, dan ukuran lubang. Algoritma dijalankan oleh pereka untuk memeriksa sebarang kesilapan dalam reka bentuk. Setelah reka bentuk disahkan, ia dihantar ke pengeluar PCB di mana ia diperiksa untuk DFM. Pemeriksaan DFM (Reka Bentuk Pembuatan) digunakan untuk memastikan toleransi minimum untuk reka bentuk PCB.

< b&gt; Langkah 2: JERBER ke foto

Pencetak khas yang digunakan untuk mencetak foto PCB disebut plotter. Perancang ini akan mencetak papan litar pada filem. Filem-filem ini digunakan untuk menggambarkan PCBS. Ploters sangat tepat dalam teknik percetakan dan dapat memberikan reka bentuk PCB yang sangat terperinci.

Lembaran plastik yang dikeluarkan dari plotter adalah PCB yang dicetak dengan dakwat hitam. Bagi lapisan dalam, dakwat hitam mewakili jalur tembaga konduktif, sementara bahagian kosong adalah bahagian tidak konduktif. Sebaliknya, untuk lapisan luar, dakwat hitam akan terpahat dan kawasan kosong akan digunakan untuk tembaga. Filem ini harus disimpan dengan betul untuk mengelakkan sentuhan atau cap jari yang tidak perlu.

Setiap lapisan mempunyai filemnya sendiri. Topeng kimpalan mempunyai filem yang berasingan. Semua filem ini mesti diselaraskan bersama untuk menarik penjajaran PCB. Penjajaran PCB ini dicapai dengan menyesuaikan meja kerja yang sesuai dengan filem, dan penjajaran optimum dapat dicapai setelah penentukuran kecil meja kerja. Filem-filem ini mesti mempunyai lubang penjajaran untuk saling menahan dengan tepat. Pin penentu akan masuk ke dalam lubang pencari.

Langkah 3: Percetakan dalaman: fotoresis dan tembaga

Filem fotografi ini kini dicetak pada kerajang tembaga. Struktur asas PCB diperbuat daripada lamina. Bahan inti adalah resin epoksi dan gentian kaca yang disebut bahan asas. Laminate menerima tembaga yang membentuk PCB. Substrat menyediakan platform yang kuat untuk PCBS. Kedua-dua belah ditutup dengan tembaga. Prosesnya melibatkan mengeluarkan tembaga untuk mengungkapkan reka bentuk filem.

Dekontaminasi penting untuk membersihkan PCBS dari lamina tembaga. Pastikan tiada zarah debu pada PCB. Jika tidak, litar mungkin pendek atau terbuka

Fotoresis filem kini digunakan. Fotoresis terbuat dari bahan kimia fotosensitif yang mengeras ketika sinaran ultraviolet digunakan. Ia mesti dipastikan bahawa filem fotografi dan filem fotoresis sesuai dengan tepat.

Filem fotografi dan fotolitografi ini dilekatkan pada lamina dengan memasang pin. Kini sinaran ultraviolet digunakan. Tinta hitam pada filem fotografi akan menyekat cahaya ultraviolet, dengan itu menghalang tembaga di bawahnya dan tidak mengeras fotoresis di bawah jejak dakwat hitam. Kawasan lutsinar akan terkena sinar UV, sehingga mengeraskan kelebihan fotoresis yang akan dikeluarkan.

Plat kemudian dibersihkan dengan larutan alkali untuk menghilangkan kelebihan fotoresis. Papan litar sekarang akan kering.

PCBS kini dapat menutup wayar tembaga yang digunakan untuk membuat litar litar dengan penghalau kakisan. Sekiranya papan itu mempunyai dua lapisan, maka ia akan digunakan untuk penggerudian, jika tidak, lebih banyak langkah akan diambil.

Langkah 4: Keluarkan tembaga yang tidak diingini

Gunakan larutan pelarut tembaga yang kuat untuk menghilangkan lebihan kuprum, sama seperti larutan alkali menghilangkan kelebihan fotoresis. Tembaga di bawah fotoresis yang mengeras tidak akan dikeluarkan.

Fotoresis yang dikeraskan sekarang akan dikeluarkan untuk melindungi tembaga yang diperlukan. Ini dilakukan dengan mencuci PCB dengan pelarut lain.

Langkah 5: Penjajaran lapisan dan pemeriksaan optik

Setelah semua lapisan disiapkan, mereka saling sejajar. Ini dapat dilakukan dengan mencantumkan lubang pendaftaran seperti yang dijelaskan pada langkah sebelumnya. Juruteknik meletakkan semua lapisan dalam mesin yang disebut “pukulan optik.” Mesin ini akan menebuk lubang dengan tepat.

Jumlah lapisan yang ditempatkan dan kesalahan yang berlaku tidak dapat dibalikkan.

Pengesan optik automatik akan menggunakan laser untuk mengesan sebarang kecacatan dan membandingkan gambar digital dengan fail Gerber.

Langkah 6: Tambahkan lapisan dan pengikat

Pada tahap ini, semua lapisan, termasuk lapisan luar, dilekatkan bersama. Semua lapisan akan ditumpuk di atas substrat.

Lapisan luar terbuat dari kaca gentian “preimpregnated” dengan resin epoksi yang disebut preimpregnated. Bahagian atas dan bawah substrat akan ditutup dengan lapisan tembaga nipis yang diukir dengan garis jejak tembaga.

Meja keluli berat dengan penjepit logam untuk lapisan ikatan / penekan. Lapisan ini diikat rapat ke meja untuk mengelakkan pergerakan semasa penentukuran.

Pasang lapisan prepreg pada jadual penentukuran, kemudian pasangkan lapisan substrat di atasnya, dan kemudian letakkan plat tembaga. Lebih banyak plat prepreg diletakkan dengan cara yang serupa, dan akhirnya aluminium foil melengkapkan timbunan.

Komputer akan mengautomasikan proses penekanan, memanaskan timbunan dan menyejukkannya pada kadar terkawal.

Sekarang juruteknik akan melepaskan pin dan plat tekanan untuk membuka bungkusan.

Langkah 7: Lubang gerudi

Kini tiba masanya untuk menggerudi lubang di PCBS yang tersusun. Bit gerudi ketepatan dapat mencapai lubang diameter 100 mikron dengan ketepatan tinggi. Bitnya pneumatik dan mempunyai kelajuan gelendong sekitar 300K RPM. Tetapi walaupun dengan kelajuan itu, proses penggerudian memerlukan masa, kerana setiap lubang memerlukan masa untuk menggerudi dengan sempurna. Pengenalpastian kedudukan bit dengan tepat dengan pengecam berdasarkan sinar-X.

Fail penggerudian juga dihasilkan oleh pereka PCB pada peringkat awal untuk pengeluar PCB. Fail latih tubi ini menentukan pergerakan minit bit dan menentukan lokasi gerudi.Lubang-lubang ini sekarang akan dilapisi melalui lubang dan lubang.

Langkah 8: Pemendapan penyaduran dan tembaga

Setelah dibersihkan dengan teliti, panel PCB kini disimpan secara kimia. Selama ini, lapisan nipis (tebal 1 mikron) tembaga disimpan di permukaan panel. Tembaga mengalir ke lubang bor. Dinding lubang berlapis tembaga sepenuhnya. Keseluruhan proses mencelup dan membuang dikendalikan oleh komputer

Langkah 9: Imej lapisan luar

Seperti lapisan dalam, fotoresis digunakan pada lapisan luar, panel prepreg dan filem dakwat hitam yang bersambung kini telah pecah di ruangan kuning dengan cahaya ultraviolet. Fotoresis mengeras. Panel ini kini dicuci dengan mesin untuk menghilangkan tahan pengerasan yang dilindungi oleh kelegapan dakwat hitam.

Langkah 10: Melapisi lapisan luar:

Plat elektrik dengan lapisan tembaga nipis. Selepas penyaduran tembaga awal, panel dilapisi untuk mengeluarkan sebarang tembaga yang tertinggal di atas pinggan. Timah semasa fasa etsa menghalang bahagian panel yang diperlukan daripada ditutup oleh tembaga. Etching menghilangkan tembaga yang tidak diingini dari panel.

Langkah 11: Etch

Tembaga dan tembaga yang tidak diingini akan dikeluarkan dari lapisan tahan sisa. Bahan kimia digunakan untuk membersihkan lebihan tembaga. Timah, sebaliknya, meliputi tembaga yang diperlukan. Sekarang akhirnya menuju ke sambungan dan landasan yang betul

Langkah 12: Aplikasi topeng kimpalan

Bersihkan panel dan dakwat penyekat solder epoksi akan menutupi panel. Sinaran UV digunakan pada plat melalui filem fotografi topeng kimpalan. Bahagian yang dilapisi tetap tidak terlindung dan akan dikeluarkan. Sekarang letakkan papan litar di dalam ketuhar untuk memperbaiki filem solder.

Langkah 13: Rawatan permukaan

HASL (Hot Air Solder Leveling) menyediakan keupayaan pematerian tambahan untuk PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) menawarkan rendaman emas dan perendaman perak HASL. HASL menyediakan pad rata. Ini menghasilkan kemasan permukaan.

Langkah 14: Percetakan skrin

< p>

PCBS berada di peringkat akhir dan menerima percetakan / penulisan inkjet di permukaan. Ini digunakan untuk mewakili maklumat penting yang berkaitan dengan PCB.

Langkah 15: Ujian elektrik

Peringkat terakhir adalah ujian elektrik PCB akhir. Proses automatik mengesahkan fungsi PCB agar sesuai dengan reka bentuk asal. Di RayPCB, kami menawarkan ujian jarum terbang atau ujian kuku.

Langkah 16: Analisis

Langkah terakhir adalah memotong pinggan dari panel asal. Penghala digunakan untuk tujuan ini dengan membuat label kecil di sepanjang tepi papan supaya papan mudah dikeluarkan dari panel.