B’ċirkwit stampat (PCB) huma l-pedament ta ‘kważi l-apparati elettroniċi kollha. Dawn il-PCB aqwa jistgħu jinstabu f’ħafna elettronika avvanzata u bażika, inklużi telefowns Android, laptops, kompjuters, kalkolaturi, smartwatches u aktar. 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.

Il-PCB jikkonsisti minn sottostrat magħmul minn materjal FR-4 u mogħdijiet tar-ram matul iċ-ċirkwit b’sinjali matul il-bord.

Qabel id-disinn tal-PCB, id-disinjatur taċ-ċirkwit elettroniku għandu jżur il-workshop tal-manifattura tal-PCB biex jifhem bis-sħiħ il-kapaċità u l-limitazzjonijiet tal-manifattura tal-PCB. Faċilitajiet. Dan huwa importanti għax ħafna disinjaturi tal-PCB mhumiex konxji tal-limitazzjonijiet tal-faċilitajiet tal-manifattura tal-PCB u meta jibagħtu dokument tad-disinn lil ħanut / faċilità tal-manifattura tal-PCB, jirritornaw u jitolbu bidliet biex jissodisfaw il-kapaċità / limiti tal-proċess tal-manifattura tal-PCB. Madankollu, jekk id-disinjatur taċ-ċirkwit jaħdem għal kumpanija li m’għandhiex ħanut tal-manifattura tal-PCB intern, u l-kumpanija testernalizza x-xogħol lil impjant tal-manifattura tal-PCB barrani, allura d-disinjatur għandu jikkuntattja lill-manifattur onlajn u jistaqsi għal limiti jew speċifikazzjonijiet bħal dawn. bħala ħxuna massima tal-pjanċa tar-ram kull minuta, numru massimu ta ‘saffi, apertura minima u daqs massimu ta’ pannelli tal-PCB.

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

Pass 1: Disinn tal-PCB u fajls GERBER

< p> Id-disinjaturi taċ-ċirkwiti jiġbdu dijagrammi skematiċi fis-softwer CAD għat-tqassim tad-disinn tal-PCB. Id-disinjatur għandu jikkoordina mal-manifattur tal-PCB dwar is-softwer użat biex jistabbilixxi d-disinn tal-PCB sabiex ma jkunx hemm kwistjonijiet ta ‘kompatibilità. L-iktar softwer popolari tad-disinn tal-CAD PCB huwa Altium Designer, Eagle, ORCAD u Mentor PADS.

Wara li d-disinn tal-PCB ikun ġie aċċettat għall-manifattura, id-disinjatur jiġġenera fajl mid-disinn aċċettat mill-manifattur tal-PCB. Dan il-fajl jissejjaħ fajl GERBER. 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. Il-Gerber estiż jipprovdi produzzjoni perfetta.

Is-softwer għandu algoritmi definiti mill-utent / disinjatur b’elementi ewlenin bħall-wisa ‘tal-binarju, l-ispazjar tat-tarf tal-pjanċa, l-ispazjar tat-traċċi u t-toqob, u d-daqs tat-toqob. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. Wara li d-disinn jiġi vvalidat, jintbagħat lill-manifattur tal-PCB fejn jiġi kkontrollat ​​għal 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. Dawn il-films jintużaw għall-immaġni tal-PCBS. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

Il-folja tal-plastik imneħħija mill-plotter hija PCB stampata b’linka sewda. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. Min-naħa l-oħra, għas-saff ta ‘barra, il-linka sewda tinqata’ u l-parti vojta tintuża għar-ram. These films should be stored properly to avoid unnecessary contact or fingerprints.

Each layer has its own film. Il-maskra tal-iwweldjar għandha film separat. Dawn il-films kollha għandhom ikunu allinjati flimkien biex jiġbdu l-allinjament tal-PCB. Dan l-allinjament tal-PCB jinkiseb billi jiġi aġġustat il-bank tax-xogħol li miegħu joqgħod il-film, u l-allinjament ottimali jista ‘jinkiseb wara kalibrazzjoni minuri tal-bank tax-xogħol. These films must have alignment holes to hold each other accurately. Il-pin tal-lokalizzazzjoni se jidħol fit-toqba tal-lokalizzazzjoni.

Pass 3: Stampar fuq ġewwa: fotoreżist u ram

These photographic films are now printed on copper foil. L-istruttura bażika ta ‘PCB hija magħmula minn pellikola. Il-materjal ewlieni huwa raża epoxy u fibra tal-ħġieġ imsejħa l-materjal bażi. Il-pellikola tirċievi r-ram li jifforma l-PCB. Is-sottostrat jipprovdi pjattaforma qawwija għal PCBS. Iż-żewġ naħat huma mgħottija bir-ram. The process involves removing copper to reveal the design of the film.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. Kun żgur li m’hemm l-ebda frak tat-trab fuq il-PCB. Inkella, iċ-ċirkwit jista ‘jkun qasir jew miftuħ

Film Photoresist issa jintuża. Photoresist huwa magħmul minn kimiċi fotosensittivi li jibbies meta tiġi applikata r-radjazzjoni ultravjola. Għandu jiġi żgurat li l-film fotografiku u l-film fotoresist jaqblu eżattament.

Dawn il-films fotografiċi u fotolitografiċi huma mwaħħla mal-pellikola billi jitwaħħlu labar. Issa r-radjazzjoni ultravjola hija applikata. Il-linka sewda fuq film fotografiku timblokka d-dawl ultravjola, u b’hekk tipprevjeni r-ram ta ‘taħt u ma twebbesx il-fotoresist taħt it-traċċi tal-linka sewda. Iż-żona trasparenti tkun soġġetta għal dawl UV, u b’hekk twebbes il-photoresist żejjed li se jitneħħa.

The plate is then cleaned with an alkaline solution to remove excess photoresist. Iċ-circuit board issa se jinxef.

Il-PCBS issa jista ‘jkopri l-wajers tar-ram użati biex jagħmlu binarji taċ-ċirkwiti b’repellanti għall-korrużjoni. Jekk il-bord huwa b’żewġ saffi, allura jintuża għat-tħaffir, inkella jittieħdu aktar passi.

Pass 4: Neħħi r-ram mhux mixtieq

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Ir-ram taħt il-fotoresist imwebbes ma jitneħħiex.

Il-fotoresist issa mwebbes se jitneħħa biex jipproteġi r-ram meħtieġ. Dan isir billi jinħasel il-PCB b’solvent ieħor.

Pass 5: Allinjament tas-saff u spezzjoni ottika

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. It-tekniċi jqiegħdu s-saffi kollha f’magna msejħa “punch ottiku.” Din il-magna ttaqqab it-toqob b’mod preċiż.

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

Ditekter ottiku awtomatiku juża laser biex jidentifika kwalunkwe difett u jqabbel l-immaġni diġitali ma ‘fajl Gerber.

Pass 6: Żid saffi u rbit

F’dan l-istadju, is-saffi kollha, inkluż is-saff ta ‘barra, huma inkollati flimkien. Is-saffi kollha se jkunu f’munzelli fuq in-naħa ta ‘fuq tas-sottostrat.

Is-saff ta ‘barra huwa magħmul minn fibreglass “preimpregnated” b’reżina epoxy imsejħa preimpregnated. Il-parti ta ’fuq u ta’ isfel tas-sottostrat tkun mgħottija bi saffi rqaq ta ’ram imnaqqxa b’linji ta’ traċċi tar-ram.

Tabella tqila tal-azzar bi klampi tal-metall biex tgħaqqad / tagħfas saffi. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

Installa s-saff prepreg fuq it-tabella tal-kalibrazzjoni, imbagħad installa s-saff tas-substrat fuqu, u mbagħad poġġi l-pjanċa tar-ram. Aktar pjanċi prepreg jitpoġġew b’mod simili, u finalment il-fojl tal-aluminju jimla l-munzell.

Il-kompjuter se awtomatizza l-proċess tal-istampa, isaħħan il-munzell u jkessaħ b’rata kkontrollata.

Issa t-tekniċi se jneħħu l-pin u l-pjanċa tal-pressjoni biex jiftħu l-pakkett.

Pass 7: Ħaffer it-toqob

Issa wasal iż-żmien li tħaffer toqob fil-PCBS f’munzelli. Drill bits ta ‘preċiżjoni jistgħu jiksbu toqob ta’ dijametru ta ‘100 mikron bi preċiżjoni għolja. 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. Identifikazzjoni preċiża tal-pożizzjoni tal-bit b’identifikaturi bbażati fuq ir-raġġi-X.

Drilling files are also generated by the PCB designer at an early stage for the PCB manufacturer. Dan il-fajl tat-trapan jiddetermina l-moviment minuta tal-bit u jiddetermina l-post tat-trapan.These holes will now become plated through holes and holes.

Pass 8: Kisi u depożizzjoni tar-ram

Wara tindif bir-reqqa, il-pannell tal-PCB issa huwa ddepożitat kimikament. Matul dan iż-żmien, saffi rqaq (1 mikron ħoxnin) tar-ram jiġu depożitati fuq il-wiċċ tal-pannell. Ir-ram joħroġ fit-toqba. Il-ħitan tat-toqob huma kompletament miksija bir-ram. Il-proċess kollu ta ‘dippjar u tneħħija huwa kkontrollat ​​minn kompjuter

Pass 9: Immaġina s-saff ta ‘barra

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. Il-pannell issa jinħasel bil-magna biex tneħħi r-reżistenza għat-twebbis protetta mill-opaċità tal-linka sewda.

Pass 10: Kisi ta ‘saff ta’ barra:

Pjanċa electroplated b’saff irqiq tar-ram. Wara l-kisi inizjali tar-ram, il-pannell huwa fil-landa biex ineħħi kwalunkwe ram li jkun baqa ‘fuq il-pjanċa. Landa matul il-fażi ta ‘inċiżjoni tevita li l-porzjon meħtieġ tal-pannell ikun issiġillat mir-ram. Etching removes unwanted copper from the panel.

Step 11: Etch

Ram u ram mhux mixtieq jitneħħew mis-saff ta ‘reżistenza residwa. Il-kimiċi jintużaw biex jitnaddfu r-ram żejjed. Tin, on the other hand, covers the required copper. Issa fl-aħħar iwassal għal konnessjoni u track korretti

Step 12: Welding mask application

Naddaf il-pannell u l-linka li timblokka l-istann epossi tkopri l-pannell. Ir-radjazzjoni UV hija applikata fuq il-pjanċa permezz tal-film fotografiku tal-maskra tal-iwweldjar. Il-porzjon miksi jibqa ‘mhux imwebbes u se jitneħħa. Now place the circuit board in the oven to repair the solder film.

Pass 13: Trattament tal-wiċċ

L-HASL (Livellar tal-Istann bl-Arja Sħuna) jipprovdi kapaċitajiet addizzjonali tal-issaldjar għall-PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) joffri immersjoni tad-deheb u immersjoni tal-fidda HASL. HASL jipprovdi pads uniformi. Dan jirriżulta f’finitura tal-wiċċ.

Pass 14: Stampar fuq skrin

< p>

Il-PCBS jinsabu fl-istadju finali u jaċċettaw inkjet stampar / kitba fuq il-wiċċ. Dan jintuża biex jirrappreżenta informazzjoni importanti relatata mal-PCB.

Pass 15: Test elettriku

L-aħħar stadju huwa t-test elettriku tal-PCB finali. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. F’RayPCB, noffru ttestjar tal-labra li ttir jew ittestjar tas-sodda tad-dwiefer.

Pass 16: Analizza

L-aħħar pass huwa li taqta ‘l-pjanċa mill-pannell oriġinali. Ir-router jintuża għal dan il-għan billi jinħolqu tikketti żgħar tul it-truf tal-bord sabiex il-bord ikun jista ‘jinħareġ faċilment mill-pannell.