Kretskort (PCB) er hjørnesteinen i nesten alle elektroniske enheter. Disse fantastiske kretskortene finnes i mange avanserte og grunnleggende elektronikk, inkludert Android -telefoner, bærbare datamaskiner, datamaskiner, kalkulatorer, smartklokker og mer. På et helt grunnleggende språk er en PCB et kort som leder elektroniske signaler i en enhet, noe som resulterer i at elektrisk ytelse og krav til enheten blir satt av designeren.

Kretskortet består av et substrat laget av FR-4-materiale og kobberbaner gjennom kretsen med signaler gjennom hele brettet.

Før PCB -design, må den elektroniske kretsdesigneren besøke PCB -produksjonsverkstedet for å forstå kapasiteten og begrensningene i PCB -produksjonen fullt ut. Fasiliteter. Dette er viktig fordi mange PCB -designere ikke er klar over begrensningene ved PCB -produksjonsanlegg, og når de sender et designdokument til en PCB -produksjonsbutikk/-anlegg, returnerer de og ber om endringer for å oppfylle kapasiteten/grensene for PCB -produksjonsprosessen. Men hvis kretsdesigneren jobber for et selskap som ikke har en egen PCB-produksjonsbutikk, og selskapet outsourcer arbeidet til et utenlandsk PCB-produksjonsanlegg, må designeren kontakte produsenten på nettet og be om grenser eller spesifikasjoner slik som maksimal kobberplattetykkelse per minutt, maksimalt antall lag, minimum blenderåpning og maksimal størrelse på PCB -paneler.

I dette papiret vil vi fokusere på PCB -produksjonsprosessen, så dette papiret vil være nyttig for kretsdesignere å gradvis forstå PCB -produksjonsprosessen for å unngå designfeil.

Fremgangsmåte for fremstilling av PCB

Trinn 1: PCB -design og GERBER -filer

< p> Kretsdesignere tegner skjematiske diagrammer i CAD -programvare for utforming av PCB -design. Designeren må koordinere med PCB -produsenten om programvaren som brukes til å legge ut PCB -designet, slik at det ikke oppstår kompatibilitetsproblemer. Den mest populære CAD PCB -designprogramvaren er Altium Designer, Eagle, ORCAD og Mentor PADS.

Etter at PCB -designet er godkjent for produksjon, vil designeren generere en fil fra PCB -produsentens godkjente design. Denne filen kalles en GERBER -fil. Gerber -filer er standardfiler som brukes av de fleste PCB -produsenter for å vise komponenter i PCB -oppsettet, for eksempel kobbersporingslag og sveisemasker. Gerber -filer er 2D vektor bildefiler. Den utvidede Gerber gir perfekt ytelse.

Programvaren har bruker-/designerdefinerte algoritmer med nøkkelelementer som sporbredde, platekantavstand, spor- og hullavstand og hullstørrelse. Algoritmen kjøres av designeren for å se etter eventuelle feil i designet. Etter at designet er validert, sendes det til PCB -produsenten der det kontrolleres for DFM. DFM (Manufacturing Design) kontroller brukes for å sikre minimumstoleranser for PCB -design.

< b> Trinn 2: GERBER til foto

Spesialskriveren som brukes til å skrive ut PCB -bilder kalles en plotter. Disse plotterne vil skrive ut kretskort på film. Disse filmene brukes til å ta bilder av PCBS. Plottere er veldig nøyaktige i utskriftsteknikker og kan gi svært detaljerte PCB -design.

Plastarket som er fjernet fra plotteren er et PCB trykt med svart blekk. Når det gjelder det indre laget, representerer det svarte blekket det ledende kobbersporet, mens den tomme delen er den ikke-ledende delen. På den annen side, for det ytre laget, vil det svarte blekket bli etset bort og det tomme området vil bli brukt for kobberet. Disse filmene bør lagres riktig for å unngå unødvendig kontakt eller fingeravtrykk.

Hvert lag har sin egen film. Sveisemasken har en egen film. Alle disse filmene må justeres sammen for å tegne PCB -justering. Denne PCB -justeringen oppnås ved å justere arbeidsbenken som filmen passer til, og optimal justering kan oppnås etter mindre kalibrering av arbeidsbenken. Disse filmene må ha justeringshull for å holde hverandre nøyaktig. Lokaliseringstappen passer inn i lokaliseringshullet.

Trinn 3: Innvendig utskrift: fotoresist og kobber

Disse fotografiske filmene er nå trykt på kobberfolie. Den grunnleggende strukturen til et PCB er laget av laminat. Kjernematerialet er epoksyharpiks og glassfiber kalt basismaterialet. Laminatet mottar kobberet som utgjør PCB. Substratet gir en kraftig plattform for PCBS. Begge sider er dekket med kobber. Prosessen innebærer å fjerne kobber for å avsløre filmens design.

Dekontaminering er viktig for rengjøring av PCBS fra kobberlaminater. Sørg for at det ikke er støvpartikler på kretskortet. Ellers kan kretsen være kort eller åpen

Fotoresistfilm er nå brukt. Fotoresist er laget av lysfølsomme kjemikalier som herdes når ultrafiolett stråling påføres. Det må sikres at fotografisk film og fotoresistfilm samsvarer nøyaktig.

Disse fotografiske og fotolitografiske filmene festes til laminatet ved å feste pinner. Nå påføres ultrafiolett stråling. Det svarte blekket på fotografisk film vil blokkere ultrafiolett lys, og dermed forhindre kobberet under og ikke herde fotoresisten under de svarte blekksporene. Det transparente området vil bli utsatt for UV -lys, og derved herdes overflødig fotoresist som vil bli fjernet.

Platen rengjøres deretter med en alkalisk løsning for å fjerne overflødig fotoresist. Kretskortet vil nå tørke.

PCBS kan nå dekke kobbertrådene som brukes til å lage kretsløp med korrosjonsavstøtende midler. Hvis brettet er to lag, vil det bli brukt til boring, ellers vil det bli tatt flere trinn.

Trinn 4: Fjern uønsket kobber

Bruk en kraftig kobberoppløsningsmiddel for å fjerne overflødig kobber, akkurat som en alkalisk løsning fjerner overflødig fotoresist. Kobberet under den herdede fotoresisten vil ikke fjernes.

Den nå herdede fotoresisten vil bli fjernet for å beskytte nødvendig kobber. Dette gjøres ved å vaske av PCB med et annet løsningsmiddel.

Trinn 5: Lagjustering og optisk inspeksjon

Etter at alle lagene er forberedt, justerer de seg med hverandre. Dette kan gjøres ved å stemple registreringshullet som beskrevet i forrige trinn. Teknikere plasserer alle lagene i en maskin som kalles en “optisk slag”. Denne maskinen vil slå hull nøyaktig.

Antall lag plassert og feil som oppstår kan ikke reverseres.

En automatisk optisk detektor vil bruke en laser til å oppdage eventuelle feil og sammenligne det digitale bildet med en Gerber -fil.

Trinn 6: Legg til lag og bindinger

På dette stadiet limes alle lagene, inkludert det ytre laget, sammen. Alle lag blir stablet på toppen av underlaget.

Det ytre laget er laget av glassfiber “preimpregnert” med en epoksyharpiks som kalles preimpregnert. Toppen og bunnen av underlaget vil bli dekket med tynne kobberlag etset med kobbersporlinjer.

Tungt stålbord med metallklemmer for liming/pressing av lag. Disse lagene er godt festet til bordet for å unngå bevegelse under kalibrering.

Installer prepreg -laget på kalibreringstabellen, installer deretter substratlaget på det, og legg deretter kobberplaten. Flere prepreg -plater plasseres på lignende måte, og til slutt fullfører aluminiumsfolien stabelen.

Datamaskinen vil automatisere prosessen med pressen, varme opp stakken og kjøle den ned med kontrollert hastighet.

Nå vil teknikere fjerne tappen og trykkplaten for å åpne pakken.

Trinn 7: Bor hull

Nå er det på tide å bore hull i stablet PCBS. Presisjonsbor kan oppnå hull med en diameter på 100 mikron med høy presisjon. Boret er pneumatisk og har en spindelhastighet på omtrent 300K o / min. Men selv med den hastigheten tar boreprosessen tid, for hvert hull tar tid å bore perfekt. Nøyaktig identifisering av bitposisjon med røntgenbaserte identifikatorer.

Borefiler genereres også av PCB -designeren på et tidlig tidspunkt for PCB -produsenten. Denne borefilen bestemmer bits bevegelse og bestemmer plasseringen av boret.Disse hullene vil nå bli belagt gjennom hull og hull.

Trinn 8: Plating og kobberavsetning

Etter grundig rengjøring er PCB -panelet nå deponert kjemisk. I løpet av denne tiden blir tynne lag (1 mikron tykke) av kobber avsatt på overflaten av panelet. Kobber renner inn i borehullet. Veggene i hullene er fullstendig kobberbelagte. Hele prosessen med å dyppe og fjerne er kontrollert av en datamaskin

Trinn 9: Bilde av det ytre laget

Som med det indre laget påføres fotoresist på det ytre laget, prepreg -panelet og den svarte blekkfilmen som er koblet sammen har nå sprengt i det gule rommet med ultrafiolett lys. Fotoresist herder. Panelet vaskes nå av maskin for å fjerne herdingsresistenten som er beskyttet av dekkende svart blekk.

Trinn 10: Plating ytre lag:

En galvanisert plate med et tynt kobberlag. Etter den første kobberbeleggingen tinnes panelet for å fjerne kobber som er igjen på platen. Tinn under etsingsfasen forhindrer at den nødvendige delen av panelet forsegles av kobber. Etsing fjerner uønsket kobber fra panelet.

Trinn 11: Ets

Uønsket kobber og kobber vil bli fjernet fra det gjenværende resist -laget. Kjemikalier brukes til å rense overflødig kobber. Tinn, derimot, dekker nødvendig kobber. Det fører nå endelig til riktig tilkobling og spor

Trinn 12: Påføring av sveisemaske

Rengjør panelet, og blekk som blokkerer epoksyloddekselet dekker panelet. UV -stråling påføres platen gjennom sveisemasken fotografisk film. Den overlagte delen forblir uhærdet og vil bli fjernet. Plasser nå kretskortet i ovnen for å reparere loddefilmen.

Trinn 13: Overflatebehandling

HASL (Hot Air Solder Leveling) gir ekstra loddeegenskaper for PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) tilbyr gull nedsenking og sølv nedsenking HASL. HASL gir jevne pads. Dette resulterer i overflatebehandling.

Trinn 14: Skjermutskrift

< p>

PCBS er i siste fase og godtar blekkskriverutskrift/skriving på overflaten. Dette brukes til å representere viktig informasjon relatert til PCB.

Trinn 15: Elektrisk test

Den siste fasen er den elektriske testen av den siste PCB. Den automatiske prosessen bekrefter kretskortets funksjonalitet for å matche det originale designet. Hos RayPCB tilbyr vi testing av flygende nåler eller testing av neglesenger.

Trinn 16: Analyser

Det siste trinnet er å kutte platen fra det originale panelet. Ruteren brukes til dette formålet ved å lage små etiketter langs kantene på brettet slik at brettet lett kan kastes ut av panelet.