Przed PCB, obwody składały się z okablowania punkt-punkt. Niezawodność tej metody jest bardzo niska, ponieważ wraz ze starzeniem się obwodu zerwanie linii doprowadzi do przerwania lub zwarcia węzła linii. Uzwojenie to duży postęp w technologii obwodów, który poprawia trwałość i możliwość wymiany obwodu poprzez nawijanie drutu o małej średnicy wokół kolumny w punkcie połączenia.

Gdy przemysł elektroniczny przestawił się z lamp próżniowych i przekaźników na półprzewodniki krzemowe i układy scalone, wielkość i cena komponentów elektronicznych spadły. Coraz częstsza obecność produktów elektronicznych w sektorze konsumenckim skłoniła producentów do poszukiwania mniejszych i bardziej opłacalnych rozwiązań. Tak narodziła się PCB. Proces produkcji PCB jest bardzo złożony. Biorąc jako przykład czterowarstwową płytkę drukowaną, proces produkcyjny obejmuje głównie układ PCB, produkcję płyty głównej, transfer wewnętrznego układu PCB, wiercenie i kontrolę płyty głównej, laminowanie, wiercenie, chemiczne wytrącanie miedzi w ścianie otworu, transfer zewnętrznego układu PCB, zewnętrzną płytkę drukowaną trawienie i inne kroki.

1. Układ PCB

Pierwszym etapem produkcji PCB jest uporządkowanie i sprawdzenie układu PCB. Zakład produkcyjny PCB otrzymuje pliki CAD od firmy projektującej PCB. Ponieważ każde oprogramowanie CAD ma swój własny, unikalny format plików, fabryka PCB konwertuje je do ujednoliconego formatu — Extended Gerber RS-274X lub Gerber X2. Następnie inżynier fabryki sprawdzi, czy układ PCB jest zgodny z procesem produkcyjnym, czy nie ma wad i innych problemów.

2. Produkcja płyt rdzeniowych

Wyczyść miedzianą płytkę, jeśli kurz może spowodować zwarcie lub przerwę w obwodzie końcowym. Rysunek 1 jest ilustracją 8-warstwowej płytki drukowanej, która w rzeczywistości składa się z 3 płytek pokrytych miedzią (płyt rdzeniowych) oraz 2 folii miedzianych, a następnie sklejonych razem z częściowo utwardzonymi arkuszami. Sekwencja produkcyjna zaczyna się od płyty głównej (cztery lub pięć warstw linii) na środku i jest ciągle układana razem przed zamocowaniem. 4-warstwowa płytka drukowana jest wykonana podobnie, ale tylko z jedną płytą rdzenia i dwiema foliami miedzianymi.

3. Wykonaj obwód pośredniej płyty głównej

Przeniesienie układu wewnętrznej płytki drukowanej powinno najpierw wykonać dwuwarstwowy obwód najbardziej środkowej płyty rdzenia (rdzenia). Po oczyszczeniu płyty pokrytej miedzią powierzchnia jest pokryta fotoczułą folią. Folia zestala się pod wpływem światła, tworząc warstwę ochronną na folii miedzianej płyty pokrytej miedzią. Włóż dwie warstwy folii do układu PCB i dwie warstwy płyty platerowanej miedzią, a na koniec włóż górną warstwę folii do układu PCB, aby upewnić się, że górna i dolna warstwa folii do układu PCB jest dokładna. Fotosensybilizator wykorzystuje lampę UV do naświetlania światłoczułej folii na folii miedzianej. Folia światłoczuła zestala się pod folią przezroczystą, a folia światłoczuła nie zestala się pod folią nieprzezroczystą. Folia miedziana pokryta zestaloną folią światłoczułą jest potrzebną linią układu PCB, równoważną roli atramentu drukarki laserowej w ręcznej płytce drukowanej. Nieutwardzona folia jest następnie wypłukiwana ługiem, a wymagany obwód folii miedzianej jest pokrywany utwardzoną folią. Niechciana folia miedziana jest następnie trawiona mocną zasadą, taką jak NaOH. Oderwij utwardzoną folię światłoczułą, aby odsłonić folię miedzianą potrzebną do obwodu układu PCB.

4. Wiercenie i inspekcja płyty rdzeniowej

Płyta rdzenia została wykonana pomyślnie. Następnie wykonaj przeciwległy otwór w płycie rdzenia, aby ułatwić wyrównanie z innymi surowcami. Po dociśnięciu płyty głównej z innymi warstwami PCB nie można jej modyfikować, dlatego bardzo ważne jest sprawdzenie. Maszyna automatycznie porówna z rysunkami układu PCB w celu sprawdzenia błędów.

5. Laminowane

Tutaj potrzebujemy nowego surowca zwanego arkuszem półutwardzonym, który jest płytą rdzenia i płytą rdzenia (warstwa PCB i GT; 4) i klej między płytą rdzenia a zewnętrzną folią miedzianą, ale również odgrywa rolę w izolacji. Dolna warstwa folii miedzianej i dwie warstwy częściowo zestalonego arkusza zostały wcześniej przepuszczone przez otwór pozycjonujący i dolną żelazną płytę stałą, a następnie dobra płyta rdzeniowa jest również umieszczana w otworze pozycjonującym, a na koniec z kolei dwie warstwy blachy półskrzepniętej, warstwy folii miedzianej i warstwy ciśnieniowej płyty aluminiowej pokrytej na płycie rdzenia. Płytka PCB zaciśnięta przez żelazną płytkę jest umieszczana na podporze, a następnie w próżniowej prasie na gorąco w celu laminowania. Ciepło w próżniowej prasie na gorąco topi żywicę epoksydową w częściowo utwardzonym arkuszu, utrzymując rdzeń i folię miedzianą razem pod ciśnieniem. Po laminowaniu zdejmij górną żelazną płytę, która dociska płytkę drukowaną. Następnie ciśnieniowa płyta aluminiowa jest usuwana. Płytka aluminiowa odgrywa również rolę w izolowaniu różnych PCB i zapewnianiu gładkiej folii miedzianej na zewnętrznej warstwie PCB. Obie strony płytki drukowanej pokryto warstwą gładkiej folii miedzianej.

6. Wiercenie

Aby połączyć cztery warstwy folii miedzianej, które nie stykają się ze sobą w płytce drukowanej, najpierw wywierć otwory w płytce drukowanej, a następnie zmetalizuj ściany otworów, aby przewodzić prąd. Wiertarka rentgenowska służy do lokalizacji płyty rdzeniowej warstwy wewnętrznej. Maszyna automatycznie znajdzie i zlokalizuje pozycję otworu na płycie głównej, a następnie wykona otwory pozycjonujące na płytkę drukowaną, aby zapewnić, że kolejne wiercenie będzie przebiegało przez środek pozycji otworu. Umieść arkusz aluminium na wykrojniku, a następnie umieść płytkę drukowaną na górze. Aby poprawić wydajność, od jednej do trzech identycznych płytek PCB układa się razem w celu perforacji zgodnie z liczbą warstw PCB. Na koniec górna płytka PCB jest pokryta warstwą aluminium, górna i dolna warstwa aluminium, dzięki czemu podczas wiercenia i wysuwania wiertła folia miedziana na płytce drukowanej nie pęka. W poprzednim procesie laminowania stopiona żywica epoksydowa była ekstrudowana na zewnątrz PCB, więc musiała zostać usunięta. Frezarka matrycowa tnie obrzeża PCB zgodnie z prawidłowymi współrzędnymi XY.

7. Chemiczne wytrącanie miedzi na ścianie porów

Ponieważ prawie wszystkie projekty PCB wykorzystują perforacje do łączenia różnych warstw linii, dobre połączenie wymaga folii miedzianej o grubości 25 mikronów na ścianie otworu. Ta grubość folii miedzianej jest osiągana przez galwanizację, ale ścianka otworu jest wykonana z nieprzewodzącej żywicy epoksydowej i płyty z włókna szklanego. Dlatego pierwszym krokiem jest nagromadzenie warstwy materiału przewodzącego na ściance otworu i utworzenie warstwy miedzi o grubości 1 mikrona na całej powierzchni PCB, łącznie ze ścianą otworu, poprzez osadzanie chemiczne. Cały proces, taki jak obróbka chemiczna i czyszczenie, jest kontrolowany przez maszyny.

8. Przenieś układ zewnętrznej płytki drukowanej

Następnie układ zewnętrznej płytki drukowanej zostanie przeniesiony na folię miedzianą. Proces jest podobny do układu PCB wewnętrznej płyty rdzenia, która jest przenoszona na folię miedzianą za pomocą kliszy fotokopiowanej i błon światłoczułych. Jedyna różnica polega na tym, że jako płytka zostanie użyta płyta dodatnia. Wewnętrzny transfer układu PCB przyjmuje metodę odejmowania i przyjmuje płytkę ujemną jako płytkę. PCB pokryta zestaloną folią światłoczułą jest obwodem, wyczyść niezestaloną folię światłoczułą, odsłonięta folia miedziana jest wytrawiona, obwód układu PCB jest chroniony zestaloną folią światłoczułą. Zewnętrzny układ PCB jest przenoszony normalną metodą, a płyta dodatnia jest używana jako płytka. Obszar pokryty utwardzoną folią na PCB jest obszarem nieliniowym. Po oczyszczeniu nieutwardzonego filmu przeprowadza się galwanizację. Nie ma folii, która może być galwanizowana i nie ma folii, najpierw miedzi, a następnie cynowania. Po usunięciu folii przeprowadza się trawienie alkaliczne, a na koniec usuwa się cynę. Wzór obwodu pozostaje na płytce, ponieważ jest chroniony cyną. Zaciśnij płytkę drukowaną i pokryj galwanicznie miedź. Jak wspomniano wcześniej, aby zapewnić dobrą przewodność elektryczną otworu, warstwa miedzi galwanizowana na ścianie otworu musi mieć grubość 25 mikronów, więc cały system będzie automatycznie kontrolowany przez komputer, aby zapewnić jego dokładność.

9. Wytrawianie zewnętrznej płytki drukowanej

Następnie kompletna zautomatyzowana linia montażowa kończy proces trawienia. Najpierw usuń utwardzony film z płytki PCB. Silna zasada jest następnie używana do czyszczenia niechcianej folii miedzianej, która jest nią pokryta. Następnie powłoka cyny na folii miedzianej układu PCB jest usuwana za pomocą roztworu do usuwania cyny. Po oczyszczeniu układ 4 warstw PCB jest gotowy.