Tiskano vezje (PCB) so temelj skoraj vseh elektronskih naprav. To neverjetno PCB lahko najdete v številnih naprednih in osnovnih elektronskih napravah, vključno s telefoni Android, prenosnimi računalniki, računalniki, kalkulatorji, pametnimi urami in drugimi. V zelo osnovnem jeziku je tiskana vezja plošča, ki usmerja elektronske signale v napravo, zaradi česar oblikovalec določi električne lastnosti in zahteve naprave.

PCB je sestavljen iz podlage iz materiala FR-4 in bakrenih poti po celotnem vezju s signali po vsej plošči.

Pred načrtovanjem tiskanih vezij mora oblikovalec elektronskih vezij obiskati delavnico za proizvodnjo tiskanih vezij, da v celoti razume zmogljivosti in omejitve proizvodnje tiskanih vezij. Objekti. To je pomembno, ker se mnogi oblikovalci PCB ne zavedajo omejitev proizvodnih obratov za PCB in ko pošljejo projektni dokument v prodajalno/objekt za proizvodnjo PCB, se vrnejo in zahtevajo spremembe, ki ustrezajo zmogljivostim/omejitvam proizvodnega procesa PCB. Če pa oblikovalec vezja dela za podjetje, ki nima lastne prodajalne za PCB, in podjetje odda delo zunanjemu podjetju za proizvodnjo PCB, se mora oblikovalec obrniti na proizvajalca na spletu in zahtevati omejitve ali specifikacije, kot so kot največja debelina bakrene plošče na minuto, največje število plasti, minimalna odprtina in največja velikost plošč iz PCB.

V tem prispevku se bomo osredotočili na proizvodni proces tiskanega vezja, zato bo ta dokument v pomoč oblikovalcem vezij, da postopoma razumejo postopek izdelave tiskanih vezij, da se izognejo napakam pri načrtovanju.

Koraki proizvodnega procesa PCB

Korak: Oblikovanje tiskanih vezij in datoteke GERBER

< p&gt; Oblikovalci vezij narišejo shematske diagrame v programski opremi CAD za oblikovanje tiskanih vezij. Oblikovalec se mora s proizvajalcem tiskanih vezij usklajevati glede programske opreme, uporabljene za postavitev zasnove tiskanih vezij, da ne bi prišlo do težav z združljivostjo. Najbolj priljubljena programska oprema za načrtovanje CAD PCB je Altium Designer, Eagle, ORCAD in Mentor PADS.

Ko bo zasnova tiskane plošče sprejeta v izdelavo, bo oblikovalec ustvaril datoteko iz sprejete zasnove proizvajalca tiskanega vezja. Ta datoteka se imenuje datoteka GERBER. Datoteke Gerber so standardne datoteke, ki jih večina proizvajalcev PCB uporablja za prikaz komponent postavitve tiskanega vezja, na primer bakrenih sledilnih plasti in varilnih mask. Gerber datoteke so 2D datoteke vektorskih slik. Podaljšani Gerber zagotavlja popolno moč.

Programska oprema ima algoritme, ki jih določi uporabnik/oblikovalec, s ključnimi elementi, kot so širina sledi, razmik robov plošče, razmik med sledmi in luknjami ter velikost luknje. Oblikovalec izvaja algoritem, da preveri morebitne napake pri načrtovanju. Po potrditvi zasnove se pošlje proizvajalcu tiskanih vezij, kjer se preveri DFM. Pregledi DFM (Manufacturing Design) se uporabljajo za zagotovitev minimalnih odstopanj za modele PCB.

< b&gt; 2. korak: GERBER za fotografiranje

Poseben tiskalnik, ki se uporablja za tiskanje fotografij iz tiskanih vezij, se imenuje ploter. Ti ploterji bodo tiskali vezja na film. Ti filmi se uporabljajo za slikanje PCBS. Ploterji so zelo natančni pri tiskarskih tehnikah in lahko zagotovijo zelo podrobne zasnove tiskanih vezij.

Plastični list, odstranjen iz ploterja, je tiskana vezja, natisnjena s črnim črnilom. V primeru notranje plasti črno črnilo predstavlja prevodno bakreno stezo, prazen del pa je neprevodni del. Po drugi strani pa bo za zunanjo plast črno črnilo odtisnjeno, prazno območje pa uporabljeno za baker. Te filme je treba ustrezno shraniti, da se izognete nepotrebnemu stiku ali prstnim odtisom.

Vsak sloj ima svoj film. Varilna maska ​​ima ločen film. Vse te folije je treba poravnati, da se poravna poravnava PCB. To poravnavo tiskanega vezja dosežemo s prilagajanjem delovne mize, na katero se film prilega, optimalno poravnavo pa lahko dosežemo po manjši kalibraciji delovne mize. Ti filmi morajo imeti luknje za poravnavo, da se med seboj natančno držijo. Zatič za namestitev se prilega v luknjo za lociranje.

3. korak: Notranji tisk: fotorezist in baker

Ti fotografski filmi so zdaj natisnjeni na bakreni foliji. Osnovna struktura tiskanega vezja je izdelana iz laminata. Osnovni material je epoksidna smola in steklena vlakna, imenovana osnovni material. Laminat prejme baker, ki sestavlja tiskano vezje. Podlaga zagotavlja zmogljivo platformo za PCBS. Obe strani sta pokriti z bakrom. Postopek vključuje odstranjevanje bakra, da razkrije obliko filma.

Dekontaminacija je pomembna za čiščenje PCBS iz bakrenih laminatov. Prepričajte se, da na tiskanem vezju ni prašnih delcev. V nasprotnem primeru je vezje lahko kratko ali odprto

Zdaj se uporablja fotootporni film. Photoresist je narejen iz fotoobčutljivih kemikalij, ki se ob ultravijoličnem sevanju strdijo. Zagotoviti je treba, da se fotografski film in fotorezistentni film natančno ujemata.

Ti fotografski in fotolitografski filmi so pritrjeni na laminat s pritrdilnimi zatiči. Zdaj se uporablja ultravijolično sevanje. Črno črnilo na fotografskem filmu bo blokiralo ultravijolično svetlobo, s čimer bo preprečilo baker pod njim in ne utrdilo fotorezista pod sledi črnega črnila. Prozorno območje bo izpostavljeno ultravijolični svetlobi, kar bo utrdilo odvečni fotorezist, ki ga bomo odstranili.

Ploščo nato očistimo z alkalno raztopino, da odstranimo odvečni fotorezist. Vezje se bo zdaj posušilo.

PCBS lahko zdaj pokrije bakrene žice, ki se uporabljajo za izdelavo tokokrogov, z odpornimi sredstvi proti koroziji. Če je plošča dvoslojna, jo bomo uporabili za vrtanje, sicer bomo naredili več korakov.

4. korak: Odstranite neželeni baker

Za odstranjevanje odvečnega bakra uporabite močno raztopino bakrovega topila, tako kot alkalna raztopina odstrani odvečni fotorezist. Baker pod utrjenim fotorezistom ne bo odstranjen.

Zdaj utrjen fotorezist bo odstranjen, da se zaščiti zahtevani baker. To naredimo tako, da izperemo tiskano vezje z drugim topilom.

5. korak: poravnava plasti in optični pregled

Ko so vse plasti pripravljene, se med seboj poravnajo. To lahko storite z žigosanjem registrske luknje, kot je opisano v prejšnjem koraku. Tehniki vse plasti položijo v stroj, imenovan “optični udarec”. Ta stroj bo natančno preluknjal luknje.

Števila postavljenih plasti in napak, ki se pojavijo, ni mogoče razveljaviti.

Avtomatski optični detektor bo z laserjem odkril vse napake in primerjal digitalno sliko z datoteko Gerber.

6. korak: Dodajte plasti in vezi

Na tej stopnji so vse plasti, vključno z zunanjo plastjo, zlepljene skupaj. Vse plasti bodo zložene na podlago.

Zunanja plast je izdelana iz steklenih vlaken, “predhodno impregniranih” z epoksi smolo, imenovano predhodno impregnirana. Zgornji in spodnji del podlage bosta prekrita s tankimi bakrenimi plastmi, ki so jedkane z bakrenimi črtami.

Težka jeklena miza s kovinskimi sponkami za lepljenje/stiskanje plasti. Te plasti so tesno pritrjene na mizo, da se prepreči premikanje med kalibracijo.

Na kalibracijsko mizo namestite plast preprega, nanjo namestite plast podlage in nato položite bakreno ploščo. Na podoben način je nameščenih več prepreg plošč, na koncu pa aluminijasta folija dopolni kup.

Računalnik bo avtomatiziral postopek stiskanja, ogreval sklad in ga ohlajal z nadzorovano hitrostjo.

Zdaj bodo tehniki odstranili zatič in tlačno ploščo, da odprejo embalažo.

7. korak: izvrtajte luknje

Zdaj je čas, da izvrtate luknje v zloženih PCBS. Natančni svedri lahko z visoko natančnostjo dosežejo luknje premera 100 mikronov. Bit je pnevmatski in ima hitrost vretena približno 300K RPM. Toda tudi pri tej hitrosti postopek vrtanja traja nekaj časa, saj vsaka luknja potrebuje čas za popolno vrtanje. Natančna identifikacija bitnega položaja z rentgenskimi identifikatorji.

Datoteke za vrtanje ustvarja oblikovalec PCB v zgodnji fazi za proizvajalca PCB. Ta datoteka vrtanja določa minutni premik bita in določa lokacijo vrtanja.Te luknje bodo zdaj prekrite skozi luknje in luknje.

8. korak: Prevleka in nanašanje bakra

Po skrbnem čiščenju je plošča PCB zdaj kemično odložena. V tem času se na površino plošče nanesejo tanke plasti (debeline 1 mikrona). Baker priteče v vrtino. Stene lukenj so popolnoma bakrene. Celoten postopek potapljanja in odstranjevanja nadzira računalnik

9. korak: Slikajte zunanjo plast

Tako kot pri notranji plasti se na zunanjo plast nanese fotorezist, plošča prepreg in film črnega črnila, ki sta skupaj povezana, sta zdaj v rumeni sobi počila z ultravijolično svetlobo. Fotootpor se strdi. Ploščo zdaj operemo v stroju, da odstranimo odpornost proti strjevanju, zaščiteno z motnostjo črnega črnila.

10. korak: Pokrivanje zunanje plasti:

Galvanizirana plošča s tanko plastjo bakra. Po začetnem prevleki z bakrom je plošča pokosita, da se odstrani preostali baker na plošči. Kositer med fazo jedkanja preprečuje, da bi potreben del plošče zatesnil baker. Jedkanje odstrani neželeni baker s plošče.

11. korak: Etch

Neželeni baker in baker bosta odstranjena iz preostale plasti upora. Za čiščenje odvečnega bakra se uporabljajo kemikalije. Kositer pa pokriva zahtevani baker. Zdaj končno vodi do pravilne povezave in sledi

Korak: Nanos varilne maske

Očistite ploščo in črnilo, ki blokira epoksidno spajkanje, bo prekrilo ploščo. UV -sevanje se na ploščo nanaša skozi fotografsko folijo varilne maske. Prekrivni del ostane neutrjen in bo odstranjen. Zdaj postavite vezje v pečico, da popravite spajkalno folijo.

13. korak: Površinska obdelava

HASL (Hot Air Solder Leveling) zagotavlja dodatne možnosti spajkanja za PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) ponuja potopitev v zlato in potopitev v srebro HASL. HASL ponuja enakomerne blazinice. Posledica tega je površinska obdelava.

14. korak: Sitotisk

< p&gt;

PCBS so v zadnji fazi in sprejemajo brizgalno tiskanje/pisanje na površini. To se uporablja za predstavitev pomembnih informacij v zvezi s tiskano vezje.

15. korak: električni preskus

Zadnja faza je električni preskus zadnjega tiskanega vezja. Samodejni postopek preveri funkcionalnost tiskanega vezja, da ustreza prvotni zasnovi. V RayPCB ponujamo testiranje letečih igel ali testiranje nohtov.

Korak 16: Analizirajte

Zadnji korak je izrezovanje plošče iz prvotne plošče. Usmerjevalnik se v ta namen uporablja z ustvarjanjem majhnih nalepk vzdolž robov plošče, tako da lahko ploščo enostavno izvržete s plošče.