Kretskort (PCB) är hörnstenen i nästan alla elektroniska enheter. Dessa fantastiska kretskort finns i många avancerade och grundläggande elektronik, inklusive Android -telefoner, bärbara datorer, datorer, räknare, smartklockor och mer. 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.

Kretskortet består av ett substrat av FR-4-material och kopparbanor genom kretsen med signaler i hela kortet.

Före PCB -design måste elektronikkretsdesignern besöka PCB -tillverkningsverkstaden för att fullt ut förstå kapaciteten och begränsningarna för PCB -tillverkning. Faciliteter. Detta är viktigt eftersom många PCB -konstruktörer inte är medvetna om begränsningarna för PCB -tillverkningsanläggningar och när de skickar ett designdokument till en PCB -tillverkningsbutik/-anläggning, återvänder de och begär ändringar för att uppfylla PCB -tillverkningsprocessens kapacitet/gränser. Men om kretsdesignern arbetar för ett företag som inte har en egen PCB-tillverkningsbutik och företaget lägger ut arbetet på en utländsk PCB-tillverkningsanläggning, måste konstruktören kontakta tillverkaren online och begära begränsningar eller specifikationer som maximal koppartallrikstjocklek per minut, maximalt antal lager, minsta bländare och maximal storlek på PCB -paneler.

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 -tillverkningsprocesssteg

Steg 1: PCB -design och GERBER -filer

< p&gt; Kretsdesigners ritar schematiska diagram i CAD -programvara för layout PCB -design. Konstruktören måste samordna med kretskortstillverkaren om programvaran som används för att utforma kretskortsdesignen så att det inte finns några kompatibilitetsproblem. Den mest populära CAD PCB -designprogramvaran är Altium Designer, Eagle, ORCAD och Mentor PADS.

Efter att PCB -designen har accepterats för tillverkning kommer designern att generera en fil från PCB -tillverkarens godkända design. Denna fil kallas en GERBER -fil. Gerber -filer är standardfiler som används av de flesta PCB -tillverkare för att visa komponenter i PCB -layouten, såsom kopparspårningsskikt och svetsmasker. Gerber files are 2D vector image files. Den utökade Gerber ger perfekt effekt.

Programvaran har användar-/designerdefinierade algoritmer med nyckelelement som spårbredd, plattans kantavstånd, spår- och hålavstånd och hålstorlek. The algorithm is run by the designer to check for any errors in the design. Efter att designen har validerats skickas den till kretskortstillverkaren där den kontrolleras för DFM. DFM (Manufacturing Design) checks are used to ensure minimum tolerances for PCB designs.

< b&gt; Step 2: GERBER to photo

Den speciella skrivare som används för att skriva ut PCB -foton kallas en plotter. Dessa plotters kommer att skriva ut kretskort på film. Dessa filmer används för att avbilda PCBS. Plotters are very accurate in printing techniques and can provide highly detailed PCB designs.

Plastarket som tas bort från plotteren är ett kretskort tryckt med svart bläck. In the case of the inner layer, the black ink represents the conductive copper track, while the blank part is the non-conductive part. Å andra sidan, för det yttre lagret, kommer det svarta bläcket etsas bort och det tomma området kommer att användas för koppar. Dessa filmer bör förvaras korrekt för att undvika onödig kontakt eller fingeravtryck.

Varje lager har sin egen film. Svetsmasken har en separat film. Alla dessa filmer måste justeras ihop för att dra PCB -inriktning. Denna PCB -inriktning uppnås genom att justera arbetsbänken som filmen passar till, och optimal inriktning kan uppnås efter mindre kalibrering av arbetsbänken. Dessa filmer måste ha inriktningshål för att hålla varandra exakt. Placeringsstiftet passar in i lokaliseringshålet.

Steg 3: Inre tryck: fotoresist och koppar

Dessa fotografiska filmer är nu tryckta på kopparfolie. Grundstrukturen för ett kretskort är tillverkad av laminat. Kärnmaterialet är epoxiharts och glasfiber som kallas basmaterialet. Laminatet tar emot koppar som utgör kretskortet. Substratet ger en kraftfull plattform för PCBS. Båda sidorna är täckta med koppar. Processen innebär att koppar tas bort för att avslöja filmens design.

Decontamination is important for cleaning PCBS from copper laminates. Se till att det inte finns några dammpartiklar på kretskortet. Annars kan kretsen vara kort eller öppen

Fotoresistfilm används nu. Fotoresist är tillverkad av ljuskänsliga kemikalier som härdar när ultraviolett strålning appliceras. Det måste säkerställas att fotografisk film och fotoresistfilm matchar exakt.

Dessa fotografiska och fotolitografiska filmer fästs på laminatet genom att fästa stift. Nu appliceras ultraviolett strålning. Det svarta bläcket på fotografisk film kommer att blockera ultraviolett ljus, och därmed förhindra koppar under och inte härda fotoresisten under de svarta bläckspåren. Det genomskinliga området kommer att utsättas för UV -ljus och därigenom härda överskottet av fotoresist som kommer att tas bort.

Plattan rengörs sedan med en alkalisk lösning för att avlägsna överskott av fotoresist. Kretskortet torkar nu.

PCBS kan nu täcka koppartrådarna som används för att göra kretsar med korrosionsavstötande medel. Om brädan är två lager, kommer den att användas för borrning, annars kommer fler steg att tas.

Steg 4: Ta bort oönskad koppar

Use a powerful copper solvent solution to remove excess copper, just as an alkaline solution removes excess photoresist. Kopparen under den härdade fotoresisten tas inte bort.

Den nu härdade fotoresisten kommer att tas bort för att skydda den nödvändiga kopparen. Detta görs genom att tvätta bort kretskortet med ett annat lösningsmedel.

Steg 5: Lagerinriktning och optisk inspektion

Efter att alla lager har förberetts anpassar de sig till varandra. Detta kan göras genom att stämpla registreringshålet enligt beskrivningen i föregående steg. Technicians place all the layers in a machine called an “optical punch.” Denna maskin slår hål exakt.

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

En automatisk optisk detektor använder en laser för att upptäcka eventuella defekter och jämföra den digitala bilden med en Gerber -fil.

Steg 6: Lägg till lager och bindningar

I detta skede limmas alla lager, inklusive det yttre skiktet, ihop. Alla lager kommer att staplas ovanpå underlaget.

Det yttre lagret är tillverkat av glasfiber “förimpregnerat” med ett epoxiharts som kallas förimpregnerat. Övre och nedre delen av substratet kommer att täckas med tunna kopparlager etsade med kopparspår.

Kraftigt stålbord med metallklämmor för limning/pressning av lager. These layers are tightly fastened to the table to avoid movement during calibration.

Installera prepreg -lagret på kalibreringstabellen, installera sedan substratskiktet på det och lägg sedan kopparplattan. Fler prepreg -plattor placeras på ett liknande sätt och slutligen kompletterar aluminiumfolien stapeln.

Datorn kommer att automatisera pressens process, värma bunten och kyla den med kontrollerad hastighet.

Nu kommer tekniker att ta bort tappen och tryckplattan för att öppna paketet.

Steg 7: Borra hål

Nu är det dags att borra hål i staplade PCBS. Precisionsborrkronor kan uppnå 100 mikron diameter hål med hög precision. Biten är pneumatisk och har en spindelhastighet på cirka 300K varv / min. Men även med den hastigheten tar borrprocessen tid, eftersom varje hål tar tid att borra perfekt. Noggrann identifiering av bitposition med röntgenbaserade identifierare.

Borrfiler genereras också av PCB -designern i ett tidigt skede för PCB -tillverkaren. Denna borrfil bestämmer bitens minutrörelse och bestämmer borrens placering.Dessa hål kommer nu att pläteras genom hål och hål.

Steg 8: Plätering och kopparavsättning

Efter noggrann rengöring deponeras PCB -panelen nu kemiskt. During this time, thin layers (1 micron thick) of copper are deposited on the surface of the panel. Koppar rinner in i borrhålet. Hålens väggar är helt kopparpläterade. Hela processen med doppning och borttagning styrs av en dator

Steg 9: Bild av det yttre lagret

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. Panelen tvättas nu med maskin för att avlägsna härdningsmotståndet som skyddas av det svarta bläckets opacitet.

Steg 10: Plätering av yttre lager:

En galvaniserad platta med ett tunt kopparskikt. Efter den första kopparpläteringen förtennas panelen för att avlägsna eventuellt kvarvarande koppar på plattan. Tenn under etsningsfasen förhindrar att den erforderliga delen av panelen förseglas av koppar. Etching removes unwanted copper from the panel.

Steg 11: Etch

Oönskad koppar och koppar avlägsnas från det kvarvarande resistskiktet. Kemikalier används för att rengöra överskott av koppar. Tenn täcker däremot den nödvändiga kopparen. Det leder nu äntligen till rätt anslutning och spår

Step 12: Welding mask application

Rengör panelen och bläck för epoxilödning täcker panelen. UV -strålning appliceras på plattan genom svetsmaskens fotografiska film. Den överlagrade delen förblir oherdad och kommer att tas bort. Placera nu kretskortet i ugnen för att reparera lödfilmen.

Steg 13: Ytbehandling

HASL (Hot Air Solder Leveling) ger ytterligare lödningsfunktioner för PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) erbjuder guld nedsänkning och silver nedsänkning HASL. HASL ger jämna kuddar. Detta resulterar i ytfinish.

Steg 14: Screentryck

< p&gt;

PCBS är i slutskedet och accepterar bläckstråleskrivare/skrivning på ytan. Detta används för att representera viktig information relaterad till kretskortet.

Steg 15: Elektriskt test

Det sista steget är det elektriska testet av det sista kretskortet. The automatic process verifies the PCB’s functionality to match the original design. På RayPCB erbjuder vi flygande nåltestning eller nagelbäddstest.

Steg 16: Analysera

Det sista steget är att skära plattan från originalpanelen. Routern används för detta ändamål genom att skapa små etiketter längs brädans kanter så att kortet enkelt kan matas ut från panelen.