Baskılı devre kartı (PCB) neredeyse tüm elektronik cihazların temel taşıdır. Bu muhteşem PCB, Android telefonlar, dizüstü bilgisayarlar, bilgisayarlar, hesap makineleri, akıllı saatler ve daha fazlası dahil olmak üzere birçok gelişmiş ve temel elektronikte bulunabilir. Çok basit bir dilde, bir PCB, bir cihazdaki elektronik sinyalleri yönlendiren ve cihazın elektriksel performansının ve gereksinimlerinin tasarımcı tarafından ayarlanmasıyla sonuçlanan bir karttır.

PCB, FR-4 malzemeden yapılmış bir alt tabakadan ve devre boyunca devre boyunca sinyaller bulunan bakır yollardan oluşur.

PCB tasarımından önce, elektronik devre tasarımcısı PCB üretiminin kapasitesini ve sınırlamalarını tam olarak anlamak için PCB üretim atölyesini ziyaret etmelidir. Tesisler. Bu önemlidir, çünkü birçok PCB tasarımcısı PCB üretim tesislerinin sınırlamalarının farkında değildir ve bir PCB üretim atölyesine/tesisine bir tasarım belgesi gönderdiklerinde, geri dönerler ve PCB üretim sürecinin kapasite/sınırlarını karşılamak için değişiklik talep ederler. Bununla birlikte, devre tasarımcısı kendi bünyesinde PCB üretim atölyesi olmayan bir şirkette çalışıyorsa ve şirket işi yabancı bir PCB üretim tesisine yaptırıyorsa, tasarımcı çevrimiçi olarak üreticiyle iletişime geçmeli ve limitler veya spesifikasyonlar talep etmelidir. Dakikada maksimum bakır levha kalınlığı, maksimum katman sayısı, minimum açıklık ve maksimum PCB panel boyutu olarak.

Bu yazıda, PCB üretim sürecine odaklanacağız, bu nedenle bu makale, tasarım hatalarından kaçınmak için devre tasarımcılarının PCB üretim sürecini kademeli olarak anlamalarına yardımcı olacaktır.

PCB üretim süreci adımları

Adım 1: PCB tasarımı ve GERBER dosyaları

< p> Devre tasarımcıları, yerleşim PCB tasarımı için CAD yazılımında şematik diyagramlar çizer. Tasarımcı, herhangi bir uyumluluk sorunu olmaması için PCB tasarımını düzenlemek için kullanılan yazılım hakkında PCB üreticisi ile koordinasyon sağlamalıdır. En popüler CAD PCB tasarım yazılımı Altium Designer, Eagle, ORCAD ve Mentor PADS’dir.

PCB tasarımı üretim için kabul edildikten sonra tasarımcı, PCB üreticisinin kabul edilen tasarımından bir dosya oluşturacaktır. Bu dosyaya GERBER dosyası denir. Gerber dosyaları, çoğu PCB üreticisi tarafından bakır izleme katmanları ve kaynak maskeleri gibi PCB düzeninin bileşenlerini görüntülemek için kullanılan standart dosyalardır. Gerber dosyaları 2B vektör görüntü dosyalarıdır. Genişletilmiş Gerber mükemmel çıktı sağlar.

Yazılım, iz genişliği, plaka kenar aralığı, iz ve delik aralığı ve delik boyutu gibi temel unsurlara sahip kullanıcı/tasarımcı tanımlı algoritmalara sahiptir. Algoritma, tasarımdaki herhangi bir hatayı kontrol etmek için tasarımcı tarafından çalıştırılır. Tasarım onaylandıktan sonra, DFM için kontrol edildiği PCB üreticisine gönderilir. PCB tasarımları için minimum toleransları sağlamak için DFM (Üretim Tasarımı) kontrolleri kullanılır.

< b> Adım 2: Fotoğrafa GERBER

PCB fotoğraflarını basmak için kullanılan özel yazıcıya çizici denir. Bu çiziciler devre kartlarını filme basacak. Bu filmler PCB’leri görüntülemek için kullanılır. Ploterler baskı tekniklerinde çok hassastır ve son derece detaylı PCB tasarımları sağlayabilir.

Çiziciden çıkarılan plastik levha, siyah mürekkeple basılmış bir PCB’dir. İç katman söz konusu olduğunda, siyah mürekkep iletken bakır yolu temsil ederken, boş kısım iletken olmayan kısımdır. Öte yandan, dış katman için siyah mürekkep kazınacak ve bakır için boş alan kullanılacaktır. Bu filmler, gereksiz temastan veya parmak izlerinden kaçınmak için uygun şekilde saklanmalıdır.

Her katmanın kendi filmi vardır. Kaynak maskesinin ayrı bir filmi vardır. PCB hizalaması yapmak için tüm bu filmler birlikte hizalanmalıdır. Bu PCB hizalaması, filmin sığacağı tezgahı ayarlayarak elde edilir ve tezgahın küçük kalibrasyonundan sonra optimum hizalama elde edilebilir. Bu filmlerin birbirini tam olarak tutması için hizalama delikleri olmalıdır. Tespit pimi, tespit deliğine oturacaktır.

Adım 3: İç baskı: fotorezist ve bakır

Bu fotoğraf filmleri artık bakır folyo üzerine basılmaktadır. Bir PCB’nin temel yapısı laminattan yapılmıştır. Çekirdek malzeme, temel malzeme olarak adlandırılan epoksi reçine ve cam elyaftır. Laminat, PCB’yi oluşturan bakırı alır. Alt tabaka, PCBS için güçlü bir platform sağlar. Her iki tarafı bakır kaplıdır. İşlem, filmin tasarımını ortaya çıkarmak için bakırın çıkarılmasını içerir.

Bakır laminatlardan PCB’leri temizlemek için dekontaminasyon önemlidir. PCB üzerinde toz parçacıkları olmadığından emin olun. Aksi takdirde devre kısa veya açık olabilir.

Artık fotorezist film kullanılmaktadır. Fotorezist, ultraviyole radyasyon uygulandığında sertleşen ışığa duyarlı kimyasallardan yapılmıştır. Fotoğraf filmi ile fotorezist filmin tam olarak eşleşmesi sağlanmalıdır.

Bu fotoğrafik ve fotolitografik filmler, sabitleme pimleri ile laminata tutturulur. Şimdi ultraviyole radyasyon uygulanmaktadır. Fotoğraf filmi üzerindeki siyah mürekkep, ultraviyole ışığı engelleyecek, böylece alttaki bakırın oluşmasını önleyecek ve siyah mürekkep izlerinin altındaki fotorezistin sertleşmesini önleyecektir. Saydam alan UV ışığına maruz kalacak ve böylece kaldırılacak olan fazla fotorezist sertleşecektir.

Plaka daha sonra fazla fotorezistin giderilmesi için alkalin bir solüsyonla temizlenir. Devre kartı şimdi kuruyacaktır.

PCBS artık devre yollarını yapmak için kullanılan bakır telleri korozyon önleyicilerle kaplayabilir. Levha iki kat ise, delme için kullanılacak, aksi takdirde daha fazla adım atılacaktır.

Adım 4: İstenmeyen bakırı çıkarın

Fazla bakırı gidermek için güçlü bir bakır solvent solüsyonu kullanın, tıpkı bir alkali solüsyonun fazla fotorezisti ortadan kaldırması gibi. Sertleştirilmiş fotorezistin altındaki bakır çıkarılmayacaktır.

Gerekli bakırı korumak için artık sertleştirilmiş fotorezist kaldırılacaktır. Bu, PCB’yi başka bir solvent ile yıkayarak yapılır.

Adım 5: Katman hizalama ve optik inceleme

Tüm katmanlar hazırlandıktan sonra birbirleriyle hizalanırlar. Bu, önceki adımda açıklandığı gibi kayıt deliği damgalanarak yapılabilir. Teknisyenler, tüm katmanları “optik zımba” adı verilen bir makineye yerleştirir. Bu makine delikleri doğru bir şekilde delecektir.

Yerleştirilen katman sayısı ve oluşan hatalar geri alınamaz.

Otomatik bir optik dedektör, herhangi bir kusuru tespit etmek ve dijital görüntüyü bir Gerber dosyasıyla karşılaştırmak için bir lazer kullanır.

6. Adım: Katmanlar ve bağlamalar ekleyin

Bu aşamada, dış katman dahil tüm katmanlar birbirine yapıştırılır. Tüm katmanlar alt tabakanın üzerine istiflenecektir.

Dış katman, önceden emprenye edilmiş olarak adlandırılan bir epoksi reçine ile “önceden emprenye edilmiş” fiberglastan yapılmıştır. Alt tabakanın üstü ve altı, bakır iz çizgileri ile kazınmış ince bakır tabakalarla kaplanacaktır.

Katmanları yapıştırma/presleme için metal kelepçeli ağır çelik masa. Kalibrasyon sırasında hareketi önlemek için bu katmanlar masaya sıkıca sabitlenir.

Prepreg katmanını kalibrasyon masasına kurun, ardından alt tabaka katmanını üzerine kurun ve ardından bakır plakayı yerleştirin. Benzer şekilde daha fazla prepreg plaka yerleştirilir ve son olarak alüminyum folyo yığını tamamlar.

Bilgisayar, pres sürecini otomatikleştirecek, yığını ısıtacak ve kontrollü bir oranda soğutacaktır.

Şimdi teknisyenler paketi açmak için pimi ve baskı plakasını çıkaracak.

Adım 7: Delik delin

Şimdi yığılmış PCB’lerde delik açma zamanı. Hassas matkap uçları, yüksek hassasiyetle 100 mikron çapında deliklere ulaşabilir. Uç pnömatiktir ve yaklaşık 300K RPM iş mili hızına sahiptir. Ancak bu hızda bile delme işlemi zaman alır çünkü her bir deliğin mükemmel şekilde delinmesi zaman alır. X-ışını tabanlı tanımlayıcılarla bit konumunun doğru tanımlanması.

Delme dosyaları ayrıca PCB tasarımcısı tarafından PCB üreticisi için erken bir aşamada oluşturulur. Bu matkap dosyası, ucun dakikadaki hareketini belirler ve matkabın konumunu belirler.Bu delikler artık deliklerden ve deliklerden kaplanacaktır.

Adım 8: Kaplama ve bakır biriktirme

Dikkatli temizlemeden sonra PCB paneli artık kimyasal olarak çökelmiştir. Bu süre zarfında, panelin yüzeyinde ince (1 mikron kalınlığında) bakır tabakaları biriktirilir. Bakır kuyuya akar. Deliklerin duvarları tamamen bakır kaplamadır. Daldırma ve çıkarma işleminin tamamı bir bilgisayar tarafından kontrol edilir

9. Adım: Dış katmanın görüntüsünü alın

İç katmanda olduğu gibi, dış katmana fotorezist uygulanır, önceden emprenye edilmiş panel ve birbirine bağlanan siyah mürekkep filmi artık morötesi ışıkla sarı odada patlar. Fotorezist sertleşir. Siyah mürekkebin opaklığı tarafından korunan sertleşme direncini gidermek için panel şimdi makine ile yıkanmaktadır.

Adım 10: Dış katmanı kaplama:

İnce bir bakır tabakaya sahip elektrolizle kaplanmış bir plaka. İlk bakır kaplamadan sonra, plaka üzerinde kalan bakırı çıkarmak için panel kalaylanır. Kalay, aşındırma aşamasında, panelin gerekli kısmının bakır ile yalıtılmasını önler. Dağlama, istenmeyen bakırı panelden çıkarır.

Adım 11: Aşındırma

İstenmeyen bakır ve bakır, artık direnç katmanından çıkarılacaktır. Fazla bakırı temizlemek için kimyasallar kullanılır. Kalay ise gerekli bakırı kaplar. Artık sonunda doğru bağlantıya ve yola çıkıyor

Adım 12: Kaynak maskesi uygulaması

Paneli temizleyin ve epoksi lehim blokaj mürekkebi paneli kaplayacaktır. UV radyasyonu, kaynak maskesi fotoğraf filmi aracılığıyla plakaya uygulanır. Üst üste binen kısım sertleştirilmeden kalır ve çıkarılacaktır. Şimdi lehim filmini onarmak için devre kartını fırına yerleştirin.

Adım 13: Yüzey işleme

HASL (Sıcak Hava Lehimleme Tesviye), PCB’ler için ek lehimleme yetenekleri sağlar. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) altın daldırma ve gümüş daldırma HASL sunar. HASL eşit pedler sağlar. Bu, yüzey bitirme ile sonuçlanır.

Adım 14: Serigrafi

< p>

PCB’ler son aşamadadır ve yüzeyde inkjet baskı/yazmayı kabul eder. Bu, PCB ile ilgili önemli bilgileri temsil etmek için kullanılır.

Adım 15: Elektrik testi

Son aşama, son PCB’nin elektrik testidir. Otomatik süreç, PCB’nin işlevselliğini orijinal tasarıma uyacak şekilde doğrular. RayPCB’de, uçan iğne testi veya tırnak yatağı testi sunuyoruz.

Adım 16: Analiz edin

Son adım, plakayı orijinal panelden kesmektir. Yönlendirici bu amaçla, kartın panelden kolayca çıkarılabilmesi için kartın kenarları boyunca küçük etiketler oluşturularak kullanılır.