Phân tích quy trình sản xuất bảng mạch PCB

Bước đầu tiên của PCB sản xuất là tổ chức và kiểm tra Bố trí PCB. Nhà máy chế tạo PCB nhận các tệp CAD từ công ty thiết kế PCB. Vì mỗi phần mềm CAD có định dạng tệp duy nhất của riêng nó, nhà máy PCB chuyển đổi chúng sang một định dạng thống nhất – Mở rộng Gerber RS-274X hoặc Gerber X2. Then the engineer of the factory will check whether the PCB layout conforms to the production process, whether there are any defects and other problems.

Trong một trong những PCBS sản xuất tại nhà, bố cục PCB được in trên giấy bằng máy in laser và sau đó được chuyển sang một bảng đồng bọc. Tuy nhiên, trong quá trình in, do máy in dễ bị đứt mực do thiếu mực nên việc đổ mực thủ công bằng bút dầu.

ipcb

Sản xuất ít thì không sao, nhưng nếu chuyển khuyết tật này sang sản xuất công nghiệp sẽ làm giảm hiệu quả sản xuất rất nhiều. Therefore, the factory generally adopts the way of photocopying, printing the PCB layout on the film. If it is a multi-layer PCB, the layout of each layer will be arranged in order.

The film is then punched with counterpoint holes. Counterpoint holes are very important, and are then used to align materials on each layer of the PCB.

Sản xuất bảng lõi

Clean the copper clad plate, if dust may cause the final circuit short circuit or break.

The figure below is an illustration of an 8-layer PCB, which is actually made up of 3 copper-clad plates (core boards) plus 2 copper films and then glued together with semi-cured sheets. The production sequence starts from the core board (four or five layers of lines) in the middle, and is continuously stacked together before being fixed. PCB 4 lớp được làm tương tự, nhưng chỉ có một tấm lõi và hai màng đồng.

Transfer of inner PCB layout

Therefore, the two-layer circuit of the most central Core plate should be made first. After the copper-clad plate is cleaned, the surface is covered with a photosensitive film. Màng đóng rắn khi tiếp xúc với ánh sáng, tạo thành một lớp màng bảo vệ trên lá đồng của tấm mạ đồng.

Insert two layers of PCB layout film and two layers of copper clad board, and finally insert the upper layer of PCB layout film to ensure that the upper and lower layers of PCB layout film stacking position is accurate.

Bộ cảm quang sử dụng đèn UV để chiếu phim cảm quang lên lá đồng. Phim cảm quang được đông đặc dưới lớp phim trong suốt, và phim cảm quang không bị đông đặc dưới lớp phim mờ. The copper foil covered by solidified photosensitive film is the PCB layout line needed, equivalent to the role of laser printer ink of manual PCB. Trong cách bố trí PCB trên giấy của máy in laser trước đây, mực đen được bao phủ bởi lá đồng để được giữ lại. In this case, the copper foil covered with black film will corrode away, while the transparent film will be preserved as the photosensitive film solidifies.

Sau đó, màng chưa đóng rắn được rửa sạch bằng dung dịch kiềm và mạch lá đồng cần thiết được bao phủ bởi màng đã đóng rắn.

Inner core board etching

The unwanted copper foil is then etched away with a strong base, such as NaOH.

Xé lớp phim cảm quang đã đóng rắn để lộ lá đồng cần thiết cho mạch bố trí PCB.

Khoan và kiểm tra tấm lõi

Tấm lõi đã được thực hiện thành công. Then make the opposite hole in the core plate for easy alignment with other raw materials.

Một khi bo mạch lõi được ép bằng các lớp PCB khác, nó không thể sửa đổi được, vì vậy việc kiểm tra là rất quan trọng. Máy sẽ tự động so sánh với bản vẽ bố trí PCB để kiểm tra lỗi.

Hai lớp đầu tiên của bảng PCB đã được thực hiện

nhiều lớp

Ở đây chúng ta cần một nguyên liệu thô mới được gọi là tấm bán bảo dưỡng (Prepreg), đó là bảng lõi và bảng lõi (số lớp PCB & GT; 4), và chất kết dính giữa tấm lõi và lá đồng bên ngoài, mà còn đóng vai trò cách nhiệt.

The lower layer of copper foil and two layers of semi-solidified sheet have been in advance through the positioning hole and the lower iron plate fixed position, and then the good core plate is also put into the positioning hole, and finally in turn two layers of semi-solidified sheet, a layer of copper foil and a layer of pressure aluminum plate covered on the core plate.

In order to improve work efficiency, the factory will stack three different PCB boards together and then fix them. The upper iron plate is magnetically attracted to facilitate counterpoint with the lower iron plate. Through the placement of the counterpoint needle, the two layers of iron plate counterpoint successfully, the machine as far as possible to compress the space between the iron plate, and then fixed with nails.

PCB board clamped by iron plate is placed on the support, and then into the vacuum hot press for lamination. The heat in the vacuum hot press melts the epoxy resin in the semi-cured sheet, holding the core and copper foil together under pressure.

After laminating, remove the top iron plate that presses the PCB. Sau đó, tấm nhôm điều áp được lấy ra. Tấm nhôm cũng đóng vai trò cách ly các PCBS khác nhau và đảm bảo lá đồng mịn trên lớp ngoài của PCB. Cả hai mặt của PCB đều được bao phủ bởi một lớp lá đồng mịn.

khoan

Làm cách nào để bạn kết nối bốn lớp lá đồng không chạm với nhau trong một PCB? Đầu tiên PCB được khoan qua các lỗ, sau đó được kim loại hóa để dẫn điện.

Máy khoan tia X được sử dụng để định vị bảng lõi của lớp bên trong. Máy sẽ tự động tìm và định vị vị trí lỗ trên bo mạch lõi, sau đó tạo lỗ định vị cho PCB để đảm bảo lần khoan sau xuyên qua tâm vị trí lỗ.

Place a sheet of aluminum on the punch machine and then place the PCB on top. Vì khoan là một quá trình tương đối chậm, để nâng cao hiệu quả, 1 đến 3 bảng PCB giống nhau sẽ được xếp chồng lên nhau để đục lỗ theo số lượng lớp PCB. Cuối cùng, PCB trên cùng được phủ một lớp nhôm, trên cùng và dưới là lớp nhôm để khi khoan vào và ra, lá đồng trên PCB không bị rách.

The operator then only needs to select the correct drilling procedure and the drilling machine does the rest automatically. Mũi khoan được dẫn động bằng áp suất không khí, với vòng quay tối đa 150,000 vòng / phút, đủ cao để đảm bảo thành lỗ nhẵn.

Việc thay thế mũi khoan cũng được máy thực hiện tự động theo chương trình. The smallest drill can be 100 microns in diameter, while a human hair is 150 microns in diameter.

Trong quá trình cán trước đó, epoxy nóng chảy được đùn ra bên ngoài PCB, vì vậy cần phải loại bỏ. Máy phay khuôn cắt ngoại vi của PCB theo đúng tọa độ XY.

Sự kết tủa hóa học của đồng trên thành lỗ rỗng

Since almost all PCB designs use perforations to connect different layers of lines, a good connection requires a 25 micron copper film on the hole wall. This thickness of copper film is achieved by electroplating, but the hole wall is made of non-conductive epoxy resin and fiberglass board. Do đó, bước đầu tiên là tích tụ một lớp vật liệu dẫn điện trên thành lỗ, và tạo thành một màng đồng 1 micron trên toàn bộ bề mặt PCB, bao gồm cả thành lỗ, thông qua quá trình lắng đọng hóa chất. Toàn bộ quá trình, chẳng hạn như xử lý hóa chất và làm sạch, được điều khiển bởi máy móc.

PCB cố định

Làm sạch PCB

Delivery of PCB

Chemical precipitation of copper film

Transfer the layout of the outer PCB

Next, the layout of the outer PCB will be transferred to the copper foil. The process is similar to that of the PCB layout of the inner core board, which is transferred to the copper foil using photocopied film and photosensitive film. The only difference is that the positive plate will be used as the board.

The transfer of inner PCB layout introduced above adopts the subtraction method and adopts the negative plate as the board. PCB covered by solidified photosensitive film is circuit, clean the unsolidified photosensitive film, exposed copper foil is etched, PCB layout circuit is protected by solidified photosensitive film. The outer PCB layout is transferred by the normal method, and the positive plate is used as the board. The area covered by a cured film on a PCB is a non – line area. After cleaning the uncured film, electroplating is carried out. Không có bộ phim nào có thể được mạ điện, và không có bộ phim, đầu tiên là đồng và sau đó là mạ thiếc. Sau khi bộ phim được loại bỏ, quá trình ăn mòn kiềm được thực hiện, và cuối cùng thiếc được loại bỏ. The circuit pattern is left on the board because it is protected by tin.

Clean both sides of the copper foil PCB into the press, the press will be sensitive to the copper foil mold pressing.

Cố định phim bố trí PCB của lớp photocopy trên và dưới qua lỗ định vị, và đặt bảng PCB vào giữa. The photosensitive film under the transmittance film is then solidified by UV lamp irradiation, which is the line that needs to be preserved.

After cleaning the film that is not needed and has not been cured, inspect it.

Kẹp PCB và mạ điện đồng. Như đã đề cập trước đây, để đảm bảo lỗ dẫn điện tốt, màng đồng được mạ điện trên thành lỗ phải có độ dày 25 micron, do đó toàn bộ hệ thống sẽ được điều khiển tự động bằng máy tính để đảm bảo độ chính xác của nó.

PCB cố định

Điều khiển máy tính và đồng mạ điện

Sau khi màng đồng được mạ điện, máy tính sẽ sắp xếp để mạ lại một lớp thiếc mỏng.

Sau khi dỡ bảng PCB mạ thiếc, hãy kiểm tra để đảm bảo rằng độ dày của lớp mạ đồng và thiếc là chính xác.

Khắc PCB bên ngoài

Tiếp theo, một dây chuyền lắp ráp hoàn chỉnh tự động hoàn thành quá trình khắc. Đầu tiên, làm sạch lớp phim đóng rắn trên bảng mạch PCB.

Một chất kiềm mạnh sau đó được sử dụng để làm sạch các lá đồng không mong muốn được bao phủ bởi nó.

Sau đó, lớp phủ thiếc trên lá đồng của bố trí PCB được loại bỏ bằng dung dịch tước thiếc. After cleaning, 4 layers PCB layout is completed.