Trước PCB, các mạch được tạo thành từ hệ thống dây điểm-điểm. Độ tin cậy của phương pháp này rất thấp, vì khi mạch già đi, việc đứt đường dây sẽ dẫn đến đứt hoặc ngắn mạch nút đường dây. Cuộn dây là một tiến bộ lớn trong công nghệ mạch điện, giúp cải thiện độ bền và khả năng nối lại của mạch điện bằng cách quấn dây có đường kính nhỏ xung quanh cột tại điểm kết nối.

Khi ngành công nghiệp điện tử chuyển từ ống chân không và rơ le sang chất bán dẫn silicon và mạch tích hợp, kích thước và giá cả của các linh kiện điện tử đã giảm xuống. Sự hiện diện ngày càng thường xuyên của các sản phẩm điện tử trong lĩnh vực tiêu dùng đã thúc đẩy các nhà sản xuất tìm kiếm các giải pháp nhỏ hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Do đó, PCB ra đời. Quá trình sản xuất PCB rất phức tạp. Lấy PCB bốn lớp làm ví dụ, quy trình sản xuất chủ yếu bao gồm bố trí PCB, sản xuất bảng lõi, chuyển bố trí PCB bên trong, khoan và kiểm tra bảng lõi, cán, khoan, kết tủa hóa học đồng của thành lỗ, chuyển bố trí PCB bên ngoài, PCB bên ngoài khắc và các bước khác.

1. Bố cục PCB

Bước đầu tiên của sản xuất PCB 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. Sau đó, kỹ sư của nhà máy sẽ kiểm tra việc bố trí PCB có phù hợp với quy trình sản xuất hay không, có khiếm khuyết và các vấn đề khác hay không.

2. Sản xuất tấm lõi

Làm sạch tấm mạ đồng, nếu bụi có thể gây đoản mạch hoặc đứt mạch cuối cùng. Hình 1 là minh họa về một PCB 8 lớp, thực tế được tạo thành từ 3 tấm đồng phủ (bảng lõi) cộng với 2 màng đồng và sau đó được dán lại với nhau bằng các tấm bán bảo dưỡng. Trình tự sản xuất bắt đầu từ bảng lõi (bốn hoặc năm lớp dây chuyền) ở giữa, và liên tục được xếp chồng lên nhau trước khi được cố định. PCB 4 lớp được làm tương tự, nhưng chỉ có một tấm lõi và hai màng đồng.

3. Làm bảng mạch lõi trung gian

Việc chuyển giao bố trí của PCB bên trong trước tiên nên tạo thành mạch hai lớp của bo mạch lõi giữa nhất (Core). Sau khi tấm mạ đồng được làm sạch, bề mặt được phủ một lớp phim cảm quang. Màng đóng rắn khi tiếp xúc với ánh sáng, tạo thành một lớp màng bảo vệ trên lá đồng của tấm mạ đồng. Chèn hai lớp phim bố trí PCB và hai lớp bảng đồng mạ, và cuối cùng chèn lớp trên của phim bố trí PCB để đảm bảo vị trí xếp chồng phim bố trí lớp trên và lớp dưới của PCB là chính xác. 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. Lá đồng được bao phủ bởi màng cảm quang đông đặc là đường bố trí PCB cần thiết, tương đương với vai trò của mực máy in laser của PCB thủ công. 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. Sau đó, lá đồng không mong muốn được ăn mòn bằng bazơ mạnh, chẳng hạn như NaOH. Xé lớp phim cảm quang đã đóng rắn để lộ lá đồng cần thiết cho mạch bố trí PCB.

4. Khoan và kiểm tra tấm lõi

Tấm lõi đã được thực hiện thành công. Sau đó tạo lỗ đối diện trên tấm lõi để dễ dàng căn chỉnh với các nguyên liệu thô khác. 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.

5. nhiều lớp

Ở đây chúng ta cần một nguyên liệu thô mới được gọi là tấm bán bảo dưỡng, đó là bảng lõi và bảng lõi (lớp PCB & GT; 4), và chất kết dính giữa tấm lõi và lá đồng bên ngoài, mà còn đóng vai trò cách nhiệt. Lớp lá đồng phía dưới và hai lớp tấm bán đặc đã qua lỗ định vị trước và vị trí cố định tấm sắt phía dưới, sau đó tấm lõi tốt cũng được đưa vào lỗ định vị, cuối cùng lần lượt là hai lớp. của tấm bán rắn, một lớp lá đồng và một lớp tấm nhôm chịu lực được phủ trên tấm lõi. Bảng PCB được kẹp bởi tấm sắt được đặt trên giá đỡ, và sau đó được đưa vào máy ép nóng chân không để cán mỏng. Nhiệt trong máy ép nóng chân không làm tan chảy nhựa epoxy trong tấm bán bảo dưỡng, giữ lõi và lá đồng với nhau dưới áp lực. Sau khi cán, tháo tấm sắt trên cùng ép 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.

6. Khoan

Để kết nối bốn lớp lá đồng không chạm vào nhau trong PCB, trước tiên hãy khoan lỗ qua PCB, sau đó kim loại hóa các thành lỗ 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. Đặt một tấm nhôm lên máy đột lỗ và sau đó đặt PCB lên trên. Để nâng cao hiệu quả, một đến ba bảng PCB giống nhau được xếp chồng lên nhau để tạo lỗ thủng tùy theo số 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. 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.

7. Sự kết tủa hóa học của đồng trên thành lỗ rỗng

Vì hầu hết tất cả các thiết kế PCB đều sử dụng các lỗ để kết nối các lớp đường khác nhau, một kết nối tốt cần có một màng đồng 25 micron trên thành lỗ. Độ dày này của màng đồng đạt được bằng cách mạ điện, nhưng thành lỗ được làm bằng nhựa epoxy không dẫn điện và ván sợi thủy tinh. 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.

8. Chuyển cách bố trí của PCB bên ngoài

Tiếp theo, bố cục của PCB bên ngoài sẽ được chuyển sang lá đồng. Quá trình này tương tự như quá trình bố trí PCB của bảng lõi bên trong, được chuyển sang lá đồng bằng cách sử dụng phim photocopy và phim cảm quang. Sự khác biệt duy nhất là tấm dương sẽ được sử dụng làm bảng. Việc chuyển giao bố cục PCB bên trong thông qua phương pháp trừ và sử dụng tấm âm làm bảng. PCB được bao phủ bởi màng cảm quang đông đặc là mạch, làm sạch màng cảm quang chưa đông đặc, lá đồng tiếp xúc được khắc, mạch bố trí PCB được bảo vệ bởi màng cảm quang đã đông đặc. Bố trí PCB bên ngoài được chuyển theo phương pháp thông thường và tấm dương được sử dụng làm bảng. Khu vực được bao phủ bởi một bộ phim được bảo dưỡng trên PCB là khu vực không có đường truyền. Sau khi làm sạch màng không đóng rắn, tiến hành mạ điện. 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. Các mẫu mạch được để lại trên bảng vì nó được bảo vệ bằng thiếc. 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.

9. 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. Sau khi làm sạch, bố trí 4 lớp PCB được hoàn thành.