Gelijkstroom van gedrukte circuits rond hun oppervlak via een netwerk van koperen paden. Het complexe systeem van koperen routes bepaalt de unieke rol van elk stuk elektronische printplaten. Printplaten -PCB's vormen de ruggengraat van alle belangrijke elektronische producten.En de PCB's die in bijna alle computationele elektronica worden gebruikt, van de eenvoudige apparaten zoals digitale klokken, rekenmachines enz. Een printplaat leidt elektrische signalen door elektronica, die voldoet aan de elektrische en mechanische circuitvereisten van het apparaat.Kortom, PCB's vertellen de elektriciteit waar ze heen moeten, waardoor uw elektronica tot leven komt.
PCB-productieprocesstappen
Stap 1: PCB-indeling en uitvoer
Elektronische borden moeten strikt compatibel zijn met een PCB-lay-out die door de ontwerper is gemaakt met behulp van PCB-ontwerpsoftware.Veelgebruikte PCB-ontwerpsoftware omvat Eagle, Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad, enz.
OPMERKING: De meest gebruikte PCB-software door de PCB-fabrikant is AD DXP PROTEL CMA350 PADS ect. Vóór de PCB-productie moeten ontwerpers hun contractfabrikant informeren over de PCB-ontwerpsoftwareversie die wordt gebruikt om het circuit te ontwerpen, omdat dit problemen veroorzaakt door discrepanties helpt voorkomen.
Zodra het PCB-ontwerp is goedgekeurd voor productie, exporteren ontwerpers het ontwerp naar het formaat dat door hun fabrikant wordt ondersteund.Het meest gebruikte programma heet extended Gerber. Gerber heet ook IX274X. Verschillende generatie Gerber-software. Ze coderen allemaal uitgebreide vitale informatie, waaronder koperen volglagen, boortekening, openingen, componentnotaties en andere opties. Alle aspecten van de PCB-ontwerp wordt op dit punt gecontroleerd.De software voert toezichtsalgoritmen uit op het ontwerp om ervoor te zorgen dat er geen fouten onopgemerkt blijven.Ontwerpers onderzoeken het plan ook op elementen met betrekking tot spoorbreedte, bordrandafstand, spoor- en gatafstand en gatgrootte.
Na een grondig onderzoek sturen ontwerpers het PCB-bestand door naar PCB Fabricator voor productie.Om ervoor te zorgen dat het ontwerp voldoet aan de vereisten voor de minimale toleranties tijdens het fabricageproces, voeren bijna alle PCB-fabrikanten een Design for Manufacture (DFM) -controle uit voordat de printplaten worden vervaardigd.
Stap 2: Van bestand naar film - breng een figuur van een koperen pad in kaart
De PCB-fabrikanten gebruiken een speciale printer, een plotter genaamd, die fotofilmpjes van de PCB's maakt om printplaten te printen.Fabrikanten zullen de films gebruiken om de printplaten in beeld te brengen.Hoewel het een laserprinter is, is het geen standaard laserstraalprinter.Plotters maken gebruik van ongelooflijk nauwkeurige printtechnologie om een zeer gedetailleerde film van het PCB-ontwerp te maken. Film
Het eindproduct resulteert in een plastic vel met een fotonegatief van de printplaat in zwarte inkt.Voor de binnenste lagen van het PCB-circuit vertegenwoordigt zwarte inkt de geleidende koperen delen van de PCB.Het resterende heldere gedeelte van het beeld geeft de gebieden van niet-geleidend materiaal aan.De buitenste lagen volgen het tegenovergestelde patroon: duidelijk voor koper, maar zwart verwijst naar het gebied dat zal worden weggeëtst.De plotter ontwikkelt de film automatisch en de film wordt veilig opgeborgen om ongewenst contact te voorkomen.
Elke laag PCB (printplaat) en soldeermasker krijgt zijn eigen heldere en zwarte folie.In totaal heeft een tweelaagse printplaat vier vellen nodig: twee voor de lagen en twee voor het soldeermasker.Belangrijk is dat alle films perfect op elkaar moeten aansluiten.Wanneer ze in harmonie worden gebruikt, brengen ze de PCB-uitlijning in kaart. Om een perfecte uitlijning van alle films te bereiken, moeten registratiegaten door alle films worden geponst.De nauwkeurigheid van het gat vindt plaats door de tafel waarop de film zit aan te passen.Wanneer de kleine kalibraties van de tafel tot een optimale match leiden, wordt het gaatje geperforeerd.De gaten passen in de registratiepennen in de volgende stap van het beeldvormingsproces.
Film Stap 3: De binnenste lagen maken - Druk de figuur op de film af op een koperfolie.
Deze stap in PCB-fabricage bereidt zich voor op het maken van een echte printplaat.De basisvorm van PCB (printplaat) bestaat uit een laminaatplaat waarvan het kernmateriaal epoxyhars en glasvezel is, ook wel substraatmateriaal genoemd.Laminaat dient als een ideale behuizing voor het ontvangen van het koper dat de printplaat structureert.Substraatmateriaal zorgt voor een stevig en stofbestendig uitgangspunt voor de printplaat.Koper is aan beide zijden voorgelijmd.Het proces omvat het wegsnijden van het koper om het ontwerp van de films te onthullen.
Bij de constructie van PCB's (printplaten) is reinheid van belang.Het koperzijdige laminaat wordt gereinigd en in een ontsmette omgeving gebracht.Tijdens deze fase is het van vitaal belang dat er geen stofdeeltjes op het laminaat neerslaan.Een dwalend vuiltje kan er anders voor zorgen dat een circuit kortgesloten wordt of open blijft. Het koperzijdige laminaat schoon Vervolgens ontvangt het schone paneel een laag fotogevoelige film die fotoresist wordt genoemd.De fotoresist bestaat uit een laag fotoreactieve chemicaliën die uitharden na blootstelling aan ultraviolet licht.Dit zorgt voor een exacte match van de fotofilms met de fotoresist.De films passen op pinnen die ze op hun plaats houden over het laminaatpaneel. De film en het karton vormen een lijn en ontvangen een explosie van UV-licht.Het licht gaat door de heldere delen van de film en verhardt de fotolak op het koper eronder.De zwarte inkt van de plotter voorkomt dat het licht de gebieden bereikt die niet bedoeld zijn om uit te harden, en ze zijn gepland om te worden verwijderd. Nadat de printplaat is voorbereid, wordt deze gewassen met een alkalische oplossing die alle ongeharde fotoresist verwijdert.Een laatste hogedrukreiniging verwijdert al het andere dat op het oppervlak is achtergebleven.Het bord wordt vervolgens gedroogd.
Het product komt tevoorschijn met resist die de koperen gebieden goed bedekt die bedoeld zijn om in de uiteindelijke vorm te blijven.Een technicus onderzoekt de borden om er zeker van te zijn dat er tijdens deze fase geen fouten optreden.Alle resist die op dit punt aanwezig is, geeft het koper aan dat zal verschijnen in de voltooide PCB (printplaat). Deze stap is alleen van toepassing op platen met meer dan twee lagen.Eenvoudige tweelaagse platen gaan verder met boren.Meerlaagse boards vereisen meer stappen.
Stap 4: het ongewenste koper verwijderen
Met de fotoresist verwijderd en de geharde resist die het koper bedekt dat we willen behouden, gaat het bord verder met de volgende fase: ongewenste verwijdering van koper.Net zoals de alkalische oplossing de resist verwijderde, vreet een krachtiger chemisch preparaat het overtollige koper weg.Het koperen oplosmiddeloplossingsbad verwijdert al het blootgestelde koper.Ondertussen blijft het gewenste koper volledig beschermd onder de uitgeharde laag fotoresist.
Niet alle koperplaten zijn gelijk gemaakt.Sommige zwaardere platen vereisen grotere hoeveelheden koperoplosmiddel en verschillende blootstellingsduur.Even terzijde: zwaardere koperen platen vereisen extra aandacht voor de spoorafstand.De meeste standaard PCB's zijn gebaseerd op vergelijkbare specificaties. Nu het oplosmiddel het ongewenste koper heeft verwijderd, moet de geharde resist die het geprefereerde koper beschermt, worden afgewassen.Een ander oplosmiddel volbrengt deze taak.Het bord glinstert nu met alleen het koperen substraat dat nodig is voor de print. Stap 5: laaguitlijning en optische inspectie Nu alle lagen schoon en klaar zijn, hebben de lagen uitlijningsponsen nodig om ervoor te zorgen dat ze allemaal op één lijn liggen.De registratiegaten brengen de binnenste lagen op één lijn met de buitenste.De technicus plaatst de lagen in een machine die de optische pons wordt genoemd en die een exacte correspondentie mogelijk maakt, zodat de registratiegaten nauwkeurig worden geponst.
Als de lagen eenmaal bij elkaar zijn geplaatst, is het onmogelijk om eventuele fouten op de binnenste lagen te corrigeren.Een andere machine voert een automatische optische inspectie van de panelen uit om de totale afwezigheid van defecten te bevestigen.Het originele ontwerp van Gerber, dat de fabrikant ontving, dient als model.De machine scant de lagen met behulp van een lasersensor en gaat verder met het elektronisch vergelijken van het digitale beeld met het originele Gerber-bestand.
Als de machine een inconsistentie constateert, wordt de vergelijking op een monitor weergegeven zodat de technicus deze kan beoordelen.Zodra de laag de inspectie heeft doorstaan, gaat deze naar de laatste fasen van de PCB-productie.
Stap 6: Layer-up en Bond
In deze fase krijgt de printplaat vorm.Alle afzonderlijke lagen wachten op hun vereniging.Met de lagen klaar en bevestigd, hoeven ze alleen maar samen te smelten.Buitenlagen moeten aansluiten bij de ondergrond.Het proces gebeurt in twee stappen: layer-up en bonding.
Het materiaal van de buitenste laag bestaat uit glasvezelplaten, vooraf geïmpregneerd met epoxyhars.De afkorting hiervoor heet prepreg.Een dunne koperfolie bedekt ook de boven- en onderkant van het originele substraat, dat de kopersporenets bevat.Nu is het tijd om ze samen te vouwen.
De verlijming gebeurt op een zware stalen tafel met metalen klemmen.De lagen passen veilig in pinnen die aan de tafel zijn bevestigd.Alles moet goed passen om verschuiven tijdens het uitlijnen te voorkomen.
Een technicus begint met het plaatsen van een prepreg-laag over het uitlijnbassin.De substraatlaag past over de prepreg voordat de koperplaat wordt geplaatst.Verdere vellen prepreg zitten bovenop de koperlaag.Tot slot maken een aluminiumfolie en koperen persplaat de stapel compleet.Nu is het klaargemaakt om te persen.
De hele bewerking wordt automatisch uitgevoerd door de computer van de lijmpers.De computer orkestreert het proces van het opwarmen van de stapel, het punt waarop druk moet worden uitgeoefend en wanneer de stapel met een gecontroleerde snelheid moet afkoelen. Vervolgens vindt een bepaalde mate van uitpakken plaats.Met alle lagen samengegoten in een supersandwich van PCB-glorie, pakt de technicus eenvoudig het meerlaagse PCB-product uit.Het is een kwestie van de borgpennen verwijderen en de bovenste drukplaat weggooien.De PCB-goedheid komt zegevierend tevoorschijn vanuit zijn omhulsel van aluminium persplaten.De koperfolie,opgenomen in het proces, moet nog de buitenste lagen van de printplaat vormen.
Stap 7: boren
Tot slot worden er gaten in het stapelbord geboord.Alle later geplande componenten, zoals koperverbindingen via gaten en gelode aspecten, vertrouwen op de nauwkeurigheid van precisieboorgaten.De gaten worden tot een haarbreedte geboord - de boor bereikt een diameter van 100 micron, terwijl haar gemiddeld 150 micron is.
Om de locatie van de boordoelen te vinden, identificeert een röntgenzoeker de juiste boordoelen.Vervolgens worden de juiste registratiegaten geboord om de stapel vast te zetten voor de reeks meer specifieke gaten.
Voor het boren plaatst de technicus een plaat met buffermateriaal onder het boordoel om ervoor te zorgen dat er een schone boring wordt uitgevoerd.Het uitgangsmateriaal voorkomt onnodig scheuren bij de uitgangen van de boor.
Een computer bestuurt elke microbeweging van de boor - het is niet meer dan normaal dat een product dat het gedrag van machines bepaalt, afhankelijk is van computers.De computergestuurde machine gebruikt het boorbestand van het oorspronkelijke ontwerp om de juiste boorplekken te identificeren.
De boren maken gebruik van luchtaangedreven spindels die draaien met 150.000 tpm.Bij deze snelheid zou je kunnen denken dat boren in een flits gebeurt, maar er zijn veel gaten te boren.Een gemiddelde PCB bevat ruim honderd intacte boorpunten.Tijdens het boren heeft ieder zijn eigen speciale moment met de boor nodig, dus dat kost tijd.De gaten herbergen later de via's en mechanische montagegaten voor de printplaat.De uiteindelijke bevestiging van deze onderdelen gebeurt later, na het plateren.
Stap 8: Plating en koperafzetting
Na het boren gaat het paneel op de beplating.Het proces versmelt de verschillende lagen met behulp van chemische depositie.Na een grondige reiniging ondergaat het paneel een reeks chemische baden.Tijdens de baden legt een chemisch afzettingsproces een dunne laag - ongeveer een micron dik - koper af op het oppervlak van het paneel.Het koper gaat in de recent geboorde gaten.
Voorafgaand aan deze stap legt het binnenoppervlak van de gaten eenvoudigweg het glasvezelmateriaal bloot dat de binnenkant van het paneel vormt.De koperen baden bedekken of bedekken de wanden van de gaten volledig.Overigens krijgt het gehele paneel een nieuwe laag koper.Het belangrijkste is dat de nieuwe gaten bedekt zijn.Computers regelen het hele proces van dippen, afvoeren en processie. Stap 9: Beeldvorming van de buitenste laag
In stap 3 hebben we fotoresist op het paneel aangebracht.In deze stap doen we het opnieuw - behalve dat we deze keer de buitenste lagen van het paneel afbeelden met PCB-ontwerp.We beginnen met de lagen in een steriele ruimte om te voorkomen dat verontreinigingen aan het oppervlak van de laag blijven kleven, en brengen vervolgens een laag fotoresist aan op het paneel.Het voorbereide paneel gaat de gele kamer binnen.UV-lampen tasten fotoresist aan.Gele lichtgolflengten dragen niet voldoende UV-niveaus om de fotolak aan te tasten.
Transparanten met zwarte inkt worden vastgezet met pinnen om verkeerde uitlijning met het paneel te voorkomen.Als het paneel en het sjabloon in contact komen, bestraalt een generator ze met hoog UV-licht, waardoor de fotoresist hard wordt.Het paneel gaat vervolgens in een machine die de ongeharde resist verwijdert, beschermd door de dekking van de zwarte inkt.
Het proces staat als een inversie van dat van de binnenste lagen.Ten slotte worden de buitenste platen geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat alle ongewenste fotoresist tijdens de vorige fase is verwijderd.
Stap 10: Plateren
We keren terug naar de plateerkamer.Zoals we deden in stap 8, galvaniseren we het paneel met een dunne laag koper.De blootgestelde delen van het paneel van de fotoresisttrap van de buitenste laag krijgen de koperen galvanisatie.Na de eerste koperbaden wordt het paneel meestal vertind, waardoor al het koper dat op de plaat is achtergebleven kan worden verwijderd.Het tin beschermt het gedeelte van het paneel dat tijdens de volgende etsfase met koper bedekt moet blijven.Etsen verwijdert de ongewenste koperfolie van het paneel.
Stap 11: Final Ets
Het tin beschermt in deze fase het gewenste koper.Het ongewenste blootgestelde koper en koper onder de overblijvende laklaag worden verwijderd.Opnieuw worden chemische oplossingen toegepast om het overtollige koper te verwijderen.Ondertussen beschermt het tin het waardevolle koper tijdens deze fase. De geleidende gebieden en verbindingen zijn nu goed tot stand gebracht.
Stap 12: toepassing van soldeermasker
Voordat het soldeermasker op beide zijden van het bord wordt aangebracht, worden de panelen gereinigd en bedekt met een epoxy-soldeermaskerinkt.De platen ontvangen een explosie van UV-licht, dat door een fotofilm van een soldeermasker gaat.De bedekte delen blijven onverhard en worden verwijderd. Ten slotte gaat het bord de oven in om het soldeermasker uit te harden.
Stap 13: Oppervlakteafwerking
Om extra soldeerbaarheid aan de PCB toe te voegen, plaatsen we ze chemisch met goud of zilver.Sommige PCB's krijgen tijdens deze fase ook heteluchtkussens.De egalisatie met hete lucht resulteert in uniforme pads.Dat proces leidt tot het genereren van oppervlakteafwerking.PCBCart kan meerdere soorten oppervlakteafwerking verwerken volgens de specifieke eisen van de klant.
Stap 14: Zeefdruk
Het bijna voltooide bord krijgt inkjetschrift op het oppervlak, dat wordt gebruikt om alle essentiële informatie met betrekking tot de printplaat aan te geven.De printplaat gaat uiteindelijk naar de laatste coating- en uithardingsfase.
Stap 15: Elektrische test
Als laatste voorzorgsmaatregel voert een technicus elektrische tests uit op de printplaat.De geautomatiseerde procedure bevestigt de functionaliteit van de printplaat en zijn conformiteit met het oorspronkelijke ontwerp.Bij PCBCart bieden we een geavanceerde versie van elektrisch testen, genaamd Flying Probe Testing, die afhankelijk is van bewegende sondes om de elektrische prestaties van elk net op een kale printplaat te testen.
Stap 16: Profilering en V-scoring
Nu zijn we bij de laatste stap aangekomen: snijden.Uit het originele paneel worden verschillende planken gesneden.De gebruikte methode draait om het gebruik van een router of een v-groef.Een router laat kleine lipjes langs de randen van het bord terwijl de v-groef diagonale kanalen langs beide zijden van het bord snijdt.Op beide manieren kunnen de planken gemakkelijk uit het paneel springen.
