구리 경로 네트워크를 통해 표면 주변의 인쇄 회로 직류. 구리 경로의 복잡한 시스템은 각 전자 기판 조각의 고유한 역할을 결정합니다. 인쇄 회로 기판 - PCB는 모든 주요 전자 제품의 중추를 형성합니다.그리고 디지털 시계, 계산기 등과 같은 간단한 장치에서 거의 모든 전산 전자 제품에 사용되는 PCB. 인쇄 회로 기판은 장치의 전기 및 기계 회로 요구 사항을 충족하는 전자 장치를 통해 전기 신호를 라우팅합니다.요컨대, PCB는 전기에 어디로 가야 하는지 알려주고 전자 제품에 생명을 불어넣습니다.
PCB 제조 공정 단계
1단계: PCB 레이아웃 및 출력
전자 기판은 PCB 설계 소프트웨어를 사용하여 설계자가 만든 PCB 레이아웃과 엄격하게 호환되어야 합니다.일반적으로 사용되는 PCB 설계 소프트웨어에는 Eagle, Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad 등이 포함됩니다.
참고: PCB 제조업체에서 가장 일반적으로 사용하는 PCB 소프트웨어는 AD DXP PROTEL CMA350 PADS 요법입니다. PCB 제조 전에 디자이너는 불일치로 인한 문제를 방지하는 데 도움이 되므로 회로 설계에 사용되는 PCB 설계 소프트웨어 버전에 대해 계약 제조업체에 알려야 합니다.
PCB 설계가 생산 승인을 받으면 설계자는 제조업체가 지원하는 형식으로 설계를 내보냅니다.가장 자주 사용되는 프로그램은 확장된 Gerber라고 합니다. Gerber는 또한 IX274X라는 이름으로 사용됩니다. Gerber 소프트웨어의 다른 세대는 모두 구리 추적 레이어, 드릴 도면, 조리개, 구성 요소 표기법 및 기타 옵션을 포함한 포괄적인 필수 정보를 인코딩합니다. PCB 설계는 이 시점에서 검사를 받습니다.소프트웨어는 오류가 감지되지 않도록 설계에 대한 감독 알고리즘을 수행합니다.설계자는 또한 트랙 폭, 보드 가장자리 간격, 트레이스 및 구멍 간격, 구멍 크기와 관련된 요소와 관련하여 계획을 검토합니다.
철저한 검사 후 설계자는 제조를 위해 PCB 파일을 PCB Fabricator로 전달합니다.설계가 제조 공정 중 최소 공차에 대한 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 거의 모든 PCB 제조업체는 회로 기판 제작 전에 DFM(Design for Manufacture) 검사를 실행합니다.
2단계: 파일에서 필름으로 - 구리 경로 그림 그리기
PCB 제조업체는 회로 기판을 인쇄하기 위해 PCB의 사진 필름을 만드는 플로터라는 특수 프린터를 사용합니다.제조업체는 필름을 사용하여 PCB를 이미지화합니다.레이저 프린터이지만 표준 레이저젯 프린터는 아닙니다.플로터는 믿을 수 없을 정도로 정밀한 인쇄 기술을 사용하여 PCB 설계의 매우 상세한 필름을 제공합니다. 영화
최종 제품은 검정 잉크로 된 인쇄 회로 기판의 포토 네거티브가 있는 플라스틱 시트가 됩니다.PCB 회로의 내부 레이어에서 검정색 잉크는 PCB의 전도성 구리 부분을 나타냅니다.이미지의 나머지 선명한 부분은 비전도성 물질 영역을 나타냅니다.외부 레이어는 반대 패턴을 따릅니다. 구리는 투명하지만 검은색은 에칭될 영역을 나타냅니다.플로터가 필름을 자동으로 현상하고 원하지 않는 접촉을 방지하기 위해 필름을 안전하게 보관합니다.
PCB(인쇄 회로 기판) 및 솔더 마스크의 각 레이어에는 투명하고 검은색 필름 시트가 있습니다.전체적으로 2층 PCB 기판에는 4개의 시트가 필요합니다. 2개는 레이어용이고 2개는 솔더 마스크용입니다.중요한 것은 모든 영화가 서로 완벽하게 일치해야 한다는 것입니다.조화롭게 사용하면 PCB 정렬을 매핑합니다. 모든 필름의 완벽한 정렬을 달성하려면 등록 구멍을 모든 필름에 뚫어야 합니다.구멍의 정확성은 필름이 놓이는 테이블을 조정하여 발생합니다.테이블의 작은 보정이 최적의 일치로 이어지면 구멍이 뚫립니다.구멍은 이미징 프로세스의 다음 단계에서 등록 핀에 맞습니다.
영화 3단계: 내부 레이어 만들기 - 동박 위에 필름에 그림을 인쇄합니다.
PCB 제작의 이 단계는 실제 인쇄 회로 기판을 만들 준비를 합니다.PCB(인쇄 회로 기판)의 기본 형태는 기판 재료라고도 하는 에폭시 수지와 유리 섬유를 코어 재료로 하는 라미네이트 기판으로 구성됩니다.라미네이트는 PCB를 구성하는 구리를 수용하기 위한 이상적인 본체 역할을 합니다.기판 재료는 견고하고 먼지에 강한 PCB 시작점을 제공합니다.구리는 양면에 사전 접착되어 있습니다.이 과정에는 구리를 깎아내어 필름에서 디자인을 드러내는 작업이 포함됩니다.
PCB(인쇄 회로 기판) 구조에서는 청결이 중요합니다.구리면 라미네이트는 세척되고 오염 제거된 환경으로 전달됩니다.이 단계에서 라미네이트에 먼지 입자가 쌓이지 않는 것이 중요합니다.그렇지 않으면 잘못된 먼지 얼룩으로 인해 회로가 단락되거나 열린 상태로 유지될 수 있습니다. 구리면 라미네이트 청소 다음으로 클린 패널은 포토 레지스트라는 감광성 필름 층을 수용합니다.포토 레지스트는 자외선에 노출된 후 경화되는 광 반응성 화학 물질 층으로 구성됩니다.이렇게 하면 포토 필름에서 포토 레지스트까지 정확히 일치합니다.필름은 라미네이트 패널 위에 필름을 고정시키는 핀에 맞습니다. 필름과 보드가 정렬되고 자외선을 받습니다.빛은 필름의 투명한 부분을 통과하여 그 아래에 있는 구리의 포토 레지스트를 경화시킵니다.플로터의 검은색 잉크는 빛이 경화되지 않는 영역에 도달하는 것을 방지하며 제거할 예정입니다. PCB 기판이 준비되면 경화되지 않은 포토 레지스트를 제거하는 알칼리성 용액으로 세척합니다.최종 압력 세척은 표면에 남아 있는 모든 것을 제거합니다.그런 다음 보드가 건조됩니다.
제품은 최종 형태로 유지되어야 하는 구리 영역을 적절하게 덮는 레지스트와 함께 나타납니다.기술자는 보드를 검사하여 이 단계에서 오류가 발생하지 않는지 확인합니다.이 시점에 존재하는 모든 레지스트는 완성된 PCB(인쇄 회로 기판)에 나타날 구리를 나타냅니다. 이 단계는 2개 이상의 레이어가 있는 기판에만 적용됩니다.간단한 2층 보드는 드릴링으로 건너뜁니다.다중 레이어 보드에는 더 많은 단계가 필요합니다.
4단계: 불필요한 구리 제거
포토 레지스트를 제거하고 유지하려는 구리를 덮고 있는 경화된 레지스트를 사용하여 보드는 다음 단계인 원치 않는 구리 제거를 진행합니다.알칼리성 용액이 레지스트를 제거한 것처럼 더 강력한 화학 제제가 과도한 구리를 제거합니다.구리 용매 용액 수조는 노출된 모든 구리를 제거합니다.한편 원하는 구리는 경화된 포토 레지스트 층 아래에서 완전히 보호된 상태로 유지됩니다.
모든 구리 보드가 동일하게 만들어지는 것은 아닙니다.일부 무거운 보드는 더 많은 양의 구리 솔벤트와 다양한 노출 시간이 필요합니다.참고로 더 무거운 구리 보드는 트랙 간격에 추가적인 주의가 필요합니다.대부분의 표준 PCB는 유사한 사양에 의존합니다. 이제 용제가 불필요한 구리를 제거했으므로 원하는 구리를 보호하는 경화된 레지스트를 씻어내야 합니다.다른 용매가 이 작업을 수행합니다.이제 보드는 PCB에 필요한 구리 기판만으로 반짝거립니다. 5단계: 레이어 정렬 및 광학 검사 모든 레이어가 깨끗하고 준비된 상태에서 레이어가 정렬되도록 정렬 펀치가 필요합니다.등록 구멍은 내부 레이어를 외부 레이어에 정렬합니다.기술자는 정확한 일치를 허용하는 광학 펀치라는 기계에 레이어를 배치하여 등록 구멍을 정확하게 펀칭합니다.
일단 레이어가 함께 배치되면 내부 레이어에서 발생하는 오류를 수정할 수 없습니다.또 다른 기계는 패널에 대한 자동 광학 검사를 수행하여 결함이 전혀 없는지 확인합니다.제조업체가 받은 Gerber의 원래 디자인이 모델이 됩니다.기계는 레이저 센서를 사용하여 레이어를 스캔하고 디지털 이미지를 원본 Gerber 파일과 전자적으로 비교합니다.
기계가 불일치를 발견하면 기술자가 평가할 수 있도록 비교 결과가 모니터에 표시됩니다.레이어가 검사를 통과하면 PCB 생산의 최종 단계로 이동합니다.
6단계: 레이어업 및 접착
이 단계에서 회로 기판이 형성됩니다.모든 분리된 레이어는 결합을 기다립니다.레이어가 준비되고 확인되면 함께 융합하기만 하면 됩니다.외부 레이어는 기판과 결합해야 합니다.이 과정은 레이어 업과 본딩의 두 단계로 이루어집니다.
외층 재료는 에폭시 수지가 함침된 섬유 유리 시트로 구성됩니다.이에 대한 약칭을 프리프레그(prepreg)라고 합니다.얇은 구리 호일은 구리 트레이스 에칭을 포함하는 원래 기판의 상단과 하단도 덮습니다.이제 함께 샌드위치 할 시간입니다.
결합은 금속 클램프가 있는 무거운 강철 테이블에서 이루어집니다.레이어는 테이블에 부착된 핀에 단단히 고정됩니다.정렬하는 동안 이동을 방지하기 위해 모든 것이 꼭 맞아야 합니다.
기술자는 정렬 용기 위에 프리프레그 층을 배치하는 것으로 시작합니다.기판 층은 구리 시트를 놓기 전에 프리프레그 위에 맞습니다.추가 프리프레그 시트가 구리층 위에 놓입니다.마지막으로 알루미늄 호일과 구리 프레스 플레이트가 스택을 완성합니다.이제 누를 준비가 되었습니다.
전체 작업은 본딩 프레스 컴퓨터에 의해 실행되는 자동 루틴을 거칩니다.컴퓨터는 스택을 가열하는 프로세스, 압력을 가하는 지점, 제어된 속도로 스택을 식힐 시기를 조율합니다. 다음으로 일정량의 언패킹이 발생합니다.모든 레이어가 PCB 영광의 슈퍼 샌드위치에 함께 몰딩된 상태에서 기술자는 다층 PCB 제품의 포장을 간단히 풉니다.구속 핀을 제거하고 상단 압력판을 버리는 간단한 문제입니다.PCB의 장점은 알루미늄 프레스 플레이트의 셸 내부에서 승리합니다.동박,프로세스에 포함되어 PCB의 외부 레이어를 구성합니다.
7단계: 드릴링
마지막으로 스택 보드에 구멍을 뚫습니다.구멍을 통한 구리 연결 및 납 함유 측면과 같이 나중에 나올 예정인 모든 구성 요소는 정밀 드릴 구멍의 정확성에 의존합니다.구멍은 머리카락 너비로 뚫습니다. 드릴의 직경은 100미크론이고 머리카락은 평균 150미크론입니다.
드릴 타겟의 위치를 찾기 위해 X-레이 로케이터는 적절한 드릴 타겟 지점을 식별합니다.그런 다음 일련의 보다 구체적인 구멍에 대한 스택을 확보하기 위해 적절한 등록 구멍을 뚫습니다.
드릴링하기 전에 기술자는 깨끗한 구멍이 만들어지도록 드릴 대상 아래에 버퍼 재료 보드를 배치합니다.출구 재료는 드릴의 출구에서 불필요한 찢어짐을 방지합니다.
컴퓨터는 드릴의 모든 미세한 움직임을 제어합니다. 기계의 동작을 결정하는 제품이 컴퓨터에 의존하는 것은 당연합니다.컴퓨터 구동 기계는 원래 디자인의 드릴링 파일을 사용하여 구멍을 뚫을 적절한 지점을 식별합니다.
드릴은 150,000rpm으로 회전하는 공기 구동식 스핀들을 사용합니다.이 속도에서는 천공이 순식간에 일어난다고 생각할 수 있지만 구멍을 뚫어야 할 구멍이 많습니다.평균적인 PCB에는 100개 이상의 보어 온전한 지점이 포함되어 있습니다.드릴링하는 동안 각자 드릴을 사용하는 특별한 순간이 필요하므로 시간이 걸립니다.구멍은 나중에 비아와 PCB용 기계적 장착 구멍을 수용합니다.이러한 부품의 최종 부착은 나중에 도금 후에 발생합니다.
8단계: 도금 및 구리 증착
드릴링 후 패널은 도금으로 이동합니다.이 프로세스는 화학 증착을 사용하여 서로 다른 레이어를 융합합니다.철저한 세척 후, 패널은 일련의 화학 수조를 거칩니다.수조 중에 화학 증착 공정을 통해 패널 표면에 약 1미크론 두께의 구리 얇은 층이 증착됩니다.구리는 최근에 뚫은 구멍으로 들어갑니다.
이 단계 전에 구멍의 내부 표면은 패널 내부를 구성하는 유리 섬유 재료를 단순히 노출시킵니다.구리 수조는 구멍의 벽을 완전히 덮거나 도금합니다.부수적으로 전체 패널에 새로운 구리 층이 적용됩니다.가장 중요한 것은 새 구멍이 덮여 있다는 것입니다.컴퓨터는 담금질, 제거 및 행렬의 전체 프로세스를 제어합니다. 9단계: 외부 레이어 이미징
3단계에서는 포토레지스트를 패널에 도포했습니다.이 단계에서는 다시 수행합니다. 이번에는 제외하고 PCB 디자인으로 패널의 외부 레이어를 이미지화합니다.오염 물질이 레이어 표면에 달라붙는 것을 방지하기 위해 무균실에서 레이어로 시작한 다음 패널에 포토 레지스트 레이어를 적용합니다.준비된 패널은 노란색 방으로 들어갑니다.UV 조명은 포토 레지스트에 영향을 미칩니다.황색광 파장은 포토 레지스트에 영향을 줄 만큼 충분한 UV 수준을 전달하지 않습니다.
검정 잉크 투명 필름은 핀으로 고정되어 패널과의 정렬 불량을 방지합니다.패널과 스텐실이 접촉한 상태에서 제너레이터가 높은 UV 광으로 패널과 스텐실을 분사하여 포토 레지스트를 경화시킵니다.그런 다음 패널은 검정 잉크 불투명도에 의해 보호되는 경화되지 않은 레지스트를 제거하는 기계로 전달됩니다.
이 프로세스는 내부 레이어의 프로세스와 반대입니다.마지막으로 외부 플레이트를 검사하여 이전 단계에서 원하지 않는 포토 레지스트가 모두 제거되었는지 확인합니다.
10단계: 도금
도금 실로 돌아갑니다.8단계에서 했던 것처럼 얇은 구리 층으로 패널을 전기 도금합니다.외부 레이어 포토 레지스트 스테이지에서 패널의 노출된 부분은 구리 전기 도금을 받습니다.초기 구리 도금 욕 후에 패널은 일반적으로 제거 예정인 보드에 남아 있는 모든 구리를 제거할 수 있는 주석 도금을 받습니다.주석은 다음 에칭 단계에서 구리로 덮힌 상태로 유지되어야 하는 패널 부분을 보호합니다.에칭은 패널에서 불필요한 동박을 제거합니다.
11단계: 파이널 에칭
주석은 이 단계에서 원하는 구리를 보호합니다.원치 않게 노출된 구리와 나머지 레지스트 층 아래의 구리는 제거됩니다.다시 화학 용액을 적용하여 과잉 구리를 제거합니다.한편, 주석은 이 단계에서 귀중한 구리를 보호합니다. 이제 전도 영역과 연결이 적절하게 설정되었습니다.
12단계: 솔더 마스크 적용
기판 양면에 솔더 마스크를 적용하기 전에 패널을 청소하고 에폭시 솔더 마스크 잉크로 덮습니다.기판은 솔더 마스크 사진 필름을 통과하는 자외선을 받습니다.덮힌 부분은 경화되지 않고 제거될 것입니다. 마지막으로 보드는 솔더 마스크를 경화시키기 위해 오븐으로 들어갑니다.
13단계: 표면 마감
PCB에 추가 납땜 기능을 추가하기 위해 금 또는 은으로 화학적으로 도금합니다.일부 PCB는 또한 이 단계에서 열풍 수준 패드를 받습니다.열풍 레벨링은 균일한 패드를 만듭니다.이 프로세스는 표면 마감 생성으로 이어집니다.PCBCart는 고객의 특정 요구에 따라 여러 유형의 표면 마감을 처리할 수 있습니다.
14단계: 실크스크린
거의 완성된 보드는 PCB와 관련된 모든 중요한 정보를 표시하는 데 사용되는 잉크젯 기록을 표면에 받습니다.PCB는 최종적으로 마지막 코팅 및 경화 단계로 넘어갑니다.
15단계: 전기 테스트
최종 예방 조치로 기술자는 PCB에서 전기 테스트를 수행합니다.자동화된 절차는 PCB의 기능과 원래 설계에 대한 적합성을 확인합니다.PCBCart에서는 베어 회로 기판에서 각 네트의 전기적 성능을 테스트하기 위해 움직이는 프로브에 의존하는 Flying Probe Testing이라는 고급 전기 테스트 버전을 제공합니다.
16단계: 프로파일링 및 V-스코어링
이제 마지막 단계인 절단에 이르렀습니다.원래 패널에서 다른 보드가 절단됩니다.채택된 방법은 라우터 또는 v-groove를 사용하는 데 중점을 둡니다.라우터는 보드 가장자리를 따라 작은 탭을 남기고 v-홈은 보드 양쪽을 따라 대각선 채널을 자릅니다.두 가지 방법 모두 보드가 패널에서 쉽게 튀어나올 수 있도록 합니다.
