Процесс изготовления печатной платы

Печатные схемы с постоянным током вокруг своей поверхности через сеть медных дорожек. Сложная система медных дорожек определяет уникальную роль каждой части электронной платы. Печатные платы - печатные платы составляют основу всех основных электронных продуктов.И печатные платы, используемые почти во всей вычислительной электронике, от простых устройств, таких как цифровые часы, калькуляторы и т. Д. Печатная плата направляет электрические сигналы через электронику, которая удовлетворяет требованиям электрической и механической схемы устройства.Короче говоря, печатные платы сообщают электричеству, куда идти, оживляя вашу электронику.

Этапы процесса производства печатных плат

Шаг 1: Разводка и вывод печатной платы

Электронные платы должны быть полностью совместимы с макетом печатной платы, созданным разработчиком с использованием программного обеспечения для проектирования печатных плат.Широко используемое программное обеспечение для проектирования печатных плат включает Eagle, Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad и т. д.

ПРИМЕЧАНИЕ. Наиболее распространенным программным обеспечением для печатных плат, используемым производителем печатных плат, является AD DXP PROTEL CMA350 PADS и т. д. Перед изготовлением печатной платы проектировщики должны сообщить своему контрактному производителю версию программного обеспечения для проектирования печатной платы, используемую для проектирования схемы, поскольку это помогает избежать проблем, вызванных несоответствиями.

Как только дизайн печатной платы одобрен для производства, дизайнеры экспортируют дизайн в формат, поддерживаемый их производителями.Наиболее часто используемая программа называется расширенной Gerber. Gerber также носит название IX274X. Различные поколения программного обеспечения Gerber. Все они кодируют исчерпывающую важную информацию, включая слои медных дорожек, чертежи сверления, апертуры, обозначения компонентов и другие параметры. Все аспекты На этом этапе дизайн печатной платы проходит проверку.Программное обеспечение выполняет алгоритмы контроля над проектом, чтобы гарантировать, что ни одна ошибка не останется незамеченной.Дизайнеры также изучают план в отношении элементов, касающихся ширины дорожек, расстояния между краями платы, расстояния между дорожками и отверстиями и размером отверстий.

После тщательного изучения проектировщики передают файл печатной платы производителю печатных плат для изготовления.Чтобы гарантировать соответствие конструкции требованиям минимальных допусков во время производственного процесса, почти все производители печатных плат перед изготовлением печатных плат проводят проверку конструкции для производства (DFM).

Шаг 2: От файла к фильму - наметьте фигуру медного пути.

Производители печатных плат используют специальный принтер, называемый плоттером, который делает фотопленки печатных плат для печати печатных плат.Производители будут использовать пленки для изображения печатных плат.Хотя это лазерный принтер, это не стандартный лазерный струйный принтер.Плоттеры используют невероятно точную технологию печати, чтобы получить высокодетализированный фильм о дизайне печатной платы.
фильм

В результате получается пластиковый лист с фотонегативом печатной платы черными чернилами.Для внутренних слоев печатной платы черные чернила обозначают проводящие медные части печатной платы.Оставшаяся четкая часть изображения обозначает области непроводящего материала.Внешние слои следуют противоположному шаблону: прозрачный для меди, но черный относится к области, которая будет вытравлена.Плоттер автоматически проявляет пленку, и пленка надежно хранится для предотвращения любого нежелательного контакта.

Каждый слой печатной платы (печатной платы) и паяльной маски получает свой собственный лист прозрачной и черной пленки.Всего на двухслойную печатную плату нужно четыре листа: два на слои и два на паяльную маску.Примечательно, что все пленки должны идеально соответствовать друг другу.При совместном использовании они отображают выравнивание печатной платы. Чтобы добиться идеального выравнивания всех пленок, во всех пленках должны быть пробиты регистрационные отверстия.Точность отверстия достигается регулировкой стола, на котором сидит пленка.Когда крошечные калибровки таблицы приводят к оптимальному совпадению, дырка пробивается.Отверстия будут соответствовать регистрационным штифтам на следующем этапе процесса визуализации.

фильм
Шаг 3: Создание внутренних слоев. Напечатайте рисунок на пленке на медной фольге.

Этот шаг в изготовлении печатной платы подготавливает к изготовлению фактической печатной платы.Базовая форма печатной платы (печатная плата) состоит из многослойной платы, основным материалом которой является эпоксидная смола и стекловолокно, которые также называются материалом подложки.Ламинат служит идеальным телом для получения меди, из которой состоит печатная плата.Материал подложки обеспечивает прочную и пыленепроницаемую отправную точку для печатной платы.Медь предварительно склеена с обеих сторон.Процесс включает в себя удаление меди, чтобы показать рисунок пленки.

При изготовлении печатных плат (печатных плат) чистота имеет большое значение.Медный ламинат очищается и передается в обеззараженную среду.На этом этапе очень важно, чтобы на ламинат не оседали частицы пыли.В противном случае заблудшее пятнышко грязи может привести к короткому замыканию цепи или к тому, что она останется разомкнутой.
Медный ламинат чистый
Затем на чистую панель наносится слой светочувствительной пленки, называемой фоторезистом.Фоторезист состоит из слоя фотореактивных химических веществ, которые затвердевают после воздействия ультрафиолетового света.Это обеспечивает точное соответствие фотопленки фоторезисту.Пленки надеваются на штифты, удерживающие их над ламинированной панелью. Пленка и картон выстраиваются в линию и подвергаются воздействию УФ-излучения.Свет проходит через прозрачные части пленки, отверждая фоторезист на меди под ним.Черные чернила из плоттера не дают свету проникнуть в области, которые не должны затвердевать, и их планируется удалить.

После подготовки печатной платы ее промывают щелочным раствором, который удаляет оставшийся незатвердевшим фоторезист.Окончательная мойка под давлением удаляет все, что осталось на поверхности.Затем доску сушат.

Продукт выходит с резистом, надлежащим образом покрывающим медные области, которые должны оставаться в окончательной форме.Технический специалист проверяет платы, чтобы убедиться, что на этом этапе не возникает ошибок.Весь резист, присутствующий на этом этапе, обозначает медь, которая появится на готовой печатной плате (печатной плате). Этот шаг применим только к платам с более чем двумя слоями.Простые двухслойные доски переходят к сверлению.Многослойные платы требуют больше шагов.

Шаг 4: Удаление ненужной меди

Когда фоторезист удален, а затвердевший резист покрывает медь, которую мы хотим сохранить, плата переходит к следующему этапу: удаление нежелательной меди.Подобно тому, как щелочной раствор удалял резист, более сильный химический препарат разъедает лишнюю медь.Ванна с раствором медного растворителя удаляет всю открытую медь.Между тем, желаемая медь остается полностью защищенной под закаленным слоем фоторезиста.

Не все медные платы одинаковы.Для некоторых более тяжелых плат требуется большее количество растворителя меди и разная продолжительность воздействия.В качестве примечания: более тяжелые медные платы требуют дополнительного внимания к расстоянию между дорожками.Большинство стандартных печатных плат основаны на аналогичной спецификации.

Теперь, когда растворитель удалил нежелательную медь, необходимо смыть затвердевший резист, защищающий предпочтительную медь.Эту задачу выполняет другой растворитель.Теперь на плате блестит только медная подложка, необходимая для печатной платы.
Шаг 5: Выравнивание слоев и оптическая проверка

Когда все слои чистые и готовые, необходимо выровнять слои, чтобы убедиться, что они все выровнены.Регистрационные отверстия совмещают внутренние слои с внешними.Техник помещает слои в машину, называемую оптическим перфоратором, которая обеспечивает точное соответствие, поэтому отверстия совмещения точно пробиваются.

После того, как слои размещены вместе, невозможно исправить какие-либо ошибки, возникающие на внутренних слоях.Другая машина выполняет автоматический оптический осмотр панелей для подтверждения полного отсутствия дефектов.Образцом служит оригинальный дизайн от Gerber, который получил производитель.Машина сканирует слои с помощью лазерного датчика и приступает к электронному сравнению цифрового изображения с исходным файлом Gerber.

Если машина обнаруживает несоответствие, сравнение отображается на мониторе для оценки техническим специалистом.Как только слой проходит проверку, он переходит к заключительным этапам производства печатной платы.
 

Шаг 6: Наслоение и соединение

На этом этапе печатная плата принимает форму.Все отдельные слои ждут своего объединения.Когда слои готовы и подтверждены, их просто нужно соединить вместе.Внешние слои должны соединяться с подложкой.Процесс происходит в два этапа: наслоение и склеивание.

Материал внешнего слоя состоит из листов стекловолокна, предварительно пропитанных эпоксидной смолой.Сокращение для этого называется препрег.Тонкая медная фольга также покрывает верх и низ исходной подложки, которая содержит травление медных следов.Теперь пришло время соединить их вместе.

Склеивание происходит на тяжелом стальном столе с металлическими зажимами.Слои надежно фиксируются на штифтах, прикрепленных к столу.Все должно плотно прилегать, чтобы предотвратить смещение во время выравнивания.

Техник начинает с размещения слоя препрега поверх выравнивающей ванны.Слой подложки укладывается на препрег перед размещением медного листа.Следующие листы препрега располагаются поверх медного слоя.Наконец, алюминиевая фольга и медная прижимная пластина дополняют стопку.Теперь он подготовлен к прессованию.

Вся операция выполняется в автоматическом режиме компьютером клеевого пресса.Компьютер управляет процессом нагрева стопы, определяет точку приложения давления и время охлаждения стопки с контролируемой скоростью.
Далее происходит некоторая распаковка.Со всеми слоями, сформованными вместе в супер-сэндвиче печатной платы, технический специалист просто распаковывает многослойную печатную плату.Это просто вопрос удаления удерживающих штифтов и отказа от верхней прижимной пластины.Совершенство печатной платы выходит победителем из своей оболочки из алюминиевых прижимных пластин.медная фольга, включенный в процесс, остается состоять из внешних слоев печатной платы.

Шаг 7: Сверление

Наконец, в стековой доске просверливаются отверстия.Все компоненты, которые появятся позже, такие как сквозные отверстия с медным соединением и свинцовые элементы, зависят от точности прецизионных отверстий.Отверстия просверливаются на толщину волоска - диаметр сверла достигает 100 микрон, а средний диаметр волоса - 150 микрон.

Чтобы найти местоположение целей для сверления, рентгеновский локатор определяет правильные места для целей сверления.Затем просверливаются соответствующие регистрационные отверстия, чтобы закрепить стопку для ряда более конкретных отверстий.

Перед бурением техник помещает доску из буферного материала под мишень для сверления, чтобы убедиться, что ствол чистый.Выходной материал предотвращает любые ненужные разрывы на выходе сверла.

Компьютер контролирует каждое микродвижение сверла — вполне естественно, что продукт, определяющий поведение машин, должен полагаться на компьютеры.Управляемая компьютером машина использует файл для сверления из оригинального проекта, чтобы определить правильные места для сверления.

В дрелях используются шпиндели с пневматическим приводом, которые вращаются со скоростью 150 000 об/мин.На такой скорости можно подумать, что сверление происходит молниеносно, но дырок много.Средняя печатная плата содержит более сотни неповрежденных отверстий.Во время сверления каждому нужен свой особенный момент со сверлом, поэтому нужно время.Позже в этих отверстиях размещаются переходные отверстия и механические монтажные отверстия для печатной платы.Окончательная фиксация этих деталей происходит позже, после обшивки.

Шаг 8: Покрытие и осаждение меди

После сверления панель переходит на обшивку.Этот процесс объединяет различные слои с помощью химического осаждения.После тщательной очистки панель подвергается ряду химических ванн.Во время ванн процесс химического осаждения осаждает тонкий слой меди толщиной около одного микрона на поверхности панели.Медь входит в недавно просверленные отверстия.

До этого шага внутренняя поверхность отверстий просто обнажает материал из стекловолокна, из которого состоит внутренняя часть панели.Медные ванны полностью закрывают или обшивают стенки отверстий.Кстати, вся панель получает новый слой меди.Самое главное, что новые отверстия закрыты.Компьютеры контролируют весь процесс погружения, удаления и обработки.

Шаг 9: Визуализация внешнего слоя

На шаге 3 мы нанесли фоторезист на панель.На этом шаге мы делаем это снова, но на этот раз мы изображаем внешние слои панели с дизайном печатной платы.Мы начинаем со слоев в стерильной комнате, чтобы предотвратить прилипание любых загрязнений к поверхности слоя, затем наносим на панель слой фоторезиста.Подготовленная панель проходит в желтую комнату.УФ-излучение влияет на фоторезистент.Длины волн желтого света не несут уровней УФ-излучения, достаточных для воздействия на фоторезист.

Прозрачные пленки с черными чернилами закреплены штифтами, чтобы предотвратить их смещение с панелью.Когда панель и трафарет соприкасаются, генератор облучает их сильным УФ-светом, который отвердевает фоторезист.Затем панель проходит в машину, которая удаляет незатвердевший резист, защищенный непрозрачностью черных чернил.

Процесс представляет собой инверсию к процессу внутренних слоев.Наконец, внешние пластины подвергаются проверке, чтобы убедиться, что весь нежелательный фоторезист был удален на предыдущем этапе.

Шаг 10: Покрытие

Возвращаемся в гальваническую комнату.Как и в шаге 8, мы гальванизируем панель тонким слоем меди.Обнаженные участки панели из стадии фоторезиста внешнего слоя получают медное гальванопокрытие.После первоначальных ванн для меднения панель обычно подвергается лужению, что позволяет удалить всю медь, оставшуюся на плате, которую планируется удалить.Олово защищает часть панели, которая должна оставаться покрытой медью на следующем этапе травления.Травление удаляет ненужную медную фольгу с панели.

Шаг 11: Окончательное травление

На этом этапе олово защищает желаемую медь.Нежелательная открытая медь и медь под оставшимся слоем резиста удаляются.Опять же, химические растворы применяются для удаления избытка меди.Между тем, олово защищает ценную медь на этом этапе. Теперь проводящие области и соединения установлены правильно.

Шаг 12: Нанесение паяльной маски

Перед нанесением паяльной маски на обе стороны платы панели очищаются и покрываются эпоксидной краской для паяльной маски.Платы облучаются УФ-светом, который проходит через фотопленку паяльной маски.Покрытые части остаются незатвердевшими и подлежат удалению. Наконец, плата помещается в печь для отверждения паяльной маски.

Шаг 13: Отделка поверхности

Чтобы придать печатной плате дополнительную способность к пайке, мы наносим на нее химическое покрытие золотом или серебром.На этом этапе некоторые печатные платы также получают прокладки для выравнивания горячим воздухом.Выравнивание горячим воздухом приводит к однородным колодкам.Этот процесс приводит к получению чистовой обработки поверхности.PCBCart может обрабатывать несколько типов обработки поверхности в соответствии с конкретными требованиями клиентов.

Шаг 14: Шелкография

На почти законченную плату наносятся струйные надписи, используемые для обозначения всей важной информации, относящейся к печатной плате.Наконец, печатная плата переходит на последнюю стадию покрытия и отверждения.

Шаг 15: Электрический тест

В качестве последней меры предосторожности технический специалист проводит электрические испытания печатной платы.Автоматизированная процедура подтверждает функциональность печатной платы и ее соответствие оригинальному проекту.В PCBCart мы предлагаем расширенную версию электрического тестирования под названием «Тестирование летающим зондом», которое основано на перемещении зондов для проверки электрических характеристик каждой цепи на голой печатной плате.

Шаг 16: Профилирование и V-оценка

Теперь мы подошли к последнему шагу: резке.Из оригинальной панели вырезаются разные доски.Используемый метод основан либо на использовании маршрутизатора, либо на V-образной канавке.Фрезер оставляет небольшие выступы вдоль краев платы, а V-образная канавка вырезает диагональные каналы вдоль обеих сторон платы.Оба способа позволяют доскам легко выдвигаться из панели.