PCB-jyrsintä on vähentävä valmistustekniikka, jota käytetään piirilevyn tuotannossa, jossa mekaaninen työkalu poistaa tarkasti kuparin verhottujen substraatin ei-toivottua kuparia tarvittavien piirikuvioiden muodostamiseksi. Toisin kuin perinteinen kemiallinen etsaus, joka käyttää vaarallisia kemikaaleja ylimääräisen kuparin liuottamiseen, jyrsintä riippuu fysikaalisesta leikkaamisesta, joka tarjoaa puhtaamman ja ympäristöystävällisemmän lähestymistavan.
Tämä prosessi on erityisen arvokas nopeaan prototyyppiin ja pienen erään Piirilevytuotanto , joka antaa suunnittelijoille ja insinööreille mahdollisuuden valmistamaan toiminnalliset piirilevyt nopeasti digitaalisista malleista. Koska se ei vaadi naamioita tai kemiallisia kylpyjä, PCB -jyrsintä mahdollistaa nopeamman käännösajan ja suuremman joustavuuden, mikä tekee siitä ihanteellisen uusien mallejen, prototyyppien iterointia tai rajoitettujen määrien tuottamista aiheuttamatta massan valmistukseen liittyviä asennuskustannuksia.
Vaikka PCB-jyrsintä on vain yksi osa kattavan piirilevyn tuotannon ekosysteemiä, se täydentää muita menetelmiä, kuten fotolitografiaa ja etsausta, tarjoamalla tehokkaan tavan kaventaa kuilu suunnittelun ja täysimittaisen valmistuksen välillä. Sen rooli kehityssyklien kiihdyttämisessä ja ympäristövaikutusten vähentämisessä korostaa sen kasvavaa merkitystä nykyaikaisessa elektroniikan valmistuksessa.
Suunnittelutiedostojen valmistelu
Ennen kuin jyrsintä alkaa, suunnittelutiedostojen tarkka valmistelu on ratkaisevan tärkeää tasaisen piirilevyn tuotantoprosessin varmistamiseksi.
1.
Suunnittelut luodaan tai tuodaan käyttämällä CAD/CAM -ohjelmistoja, kuten Kicad, Eagle tai Altium Designer. Nämä työkalut määrittelevät jälkiä, tyynyjä, reikiä ja levyn ääriviivat. Nykyiset Gerber -tiedostot voidaan myös muuntaa jyrsintäksi.
2. työkalupakojen ja G-koodin luominen
Piirilevyasettelua prosessoidaan työkalujen tuottamiseksi jälkien, ääriviivojen ja reikien jauhamiseksi. Ne viedään G-koodina, joka ohjaa jyrsintäkoneen liikkeitä ja -asetuksia, kuten syvyys, nopeus ja työkalun kokoa.
3. Suunnittelun varmennus
Ennen kuin koneistusta, suunnittelu tarkistetaan valmistettavuuden suhteen - hivenaineen etäisyyden, porakokojen ja työkalupakojen avulla soveltuvat jauhamiseen. Simulaatiot tai esikatselut auttavat saamaan virheitä varhain ja vähentämään jätteitä piirilevyn tuotannossa.
Myrskykoneen asettaminen
Jyrskulaitteen oikea asennus on välttämätöntä tarkkuuden ja johdonmukaisuuden saavuttamiseksi piirilevyn tuotantoprosessissa. Tämä vaihe varmistaa, että laite on valmis noudattamaan luodaan G-koodin ohjeita tarkasti.
1. Valitsemalla sopivat jyrsintyökaluja
Leikkaustyökalujen valinnalla on ratkaiseva rooli jauhetun piirilevyn laadun määrittämisessä.
Päätymyllyt käytetään kuparien jäljen eristämiseen veistämällä niiden ympärille.
Porauspalat valitaan VIAS: n ja asennusreiän luomiseen.
Työkalun halkaisijan tulisi vastata suunnitteluvaatimuksia, ja pienempiä työkaluja käytetään hienoihin yksityiskohtiin ja tiukempiin etäisyyksiin.
2. Kuparin verhoilun varmistaminen
Kupariverhoiltu levy on kiinnitettävä tiukasti jyrsintaalustaan kiinnittimien, tyhjiötaulukoiden tai kaksipuolisen liiman avulla. Stabiilisuus toiminnan aikana on välttämätöntä liikkumisen välttämiseksi, jotka voivat aiheuttaa väärinkäytöksiä tai epätasaisia leikkauksia, mikä johtaa viallisiin lautakuntiin.
3. Konepakettien kalibrointi
Kun levy on kiinnitetty ja työkalut ladataan, kone on kalibroitava:
Karanopeus vaikuttaa leikkaustehokkuuteen ja reunan sileyteen.
Leikkaussyvyys on asetettava huolellisesti kuparin poistamiseksi vahingoittamatta substraattia.
Syöttönopeus hallitsee, kuinka nopeasti työkalu liikkuu pinnan yli, tasapainotusnopeus ja tarkkuus.
Oikea kalibrointi varmistaa, että jyrsinkone toimii tarkasti, mikä johtaa puhtaisiin, toiminnallisiin levyihin ja minimoimaan virheet piirilevyn tuotannossa.
Jauhamisprosessivaiheet
Kun kone on asetettu oikein, todelliset jyrsintätoimet alkavat. Nämä vaiheet muotoilevat piirilevyn, muodostavat piiripolut ja valmistele kortti komponenttien kokoonpanoon - kaikki välttämättömät toimenpiteet onnistuneessa piirilevyn tuotannon työnkulussa.
Kello 1. Alkuperäinen jauhaminen
Prosessi alkaa usein ääriviivat jyrsinnällä, jossa kone katkaisee piirilevyn ulkoiset mitat määritettyyn muotoon. Tämä määrittelee levyn reunat ja voi sisältää lähtö- tai leikkaus- tai leikkaus-, liitäntäpisteitä, kiinnityspisteitä tai erityisiä suunnitteluominaisuuksia.
14. eristysjyrsu
Tässä vaiheessa työkalu poistaa kuparin jälkien ja tyynyjen ympäriltä ne sähköisesti eristämään ne toisistaan. Eristämisjyrsinä tunnetaan, tämä on ydintehtävä, että kupariverhoiltu levy muuttaa funktionaaliseksi piiriksi. Tämän operaation tarkkuus vaikuttaa suoraan signaalin eheyteen ja lopullisen levyn luotettavuuteen.
3. reikien poraus
Jos suunnittelu sisältää reikäkomponentit tai VIA: n, kone poraa sitten reikiä määriteltyihin asentoihin. Oikea reiän sijoittaminen on kriittistä kerrosten väliselle sähköyhteydelle (tarvittaessa) ja tarkan komponenttien asennuksen suhteen.
4. Viimeinen puhdistus ja tarkastus
Kun kaikki jyrsinnät ja poraus Visuaalinen tarkastus tai jatkuvuustesti voi seurata varmistaaksesi, että hallitus täyttää suunnitteluvaatimukset.
Päällystysmenettelyt
Kun fyysinen jyrsintä on valmis, tarvitaan useita kriittisiä jälkikäsittelyvaiheita sen varmistamiseksi, että piirilevy on puhdas, toimiva ja valmis kokoonpanoon. Nämä viimeistelytehtävät ovat välttämättömiä piirilevyn tuotannon yleisen laadun kannalta, etenkin prototyyppien ja pieneräten valmistuksessa.
1. Jäännöspölyn ja roskien poistaminen
Jyrsintö tuottaa hienoja kuparipölyä ja lasikuitupartikkeleita, jotka voivat kertyä piirilevyn pinnalle ja porattuihin reikiin. Nämä jäännökset on poistettava perusteellisesti paineilmalla, pehmeillä harjalla tai ultraäänipuhdistuksella. Puhtaat pinnat estävät saastumisen, vähentävät oikosulkujen riskiä ja varmistavat hyvän juotosrinnun myöhemmissä kokoonpanovaiheissa.
2. Sähköinen jatkuvuus ja lyhyt testaus
Kun levy on puhdistettu, se on testattava sähköisen jatkuvuuden suhteen ja varmistamaan, että vierekkäisten jälkien välillä ei ole shortseja. Tämä voidaan tehdä manuaalisesti yleismittarilla tai automatisoitujen testivalaisimien avulla. Kaikkien tässä vaiheessa olevien ongelmien tunnistaminen ja korjaaminen estää pisteen tuotannon loppupään vaiheissa.
3. valmistelu juottamiseen tai kokoonpanoon
Viimeinen vaihe on levyn valmistelu komponenttien sijoittamista varten. Tähän voi kuulua vuodon levittäminen, tyynyn puhtauden tarkistaminen ja linjauksen tarkistaminen materiaalilaskun kanssa (BOM). Tässä vaiheessa jauhettu piirilevy on valmis juottamiseen ja integrointiin elektronisiin järjestelmiin.
Piirilevyn jauhamisen edut ja rajoitukset
PCB-jyrsintä on käytännöllinen tekniikka piirilevyn tuotannon laajemmassa laajuudessa, jota suositellaan erityisesti kehitys- ja pienten volyymien ympäristöissä. Vaikka se tarjoaa useita keskeisiä etuja, se sisältää myös tiettyjä kompromisseja, jotka on harkittava hakemuksesta riippuen.
1.Piirilevyn jauhamisen edut
Nopea käännösajan
PCB -jyrsintä mahdollistaa piirilevyjen nopean valmistuksen suoraan digitaalisista malleista, poistaen ulkoistamiseen tai kemialliseen prosessointiin liittyvät viivästykset. Insinöörit voivat siirtyä suunnittelusta toiminnalliseen prototyyppiin vain tunnissa, mikä tekee siitä ihanteellisen nopeaan iteraatioon.
Ei kemikaalien käyttöä
toisin kuin perinteinen etsaus, PCB -jyrsintä ei luota happoihin tai vaarallisiin kemikaaleihin. Tämä tekee siitä ympäristöystävällisen ja turvallisemman vaihtoehdon laboratorioille, oppilaitoksille ja työpaikoille ilman erikoistuneita jätehuoltoominaisuuksia.
Ihanteellinen prototyyppien määrittämiseen ja mukauttamiseen,
koska se välttää maskin valmistelun tai laajamittaisen asennuksen yleiskustannukset, jauhaminen soveltuu hyvin pienen määrän piirilevyjen tuotantoon, kertaluonteisiin prototyyppeihin ja räätälöityihin malleihin. Se on myös joustava - suunnittelumuutokset voidaan toteuttaa ja jauhaa melkein välittömästi.
Johtopäätös
PCB -jyrsintä on arvokas ja joustava menetelmä laajemmassa piirilevyn tuotannon maisemassa . Suunnittelun valmistelusta ja koneen asetuksista tarkkaan jauhamiseen ja jälkikäsittelyyn jokainen vaihe edistää toiminnallisia prototyyppejä ja pieneräisiä levyjä tehokkaasti.
Vaikka myllyt eivät ole ihanteellisia laajamittaiseen valmistukseen, se on nopeutta, sopeutumiskyky ja kemiallinen toiminta, mikä tekee siitä täydellisen nopean prototyypin ja kehityksen.
Tehokkuuden ja tuotannon laadun maksimoimiseksi insinöörejä ja valmistajia kannustetaan integroimaan piirilevyjen jauhamisen muihin piirilevyjen tuotantotekniikoihin hyödyntämällä sen vahvuuksia osana hybridivalmistusstrategiaa.
