Papan litar bercetak (PCB) adalah komponen asas dalam hampir semua peranti elektronik, berfungsi sebagai platform fizikal yang menyokong dan menghubungkan komponen elektronik. Memahami proses pengeluaran PCB adalah penting untuk jurutera, pembeli, dan profesional teknologi untuk memastikan kualiti produk, kebolehpercayaan, dan prestasi. Artikel ini bertujuan untuk memperkenalkan langkah -langkah utama yang terlibat dalam pembuatan PCB, memberikan gambaran tentang bagaimana komponen penting ini direka, direka, dan diuji.
Penyediaan reka bentuk dan susun atur
Tahap Kritikal Pertama di Pengeluaran PCB adalah penyediaan reka bentuk dan susun atur, di mana litar elektronik diterjemahkan ke dalam pelan tindakan terperinci untuk pembuatan.
1. Perisian reka bentuk PCB
Alat perisian profesional seperti Pereka Altium, Kicad, dan Eagle digunakan secara meluas untuk membuat susun atur PCB yang tepat. Program -program ini membolehkan jurutera menentukan skema litar, penempatan komponen, dan laluan penghalaan untuk sambungan elektrik. Perisian ini juga membolehkan pemeriksaan simulasi dan ralat, yang membantu mengenal pasti isu -isu yang berpotensi awal.
2. Penjanaan fail gerber
Sebaik sahaja reka bentuk dimuktamadkan, ia dieksport sebagai fail Gerber -format standard yang digunakan oleh pengeluar PCB. Fail -fail ini mengandungi semua maklumat yang diperlukan mengenai lapisan tembaga, topeng solder, silkscreens, dan data gerudi, berfungsi sebagai arahan yang tepat untuk mesin pengeluaran.
3. Reka bentuk untuk pemeriksaan (DFM) cek
Sebelum menghantar reka bentuk kepada pengeluaran, cek DFM dijalankan untuk memastikan PCB dapat dihasilkan dengan pasti dan kos efektif. Pemeriksaan ini mengesahkan peraturan jarak, saiz lubang, lebar jejak, dan jejak kaki komponen untuk meminimumkan kesilapan semasa fabrikasi. DFM yang betul mengurangkan kelewatan dan kecacatan, meningkatkan hasil keseluruhan dalam pengeluaran PCB.
Pemilihan bahan dan penyediaan lamina
Dalam proses pengeluaran PCB, memilih bahan yang sesuai dan menyediakan laminates asas adalah langkah -langkah penting yang secara langsung mempengaruhi prestasi, ketahanan, dan kesesuaian lembaga untuk aplikasi tertentu.
1. Memilih substrat yang betul
Substrat berfungsi sebagai lapisan penebat asas PCB, memberikan sokongan mekanikal dan mempengaruhi sifat terma, elektrik, dan alam sekitar. Bahan substrat biasa termasuk:
FR4: Substrat yang paling banyak digunakan, diperbuat daripada resin epoksi bertetulang gentian kaca. Ia menawarkan kekuatan mekanikal yang baik, penebat elektrik, dan keberkesanan kos, menjadikannya sesuai untuk pelbagai elektronik.
Seramik: Digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi atau suhu tinggi, substrat seramik memberikan kekonduksian terma dan kestabilan yang unggul tetapi lebih mahal.
Polyimide: Dikenali untuk fleksibiliti dan rintangan terma yang sangat baik, substrat polyimide sangat sesuai untuk PCB fleksibel dan aplikasi yang memerlukan lenturan atau lipatan.
Memilih substrat yang betul bergantung kepada faktor seperti persekitaran operasi peranti, tekanan mekanikal, keperluan elektrik, dan kekangan kos.
2. Menyediakan laminates tembaga berpakaian
Selepas memilih substrat, langkah seterusnya dalam pengeluaran PCB adalah menyediakan lamina tembaga-clad, yang terdiri daripada foil tembaga yang terikat kepada substrat. Ketebalan tembaga -jenis antara 0.5 oz dan 3 oz setiap kaki persegi -dipilih berdasarkan keperluan semasa dan kerumitan reka bentuk. Penyediaan yang betul memastikan lekatan dan keseragaman yang baik, penting untuk etsa yang tepat dan kekonduksian yang boleh dipercayai.
Pemindahan imej dan etsa
Dalam pengeluaran PCB, memindahkan reka bentuk litar ke lamina tembaga dan mengetuknya dengan tepat adalah langkah -langkah penting untuk membentuk laluan elektrik.
1. Aplikasi Photoresist dan pendedahan UV
Lapisan photoresist digunakan di atas tembaga. Menggunakan cahaya UV, corak litar diproyeksikan ke papan, mengeraskan photoresist di kawasan jejak sambil meninggalkan bahagian lain lembut dan boleh ditanggalkan. Ini memindahkan reka bentuk ke papan.
2. Etching kimia
Lembaga itu kemudiannya terukir secara kimia untuk menghilangkan tembaga yang tidak dilindungi, hanya meninggalkan jejak konduktif yang dikehendaki. Kawalan yang berhati-hati menghalang terlalu banyak, memelihara integriti jejak.
3. Pembersihan dan Pemeriksaan
Selepas etsa, photoresist dikeluarkan, dan papan dibersihkan. Pemeriksaan visual dan automatik memastikan jejak adalah utuh dan bebas kecacatan, menjamin kualiti dalam pengeluaran PCB.
Penggerudian dan melalui penyaduran
Penggerudian dan melalui penyaduran adalah langkah penting dalam pengeluaran PCB, terutamanya untuk papan multilayer, di mana sambungan elektrik interlayer yang tepat diperlukan.
1. Pengeboran CNC
Mesin Kawalan Berangka Komputer (CNC) menggerudi lubang tepat dalam substrat PCB. Lubang-lubang ini berfungsi sebagai lubang untuk memimpin komponen dan vias yang menghubungkan lapisan tembaga yang berbeza secara elektrik. Ketepatan dalam penggerudian adalah penting untuk memastikan penjajaran dan komponen yang sesuai, serta laluan elektrik yang boleh dipercayai.
2. Penyaduran tembaga elektroles
Selepas penggerudian, lubang disalut dengan lapisan tembaga nipis melalui proses penyaduran elektroless. Lapisan konduktif ini melengkapkan dinding lubang, mewujudkan sambungan elektrik yang boleh dipercayai antara lapisan dalaman PCB. Langkah ini penting untuk PCB multilayer, di mana integriti isyarat dan kesinambungan elektrik bergantung kepada vias yang dibentuk dengan baik.
3. Kepentingan ketepatan dalam pengeluaran PCB multilayer
Dalam papan multilayer yang kompleks, walaupun sedikit misalignments semasa penggerudian atau penyaduran boleh menyebabkan kegagalan elektrik atau mengurangkan prestasi. Oleh itu, kawalan kualiti dan peralatan ketepatan yang ketat adalah penting semasa peringkat pengeluaran PCB untuk mengekalkan integriti dan fungsi Lembaga.
Penjajaran Lapisan dan Laminasi (untuk PCB multilayer)
Dalam pengeluaran PCB papan multilayer, penjajaran lapisan dan laminasi adalah langkah kritikal yang memastikan kekuatan struktur dan fungsi elektrik lembaga.
1. Penjajaran lapisan yang tepat
PCB multilayer terdiri daripada pelbagai lapisan tembaga dalaman dan substrat yang mesti diselaraskan dengan sempurna sebelum laminasi. Misalignment boleh menyebabkan kegagalan litar atau litar pintas. Peralatan khusus dan sistem optik digunakan untuk meletakkan kedudukan dengan tepat setiap lapisan, memastikan bahawa vias dan jejak sepadan dengan timbunan.
2. Haba dan tekanan laminasi
Setelah diselaraskan, lapisan terikat bersama menggunakan haba dan tekanan dalam akhbar laminasi. Proses ini menggabungkan lapisan ke dalam papan tunggal, pepejal, menggunakan pra-Preg (lembaran ikatan pra-impregnated) sebagai bahan pelekat. Suhu dan tetapan tekanan yang betul adalah penting untuk mengelakkan penyingkiran atau warping.
3. Memastikan integriti struktur dan prestasi elektrik
Proses laminasi bukan sahaja menguatkan PCB secara mekanikal tetapi juga mengekalkan pengasingan elektrik antara lapisan di mana diperlukan. Langkah ini menjamin papan siap dapat menahan tekanan mekanikal dan melaksanakan dengan pasti dalam sistem elektronik yang kompleks.
Topeng solder dan percetakan silkscreen
Dalam proses pengeluaran PCB, memohon topeng solder dan lapisan silkscreen adalah penting untuk melindungi litar dan membantu dalam perhimpunan.
1. Memohon topeng solder
Topeng solder adalah lapisan polimer pelindung yang digunakan di atas jejak tembaga. Fungsi utamanya adalah untuk mengelakkan pengoksidaan dan mengelakkan jambatan solder semasa pematerian komponen dengan mendedahkan hanya pad di mana komponen dipasang. Biasanya hijau tetapi boleh didapati dalam pelbagai warna, topeng solder meningkatkan ketahanan PCB dan kebolehpercayaan elektrik. Permohonan yang tepat memastikan bahawa solder mengalir hanya di mana dimaksudkan, mengurangkan kecacatan pemasangan.
2. Menambah silkscreen
Selepas aplikasi topeng solder, lapisan silkscreen dicetak pada permukaan PCB. Lapisan ini mengandungi label, garis besar komponen, logo, dan tanda pengenalan yang membantu juruteknik semasa pemasangan, ujian, dan pembaikan. Percetakan silkscreen yang jelas dan tepat meningkatkan kecekapan pembuatan dan mengurangkan kesilapan, memastikan penempatan komponen yang betul.
Penamat permukaan
Kemasan permukaan adalah langkah kritikal dalam pengeluaran PCB yang meningkatkan kebolehgunaan dan melindungi permukaan tembaga yang terdedah dari pengoksidaan dan kakisan.
1. Permukaan biasa selesai
Beberapa teknik penamat biasanya digunakan dalam industri, termasuk:
HASL (penyamaran solder udara panas): Kemasan yang digunakan secara meluas di mana PCB dicelupkan dalam solder cair dan kemudian disamakan dengan udara panas. Ia menyediakan kebolehgunaan yang baik dan kos efektif tetapi mungkin tidak sesuai untuk komponen yang sangat halus.
Enig (Electroless Nickel Rendaman Emas): Kemasan bebas plumbum yang popular yang menawarkan kebosanan yang sangat baik, rintangan kakisan, dan jangka hayat yang panjang. Enig sangat sesuai untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi dan komponen halus.
OSP (Pengawet Solderability Organik): Salutan organik nipis yang melindungi permukaan tembaga dan mesra alam. OSP sesuai untuk PCB mudah dan menawarkan solder yang sangat baik tetapi mempunyai jangka hayat yang lebih pendek berbanding dengan kemasan logam.
2. Tujuan penamat permukaan
Matlamat utama penamat permukaan dalam pengeluaran PCB adalah:
Meningkatkan Solderability: Memastikan bahawa solder mematuhi dengan baik ke pad PCB semasa perhimpunan, meningkatkan kebolehpercayaan bersama.
Melindungi tembaga: Mencegah pengoksidaan dan kakisan jejak tembaga dan pad, yang dapat merendahkan prestasi elektrik dari masa ke masa.
Meningkatkan Kehidupan Rak: Memperluas masa penyimpanan PCB sebelum pemasangan tanpa menjejaskan kualiti.
Kesimpulan
Proses pengeluaran PCB melibatkan pelbagai langkah yang tepat -dari reka bentuk dan pemilihan bahan untuk etsa, penggerudian, lapisan, penamat, dan ujian. Setiap peringkat memainkan peranan penting dalam memastikan Lembaga Litar Akhir memenuhi piawaian kualiti dan prestasi yang ketat.
Kawalan kualiti ketepatan dan ketat sepanjang pembuatan adalah penting untuk menghasilkan PCB yang boleh dipercayai yang menggerakkan peranti elektronik maju hari ini.
Untuk hasil yang terbaik, bermitra dengan pengeluar pengeluaran PCB yang berpengalaman dan profesional adalah kunci untuk mencapai papan litar yang berkualiti tinggi dan boleh dipercayai yang menyokong teknologi inovatif.
