Друкована плата (PCB) - це фундаментальний компонент практично у всіх електронних пристроях, що слугує фізичною платформою, яка підтримує та з'єднує електронні компоненти. Розуміння процесу виробництва PCB має вирішальне значення для інженерів, покупців та фахівців з технологій, щоб забезпечити якість продукції, надійність та продуктивність. Ця стаття має на меті запровадити ключові кроки, пов'язані з виготовленням PCB, забезпечуючи розуміння того, як ці основні компоненти розроблені, виготовлені та протестовані.
Підготовка дизайну та макета
Перший критичний етап в Виробництво PCB - це підготовка дизайну та макета, де електронний ланцюг перекладається на детальний план виготовлення.
1. Програмне забезпечення для дизайну друкованої плати
Професійні програмні засоби, такі як Altium Designer, Kicad та Eagle, широко використовуються для створення точних макетів PCB. Ці програми дозволяють інженерам визначати схему схеми, розміщення компонентів та шляхи маршрутизації для електричних з'єднань. Програмне забезпечення також дозволяє моделювати та перевірити помилки, що допомагає визначити потенційні проблеми на початку.
2. Генерування файлів Гербер
Після того, як дизайн буде доопрацьовано, вона експортується як файли Gerber - стандартний формат, який використовують виробники PCB. Ці файли містять всю необхідну інформацію про мідні шари, маски припою, шовки та дрильні дані, слугуючи точними інструкціями для виробничих машин.
3. Дизайн для перевірки виробництва (DFM)
Перш ніж надсилати конструкції на виробництво, проводяться перевірки DFM, щоб забезпечити надійне та економічне виготовлення друкованої плати. Ці перевірки перевіряють правила відстані, розміри отворів, сліди слідів та сліди компонентів, щоб мінімізувати помилки під час виготовлення. Правильна DFM зменшує затримки та дефекти, покращуючи загальний врожай у виробництві друкованої плати.
Вибір матеріалу та підготовка ламінату
У процесі виробництва друкованої плати вибирати відповідні матеріали та підготовка базових ламінатів є вирішальними кроками, які безпосередньо впливають на продуктивність, довговічність та придатність Ради для конкретних застосувань.
1. Вибір правильного підкладки
Субстрат служить основоположним ізоляційним шаром друкованої плати, забезпечуючи механічну підтримку та впливає на властивості теплової, електричної та екологічної екології. Поширені матеріали для підкладки включають:
FR4: Найбільш широко використовувана підкладка, виготовлена з склопластику, що підсилює епоксидну смолу. Він пропонує хорошу механічну міцність, електричну ізоляцію та економічну ефективність, що робить її придатною для широкого спектру електроніки.
Кераміка: Використовується у високочастотних або високотемпературних програмах, керамічні субстрати забезпечують чудову теплопровідність та стабільність, але дорожчі.
Поліімід: Відомий гнучкістю та чудовою термічною стійкістю, поліімідні субстрати ідеально підходять для гнучких друкованих плат та додатків, що потребують згинання або складання.
Вибір правильного підкладки залежить від таких факторів, як робоче середовище пристрою, механічне напруження, електричні вимоги та обмеження витрат.
2. Підготовка ламінатів, одягнених на мідь
Після вибору підкладки наступний крок у виробництві друкованої плати готує мідний ламінат, який складається з мідної фольги, пов'язаної з підкладкою. Товщина міді - типово від 0,5 унції до 3 унцій на квадратний фут - вибирається на основі поточних вимог та складності проектування. Правильна підготовка забезпечує хорошу адгезію та рівномірність, вирішальне для точного травлення та надійної провідності.
Передача зображень та травлення
У виробництві друкованої плати переносити конструкцію схеми на мідний ламінат і обрізати його точно є життєво важливими кроками для формування електричних шляхів.
1. Фоторесистська програма та вплив УФ
Над міддю наноситься фоторезистний шар. Використовуючи УФ -світло, схема спроектується на плату, затверджуючи фоторезист на слідах, залишаючи інші частини м'якими та знімними. Це передає дизайн на дошку.
2. Хімічне травлення
Потім дошка хімічно протравлять для видалення незахищеної міді, залишаючи лише потрібні провідні сліди. Ретельний контроль запобігає перенапругуванню, збереженню цілісності слідів.
3. Очищення та огляд
Після травлення фоторезист видаляється, а дошка очищається. Візуальні та автоматизовані перевірки забезпечують, щоб сліди є неушкодженими та без дефектів, гарантуючи якість у виробництві друкованої плати.
Буріння та через покриття
Свердіння та за допомогою покриття - це важливі кроки у виробництві друкованої плати, особливо для багатошарових дощок, де потрібні точні міжшарові електричні з'єднання.
1.
Машини комп'ютерного чисельного управління (ЧПУ) свердлить точні отвори в підкладці друкованої плати. Ці отвори служать через отвори для компонентних проводів та віас, які з'єднують різні мідні шари електрично. Точність у бурінні є критичною для забезпечення належного вирівнювання та придатності компонентів, а також надійних електричних шляхів.
2. Електрозневе мідне покриття
Після буріння отвори покриваються тонким шаром міді через процес електропроводу. Цей електропровідний шар вирівнює стінки отвору, створюючи надійне електричне з'єднання між внутрішніми шарами друкованої плати. Цей крок має вирішальне значення для багатошарових друкованих плат, де цілісність сигналу та безперервність електрики залежать від добре сформованої вії.
3. Важливість точності у багатошаровому виробництві PCB
У складних багатошарових дошках навіть незначні нерівності під час буріння або покриття можуть спричинити електричні збої або знизити продуктивність. Тому суворий контроль якості та точне обладнання є життєво важливим на цих етапах виробництва друкованої плати для підтримки цілісності та функціональності Ради.
Вирівнювання рівня та ламінування (для багатошарових друкованих плат)
У виробництві PCB багатошарових дощок вирівнювання шару та ламінування є критичними кроками, що забезпечують структурну міцність та функціональність електричної плати.
1. Точне вирівнювання шару
Багатошарові друковані композиції складаються з декількох внутрішніх мідних та підкладних шарів, які повинні бути ідеально вирівняні перед ламінуванням. Неоцінка може призвести до збоїв у ланцюгах або коротких схем. Спеціалізоване обладнання та оптичні системи використовуються для точного розміщення кожного шару, гарантуючи, що вії та сліди збігаються через стек.
2. Ламінація тепла та тиску
Після вирівняння шари з'єднані між собою, використовуючи тепло і тиск у пресі ламінування. Цей процес зливає шари в єдину суцільну дошку, використовуючи попередньо-попередньо (попередньо просочені аркуші склеювання) як клейовий матеріал. Правильні параметри температури та тиску є важливими для уникнення розшарування або викривлення.
3. Забезпечення структурної цілісності та електричних показників
Процес ламінування не тільки затверджує друковану плату механічно, але й підтримує електричну ізоляцію між шарами, де це потрібно. Цей крок гарантує, що готова плата може витримати механічні напруги та надійно виконуватись у складних електронних системах.
Маска для припою та друк з шовковим екраном
У процесі виробництва друкованої плати за застосування маски припою та шовки шовкреї мають вирішальне значення для захисту схеми та допомоги в складі.
1. Застосування мазки припою
Маска припою - це захисний полімерний шар, застосований над мідними слідами. Основна його функція полягає у запобіганні окислення та уникнення мостів припою під час пайки компонентів, викривши лише прокладки, де встановлюються компоненти. Зазвичай зелений, але доступний у різних кольорах, маска паяка підвищує довговічність та електричну надійність PCB. Точне застосування гарантує, що припая протікає лише там, де призначений, зменшуючи дефекти складання.
2. Додавання шовкового екрану
Після застосування маски для припою, шар шовкранного екрану друкується на поверхні друкованої плати. Цей шар містить мітки, контури компонентів, логотипи та ідентифікаційні позначки, які допомагають технічним працівникам під час складання, тестування та ремонту. Чіткий та точний шовко екранний друк підвищує ефективність виробництва та зменшує помилки, забезпечуючи належне розміщення компонентів.
Поверхнева обробка
Поверхневе оздоблення - це критичний крок у виробництві друкованої плати, що підвищує пияцтво та захищає відкриті мідні поверхні від окислення та корозії.
1. Поширена обробка поверхні
У галузі зазвичай використовуються кілька методів обробки, включаючи:
HASL (вирівнювання припою для гарячого повітря): широко використовувана обробка, де друкована плата занурюється в розплавлений припой, а потім вирівнюється гарячим повітрям. Він забезпечує хорошу пильність і є рентабельним, але може бути не ідеальним для дуже тонких компонентів.
Enig (Electlese Nickel Immersion Gold): популярна обробка без свинцю, що пропонує чудову площину, корозійну стійкість та тривалий термін зберігання. ENIG ідеально підходить для застосувань з високою надійністю та компонентів тонкої точки.
OSP (консервант органічної сорочки): тонке органічне покриття, яке захищає мідні поверхні та є екологічно чистим. OSP підходить для простих друкованих плат і пропонує чудову пиячність, але має коротший термін зберігання порівняно з металевими оздобленнями.
2. Призначення обробки поверхні
Основними цілями оздоблення поверхні у виробництві друкованої плати є:
Посилення носіння: забезпечення того, щоб паяк добре дотримується на колодки друкованої плати під час складання, підвищення надійності спільної роботи.
Захист міді: запобігання окисленню та корозії мідних слідів та прокладок, що може з часом погіршити електричну продуктивність.
Поліпшення терміну придатності: продовження часу зберігання ПХБ перед складанням без шкоди для якості.
Висновок
Процес виробництва PCB включає декілька точних кроків - від дизайну та вибору матеріалів до травлення, буріння, шарування, обробки та тестування. Кожен етап відіграє життєво важливу роль у забезпеченні остаточної плати, що відповідає суворим стандартам якості та продуктивності.
Точність та суворий контроль якості на всьому виробництві є важливими для отримання надійних друкованих плат, які живлять сучасні розширені електронні пристрої.
Для найкращих результатів співпраця з досвідченими та професійними виробниками виробництва PCB є ключовим для досягнення високоякісних, надійних командних плат, які підтримують інноваційні технології.
