Šta trebate znati o procesu proizvodnje PCB-a

PCB uglavnom sadrži sljedeće dijelove:

• Podloga: Metalna rupa koja se koristi za lemljenje pinova komponenti.
• Preko: Metalna rupa koja se koristi za povezivanje igala komponenti između slojeva.
• Otvor za montažu: koristi se za fiksiranje štampane ploče.
• Žica: Bakreni film električne mreže koji se koristi za povezivanje pinova komponenti.
• Konektori: komponente koje se koriste za povezivanje između ploča.
• Punjenje: Bakarni premaz za mrežu uzemljenja, koji može efikasno smanjiti impedanciju.
• Električna granica: koristi se za određivanje veličine ploče, sve komponente na ploči ne mogu prekoračiti granicu.

Postoje tri tipa PCB strukture:

• Jednoslojni PCB:

• Žice od bakarne folije nalaze se samo na jednoj strani ploče, a na drugoj strani nema žica od bakarne folije. Kolo ranih elektronskih proizvoda bilo je jednostavno. Potrebna je samo jedna strana za povezivanje i provod, a stazu bi mogli postaviti i na drugu stranu bez bakarne folije.

• Dvoslojni PCB:

• Na obje strane ploče nalaze se žice od bakarne folije. A staze prednje i zadnje strane mogu se povezati jedna s drugom preko otvora. Budući da se obje strane mogu ožičiti, korisna površina je dvostruko veća od jedne ploče, što je pogodnije za proizvode sa složenim krugovima. U dizajnu su dijelovi postavljeni na prednjoj strani, dok je stražnja strana površina za zavarivanje nožica dijela.

• Višeslojni PCB:

• Obično korištenjem višestrukih ugraviranih dvostranih ploča za izradu višeslojnih PCB-a. Slaganje izolacionog sloja (Prepreg) između ploča i polaganje bakrene folije na obje strane krajnjeg vanjskog sloja, a zatim ih pritisnuti zajedno. Budući da se za presovanje koristi više dvostranih panela, broj slojeva je obično paran broj. Sloj bakrene folije utisnut unutra može biti provodni sloj, signalni sloj, energetski sloj ili sloj zemlje. U teoriji, višeslojna ploča može doseći više od 50 slojeva, ali područje praktične primjene trenutno je oko 30 slojeva.

PCB su veoma raznovrsne. Većina elektronskih proizvoda ima štampane ploče, od kompjuterskih komponenti (tastature, miševi, matične ploče, optički uređaji, čvrsti diskovi, grafičke kartice), do LCD ekrana, televizora, mobilnih telefona i telefona, elektronskog sata, digitalne kamere, satelitske navigacije, PDA …) su gotovo dio života.

Princip rada PCB-a:

Vrlo osnovni tip štampanih ploča je ravan, čvrst izolacioni materijal sa tankim provodljivim strukturama koje su pričvršćene na jednoj strani. Ove provodne strukture proizvode geometrijske uzorke koji se sastoje od pravokutnika, krugova i kvadrata. Koristite dugačke i tanke pravougaonike kao međusobne veze (to je ekvivalent žicama) i koristite različite oblike kao spojne tačke za komponente.

Budući razvoj PCB-a:

Uz brz razvoj računarske, komunikacione opreme, potrošačke elektronike i automobilske industrije. PCB industrija je također postigla brz razvoj. Sa razvojem štampanih kola, zahtevi za novim materijalima, novim tehnologijama i novom opremom su sve veći i veći. U budućnosti, industrija štampanih električnih materijala trebalo bi da posveti više pažnje poboljšanju performansi i kvaliteta uz proširenje svoje proizvodnje; industrija specijalne opreme štampanih kola nije više imitacija niskog nivoa, već razvoj automatizacije proizvodnje, precizne, multifunkcionalne i moderne opreme. Proizvodnja PCB-a integriše svetske tehnologije visoke tehnologije. Tehnologija proizvodnje štampanih kola usvojiće nove tehnologije kao što su fotoosetljiva tečna slika, direktna galvanizacija, impulsna galvanizacija i višeslojne ploče.

Proces proizvodnje PCB-a

Bliže kući, sada pogledajmo proces proizvodnje PCB-a.

Proizvodnja PCB-a je veoma komplikovana. Uzmimo za primjer četveroslojnu štampanu ploču. Proizvodni proces uglavnom uključuje raspored PCB-a, proizvodnju jezgrene ploče, prijenos unutrašnjeg rasporeda PCB-a, probijanje i inspekciju jezgrene ploče, laminaciju. Bušenje i zid rupa Hemijska precipitacija bakra, prijenos vanjskog rasporeda PCB-a, vanjsko jetkanje PCB-a i drugi koraci.

1. PCB raspored

Prvi korak u proizvodnji PCB-a je organiziranje i provjera izgleda PCB-a. Fabrika za proizvodnju PCB-a prima CAD fajlove od kompanije za dizajn PCB-a. Budući da svaki CAD softver ima svoj jedinstveni format datoteke. Fabrika PCB-a će ga konvertovati u unificirani format-Extended Gerber RS-274X ili Gerber X2. Zatim će fabrički inženjer provjeriti da li je PCB raspored u skladu s proizvodnim procesom. I da li ima nekih nedostataka i drugih problema.

2. Proizvodnja jezgrene ploče

Očistite laminat obložen bakrom. Ako ima prašine, može doći do kratkog spoja ili pucanja konačnog kruga. 8-slojni PCB se zapravo sastoji od 3 bakreno obložene laminata (jezgrene ploče) plus 2 bakrene folije, a zatim zalijepljene zajedno sa prepregovima. Proizvodni slijed je da počne sa središnjom pločom jezgra (4 i 5 slojeva kola), kontinuirano se slažu zajedno, a zatim popravljaju. Proizvodnja 4-slojnih PCB-a je slična, osim što se koristi samo jedna jezgra i dva bakrena filma.

3. Prenos unutrašnjeg PCB rasporeda

Prvo napravite dvoslojno kolo srednje jezgrene ploče. Nakon čišćenja laminata obloženog bakrom, na površini će se prekriti fotoosjetljivi film. Ovaj film će se učvrstiti kada je izložen svjetlu. Formirajte zaštitni film na bakrenoj foliji laminata obloženog bakrom. Dvoslojni film za raspored PCB-a i dvoslojni laminat obložen bakrom zatim se umetnu u gornji sloj PCB filma kako bi se osigurala pozicija slaganja gornjeg i donjeg filma za raspored PCB-a.

Fotoosetljiva mašina zrači fotoosetljivi film na bakarnoj foliji UV lampom. Fotoosetljivi film se očvršćava ispod filma koji prenosi svetlost, a ispod neprozirnog filma još uvek nema osušenog fotosenzitivnog filma. Bakarna folija prekrivena očvrsnutim fotoosjetljivim filmom je potrebno kolo rasporeda PCB-a, što je ekvivalentno funkciji tinte za laserski štampač ručnog PCB-a. Zatim upotrijebite lužinu za čišćenje neočvrslog fotoosjetljivog filma. A potrebno kolo bakrene folije će biti prekriveno očvrsnutim fotoosjetljivim filmom. Zatim upotrijebite jaku lužinu, kao što je NaOH, kako biste uklonili nepotrebnu bakarnu foliju.

4. Probijanje i inspekcija ploče jezgra

Uspješno proizvedena jezgra ploče. Zatim probušite rupe za poravnanje na ploči sa jezgrom kako biste olakšali poravnanje s drugim materijalima. Jednom kada pritisnete ploču jezgra zajedno sa drugim slojevima PCB-a, ona se ne može modifikovati, tako da je inspekcija veoma važna. Mašina će automatski uporediti sa crtežom PCB rasporeda kako bi provjerila ima li grešaka.

5. Laminiranje

Ovdje je potrebna nova sirovina, koja se zove prepreg. To je ljepilo između ploče jezgra i ploče jezgra (PCB slojevi>4). Kao i ploča jezgra i vanjska bakarna folija, koja također igra ulogu u izolaciji. Za pričvršćivanje donje bakrene folije i dva sloja preprega unaprijed. Kroz otvor za poravnanje i donju željeznu ploču, a zatim postavite gotovu jezgru u rupu za poravnanje. I na kraju dva sloja preprega, sloj bakarne folije i sloj aluminijske ploče koja nosi pritisak pokriva ploču jezgra.

Postavite PCB ploču stegnutu željeznom pločom na nosač. A zatim poslat u vakuumsku toplotnu presu za laminiranje. Visoka temperatura u vakuumskoj vrućoj presi može rastopiti epoksidnu smolu u prepregu i učvrstiti ploče jezgra i bakarne folije zajedno pod pritiskom. Nakon završetka laminacije, uklonite gornju željeznu ploču koja pritiska PCB. Zatim uklonite aluminijsku ploču koja nosi pritisak. Aluminijska ploča također ima odgovornost za izolaciju različitih PCB-a i osiguravanje glatkoće vanjske bakarne folije PCB-a. Obje strane PCB-a izvađene u ovom trenutku, sloj glatke bakarne folije će prekriti PCB.

6. Bušenje

Da biste povezali 4 sloja beskontaktnih bakrenih folija u PCB, prvo izbušite kroz rupe da otvorite PCB, a zatim metalizirajte zidove rupa za provođenje struje. Koristite rendgensku bušilicu da locirate unutrašnju ploču jezgra. Mašina će automatski pronaći i locirati rupu na ploči s jezgrom. Zatim probušite rupu za pozicioniranje na PCB-u kako biste osigurali da je sljedeća rupa izbušena od centra rupe. Stavite sloj aluminijumske ploče na mašinu za probijanje, a zatim stavite PCB na nju.

U cilju poboljšanja efikasnosti, prema broju PCB slojeva, slaganje 1 do 3 identične PCB ploče radi perforacije. Na kraju, prekrijte najgornju PCB slojem aluminijske ploče. Koristite gornji i donji sloj aluminijske ploče kako biste spriječili da se bakarna folija na PCB-u pokida kada burgija buši i izlazi. U prethodnom procesu laminacije, rastopljeni epoksid je istisnut iz PCB-a, pa ga je potrebno odrezati. Glodalica za profilisanje seče svoju periferiju prema tačnim XY koordinatama PCB-a.

7. Hemijska precipitacija bakra na zidu rupe

Budući da gotovo svi dizajni PCB-a koriste perforacije za povezivanje različitih slojeva linija. Za dobar spoj potreban je bakarni film od 25 mikrona na zidu rupe. Debljina bakrenog filma treba da se završi galvanizacijom. Ali zid rupe se sastoji od neprovodne epoksidne smole i ploče od staklenih vlakana. Dakle, prvi korak je nanošenje sloja provodljivog materijala na zid rupe. I formirajte bakreni film od 1 mikrona na cijeloj površini PCB-a kemijskim taloženjem, uključujući zid rupe. Koristite mašinu da kontrolišete čitav proces kao što je hemijska obrada i čišćenje.

8. Prijenos vanjskog PCB rasporeda

Zatim će se PCB raspored vanjskog sloja prenijeti na bakarnu foliju. Proces je sličan prethodnom principu prijenosa PCB-a unutarnje jezgrene ploče. PCB raspored se prenosi na bakarnu foliju fotokopiranjem filma i fotoosjetljivog filma. Jedina razlika je u tome da će se koristiti pozitivni filmovi kao ploča. Interni prijenos PCB rasporeda koristi metodu subtraktivnosti, a negativan film koristi kao ploču. Pokrijte PCB očvrsnutim fotoosjetljivim filmom kao strujnim krugom i očistite neočvrsli fotoosjetljivi film. Nakon nagrizanja izložene bakarne folije, očvršćeni fotoosjetljivi film će zaštititi kolo rasporeda PCB-a. Prijenos vanjskog rasporeda PCB-a usvaja normalnu metodu i koristi se pozitivni film kao ploču. Očvrsnuti fotoosjetljivi film pokriva područje koje nije uključeno. PCB.

Nakon čišćenja neočvrslog fotoosjetljivog filma, vrši se galvanizacija. Nemojte galvanizirati tamo gdje postoji film. A tamo gdje nema filma prvo bakreno pa onda kalajisanje. Nakon uklanjanja filma, vrši se alkalno jetkanje, a na kraju se uklanja lim. Šema kola ostaje na ploči jer je zaštićena limom. Stegnite PCB stezaljkama i galvanizirajte bakar. Kao što je ranije spomenuto, kako bi se osiguralo da rupe imaju dovoljnu provodljivost, bakarni film obložen na zidovima rupa mora imati debljinu od 25 mikrona. Tako će računar automatski kontrolisati cijeli sistem kako bi osigurao njegovu tačnost.

9. Vanjski PCB graviranje

Zatim kompletna automatizirana montažna linija završava proces graviranja. Prvo očistite osušeni fotoosjetljivi film na PCB-u. Zatim upotrijebite jaku lužinu za čišćenje nepotrebne bakrene folije prekrivene njome. Zatim upotrijebite otopinu za skidanje kalaja da skinete lim na bakarnoj foliji za raspored PCB-a. Nakon čišćenja, 4-slojni raspored PCB-a je završen. Proces proizvodnje PCB-a je složeniji i uključuje širok spektar procesa. Od jednostavne mehaničke obrade do složene mehaničke obrade, uobičajenih hemijskih reakcija, fotohemijskih, elektrohemijskih, termohemijskih i drugih procesa, kompjuterski potpomognutog dizajna CAM. I mnogi drugi aspekti znanja.

Štaviše, postoji mnogo problema u procesu proizvodnje i povremeno će se naići na neke nove probleme. Neki od problema nestaju bez otkrivanja uzroka. Proizvodni proces je nekontinuirana montažna linija. Dakle, svaki problem u bilo kojoj vezi će uzrokovati zaustavljanje proizvodnje cijele linije i posljedice masovnog rashoda.