Hvad du behøver at vide om PCB-fremstillingsprocessen

PCB'et indeholder hovedsageligt følgende dele:

• Pad: Et metalhul, der bruges til lodning af komponentstifter.
• Via: Et metalhul, der bruges til at forbinde stifterne på komponenter mellem lagene.
• Monteringshul: bruges til at fastgøre printpladen.
• Tråd: Kobberfilmen i det elektriske netværk, der bruges til at forbinde komponenternes ben.
• Konnektorer: komponenter, der bruges til at forbinde mellem printkort.
• Fyldning: Kobberbelægning til jordledningsnetværk, som effektivt kan reducere impedansen.
• Elektrisk grænse: bruges til at bestemme størrelsen af ​​printkortet, alle komponenter på printkortet kan ikke overskride grænsen.

Der er tre typer PCB-struktur:

• Enkeltlags PCB:

• Der er kun kobberfolietråde på den ene side af printkortet, og ingen kobberfolietråde på den anden side. Kredsløbet for tidlige elektroniske produkter var enkelt. Behøver kun den ene side til forbindelse og ledning, og kunne placere stien på den anden side uden kobberfolie.

• Dobbeltlags PCB:

• Der er kobberfolietråde på begge sider af printkortet. Og stierne på forsiden og bagsiden kan forbindes til hinanden gennem vias. Da begge sider kan tilsluttes, er det anvendelige areal dobbelt så stort som et enkelt panel, hvilket er mere velegnet til produkter med komplekse kredsløb. I designet er delene placeret på forsiden, mens bagsiden er delens fødders svejseflade.

• Multi-Layer PCB:

• Normalt ved at bruge flere ætsede dobbeltsidede plader til at lave flerlags printkort. Stable et isoleringslag (Prepreg) mellem brædderne og lægning af kobberfolie på begge sider af det yderste lag og derefter sammenpresning. Da du bruger flere dobbeltsidede paneler til at trykke, er antallet af lag normalt et lige tal. Kobberfolielaget, der presses inde, kan være et ledende lag, et signallag, et kraftlag eller et jordlag. I teorien kan flerlagspladen nå mere end 50 lag, men det praktiske anvendelsesområde er i øjeblikket omkring 30 lag.

PCB er meget alsidige. De fleste elektroniske produkter har printkort, fra computerkomponenter (tastaturer, mus, bundkort, optiske drev, harddiske, grafikkort) til LCD-skærme, tv'er, mobiltelefoner og telefon, elektronisk ur, digitalkamera, satellitnavigation, PDA …) er næsten en del af livet.

Arbejdsprincippet for PCB:

En meget grundlæggende type printplade er et fladt, stift isoleringsmateriale med en tynd ledende struktur klæbet til den ene side. Disse ledende strukturer producerer geometriske mønstre bestående af rektangler, cirkler og firkanter. Brug lange og tynde rektangler som sammenkoblinger (det svarer til ledninger), og brug forskellige former som forbindelsespunkter for komponenter.

Den fremtidige udvikling af PCB:

Med den hurtige udvikling af computer, kommunikationsudstyr, forbrugerelektronik og bilindustrien. PCB-industrien har også opnået en rivende udvikling. Med udviklingen af ​​trykte kredsløbsprodukter bliver kravene til nye materialer, nye teknologier og nyt udstyr højere og højere. I fremtiden bør den trykte elektriske materialeindustri være mere opmærksom på at forbedre ydeevne og kvalitet, mens den udvider sin produktion; industrien for specialudstyr med trykte kredsløb er ikke længere en efterligning på lavt niveau, men til udvikling af produktionsautomatisering, præcision, multifunktion og moderne udstyr. PCB-produktionen integrerer verdens højteknologiske teknologier. Den trykte kredsløbsproduktionsteknologi vil vedtage nye teknologier såsom flydende lysfølsom billeddannelse, direkte galvanisering, puls galvanisering og flerlagstavler.

PCB-fremstillingsprocessen

Tættere på hjemmet, lad os nu tage et kig på PCB-produktionsprocessen.

Fremstillingen af ​​PCB er meget kompliceret. Tag en fire-lags printplade som eksempel. Produktionsprocessen omfatter hovedsageligt PCB-layout, kernepladeproduktion, indre PCB-layoutoverførsel, kernepladestansning og -inspektion, laminering. Boring og hulvæg Kobber kemisk udfældning, ydre PCB layout overførsel, ydre PCB ætsning og andre trin.

1. PCB layout

Det første trin i PCB-produktion er at organisere og kontrollere PCB-layoutet. PCB-produktionsfabrikken modtager CAD-filerne fra PCB-designfirmaet. Da hver CAD-software har sit eget unikke filformat. PCB-fabrikken vil konvertere den til en forenet format-Extended Gerber RS-274X eller Gerber X2. Derefter vil fabriksingeniøren kontrollere, om PCB-layoutet er i overensstemmelse med fremstillingsprocessen. Og om der er fejl og andre problemer.

2. Produktion af kerneplade

Rengør det kobberbeklædte laminat. Hvis der er støv, kan det medføre, at det endelige kredsløb kortsluttes eller brydes. Et 8-lags PCB består faktisk af 3 kobberbeklædte laminater (kerneplader) plus 2 kobberfilm, og limes derefter sammen med prepregs. Produktionssekvensen er at starte med den midterste kerneplade (4 og 5 lag kredsløb), kontinuerligt stable sammen og derefter fikse. Produktionen af ​​4-lags PCB er ens, bortset fra at der kun bruges en kerneplade og to kobberfilm.

3. Overførsel af indre PCB-layout

Først skal du lave to-lags kredsløbet af den midterste kerneplade. Efter rengøring af det kobberbeklædte laminat vil en lysfølsom film dække overfladen. Denne film vil størkne, når den udsættes for lys. Dann en beskyttende film på kobberfolien af ​​det kobberbeklædte laminat. Den to-lags PCB-layoutfilm og det dobbeltlags kobberbeklædte laminat blev derefter indsat i den øvre PCB-layoutfilm for at sikre stablepositionen af ​​de øvre og nedre PCB-layoutfilm.

Den lysfølsomme maskine bestråler den lysfølsomme film på kobberfolien med en UV-lampe. Den lysfølsomme film hærdes under den lystransmitterende film, og der er stadig ingen hærdet lysfølsom film under den uigennemsigtige film. Kobberfolien, der er dækket af den hærdede lysfølsomme film, er det påkrævede PCB-layoutkredsløb, hvilket svarer til funktionen af ​​laserprinterblæk på det manuelle PCB. Brug derefter lud til at rense den uhærdede lysfølsomme film. Og det nødvendige kobberfoliekredsløb vil blive dækket af den hærdede lysfølsomme film. Brug derefter en stærk alkali, såsom NaOH, til at ætse den unødvendige kobberfolie væk.

4. Udstansning og inspektion af kerneplader

Produceret kernepladen med succes. Udstans derefter justeringshuller på kernepladen for at lette tilpasningen med andre materialer. Når først kernepladen er trykket sammen med andre lag af PCB, kan den ikke ændres, så inspektion er meget vigtig. Maskinen vil automatisk sammenligne med printkortlayouttegningen for at kontrollere for fejl.

5. Laminering

Her skal der et nyt råmateriale til, kaldet en prepreg. Det er klæbemidlet mellem kernepladen og kernepladen (PCB-lag>4). Samt kernepladen og den ydre kobberfolie, som også spiller en rolle i isoleringen. For at fastgøre den nederste kobberfolie og de to lag prepreg på forhånd. Gennem justeringshullet og den nederste jernplade, og placer derefter det færdige kernebræt i justeringshullet. Og til sidst dækker de to lag prepreg, et lag kobberfolie og et lag trykbærende aluminiumsplade kernepladen.

Placer printpladen fastspændt af jernpladen på understøtningen. Og derefter sendt til vakuumvarmepressen til laminering. Den høje temperatur i vakuum-varmepressen kan smelte epoxyharpiksen i prepreg og fiksere kernepladerne og kobberfolierne sammen under tryk. Efter at have afsluttet lamineringen fjernes den øverste jernplade, der presser printkortet. Fjern derefter den trykbærende aluminiumsplade. Aluminiumspladen har også ansvaret for at isolere forskellige PCB'er og sikre glatheden af ​​PCB'ets ydre kobberfolie. Begge sider af PCB'et taget ud på dette tidspunkt vil et lag glat kobberfolie dække PCB'en.

6. Boring

For at forbinde 4 lag af berøringsfri kobberfolie i printkortet skal du først bore gennem de gennemgående huller for at åbne printet og derefter metalisere hulvæggene for at lede elektricitet. Brug røntgenboremaskinen til at lokalisere den indre kerneplade. Maskinen vil automatisk finde og lokalisere hullet på kernepladen. Og udstans derefter positioneringshullet på printkortet for at sikre, at det næste hul er boret fra midten af ​​hullet. Læg et lag af aluminiumsplade på stansemaskinen, og sæt derefter PCB på den.

For at forbedre effektiviteten, i henhold til antallet af PCB-lag, stabling 1 til 3 identiske printkort sammen til perforering. Til sidst dækkes det øverste printkort med et lag aluminiumsplade. Brug det øverste og nederste lag af aluminiumsplade for at forhindre, at kobberfolien på printkortet rives, når boret borer ind og ud. I den tidligere lamineringsproces blev den smeltede epoxy presset ud af PCB'en, så den skal skæres af. Profilfræseren skærer sin periferi i henhold til de korrekte XY-koordinater på printkortet.

7. Kobberkemisk udfældning på hulvæggen

Da næsten alle PCB-designs bruger perforeringer til at forbinde forskellige lag af linjer. En god forbindelse kræver en 25-mikron kobberfilm på hulvæggen. Tykkelsen af ​​kobberfilmen skal fuldføres ved galvanisering. Men hulvæggen er sammensat af ikke-ledende epoxyharpiks og glasfiberplade. Så det første skridt er at afsætte et lag ledende materiale på hulvæggen. Og danner en 1 mikron kobberfilm på hele PCB-overfladen ved kemisk aflejring, inklusive hulvæggen. Brug maskinen til at styre hele processen såsom kemisk behandling og rengøring.

8. Ydre PCB layout overførsel

Dernæst vil PCB-layoutet af det ydre lag overføres til kobberfolien. Processen ligner det tidligere overførselsprincip for PCB-layoutet for den indre kerne. PCB-layoutet overføres til kobberfolien ved at fotokopiere film og lysfølsom film. Den eneste forskel er vil bruge positive film som board.The interne PCB layout overførsel bruger den subtraktive metode, og bruge den negative film som board. Dæk PCB'et med en hærdet lysfølsom film som et kredsløb, og rengør den uhærdede lysfølsomme film. Efter ætsning af den blotlagte kobberfolie vil den hærdede lysfølsomme film beskytte PCB-layout-kredsløbet. Overførslen af ​​det ydre PCB-layout anvender den normale metode og brug den positive film som plade. Den hærdede lysfølsomme film dækker det ikke-kredsløbsområde på PCB'et.

Efter rensning af den uhærdede lysfølsomme film udføres galvanisering. Elektroplader ikke, hvor der er en film. Og hvor der ikke er film, kobberbelægning først og derefter fortinning. Efter fjernelse af filmen udføres alkalisk ætsning, og til sidst fjernes tinnet. Kredsløbsmønsteret forbliver på brættet, fordi det er beskyttet af tin. Klem PCB'et med klemmer, og galvaniser kobberet. Som tidligere nævnt, for at sikre, at hullerne har tilstrækkelig ledningsevne, skal kobberfilmen, der er belagt på hulvæggene, have en tykkelse på 25 mikron. Så computeren vil automatisk styre hele systemet for at sikre dets nøjagtighed.

9. Ydre PCB ætsning

Dernæst fuldender et komplet automatiseret samlebånd ætseprocessen. Rengør først den hærdede lysfølsomme film på printkortet. Brug derefter en stærk alkali til at rense den unødvendige kobberfolie, der er dækket af den. Brug derefter tin-stripping-opløsningen til at strippe tin-belægningen på PCB-layout-kobberfolien. Efter rensning er 4-lags PCB-layoutet færdigt. Produktionsprocessen af ​​PCB er mere kompliceret, og den involverer en bred vifte af processer. Fra simpel mekanisk behandling til kompleks mekanisk behandling, almindelige kemiske reaktioner, fotokemiske, elektrokemiske, termokemiske og andre processer, computerstøttet design CAM. Og mange andre aspekter af viden.

Desuden er der mange procesproblemer i produktionsprocessen og vil støde på nogle nye problemer fra tid til anden. Nogle af problemerne forsvinder uden at finde ud af årsagen. Produktionsprocessen er en ikke-kontinuerlig samlebåndsform. Så ethvert problem i enhver forbindelse vil få hele linjen til at stoppe produktionen og konsekvenserne af masseophugning.