PCB های چند لایه چگونه ساخته می شوند؟

چه آن را PCBS چند لایه یا با نام کامل برد مدار چاپی بنامید، هیچ تفاوتی وجود ندارد. شکلی شبیه ساندویچ دارد که شامل دو لایه است. این لایه ها علاوه بر عایق مانند یک هادی عمل می کنند. علاوه بر این، PCB دو عملکرد اصلی را برای هر سیستمی که وارد آن می شود انجام می دهد. در ابتدا باید فضای مناسبی را برای اجزای یک سیستم بر روی سطح آن فراهم کند. علاوه بر این، اجزا بر روی سطح ثابت می شوند. یا روی لایه های بیرونی PCB کاملاً. ثانیا، یک PCB چند لایه باید اتصال مطلوبی را ارائه دهد. بین پایانه های اجزای روی سطح آن قرار دارد. علاوه بر این، اتصال باید بین پایانه ها باشد. 

1. طراحی 

گام اول در انواع کارهای مهندسی ثابت می ماند. طراحی نقشه ساختاری جزء یا عنصر مورد نظر است. اغلب، طرح ها آسان یا تک بعدی به نظر می رسند. اما چند مولفه در آنها دخیل است. به عنوان مثال، ساختار PCB چند لایه پیچیده نیست اما طراحی را به کمال می رساند. در ابتدا، شما یک طرح ساده ترسیم می کنید که سپس به نرم افزار CAM وارد می شود. 

2. توطئه عکس

در ابتدا، اجازه دهید معنای اصلی ترسیم عکس را در نظر بگیریم. در این فرآیند از یک پلاتر برای کاشت سوراخ ها در یک ورقه استفاده می شود. اگرچه استفاده رایج از این روش در دوربین های قدیمی یا غرفه های عکس رخ داده است. با این حال، هنوز یک استفاده انتخابی یا منحصر به فرد وجود دارد. یکی از استفاده های رایج در واحد تولید PCB چند لایه نیز اتفاق می افتد. 

در چنین واحدی، فتوپلاتر لیزری برای تولید ابزارهای عکس موثر استفاده می شود. این ابزارها علاوه بر صفحه ابریشمی به فرآیندهای پوشش لحیم کاری کمک می کنند. از آنجایی که PCBS چندلایه در لایه ها یا تخته های مختلف معامله می شود، پلاتر یک فیلم جداگانه برای هر لایه ترسیم می کند. اندازه هر فیلم در حدود 18×24 اینچ است، در حالی که ضخامت آن بیش از 7 میل نیست. 

3. تصویربرداری و DES 

در طول تولید PCBS چند لایه، فرآیند تصویربرداری از اهمیت بالایی برخوردار است. این فرآیند شامل اعمال یا انتقال تصاویر است. این مانند آثاری بر روی PCB چند لایه است. مرحله دوم به عنوان Develop/Etch/Strip یا DES شناخته می شود. فرآیند زیر شامل تسهیل فرآیند آبکاری است. برای این کار، DES باید یک الگوی مس مؤثر ایجاد کند که بعداً به آبکاری کمک می کند. 

4. بازرسی نوری خودکار 

با بازرسی می دانیم که مستلزم بازرسی کامل است. اما هر بازرسی در ابتدا انجام می شود تا بعداً از ایرادات احتمالی جلوگیری شود. و AOI روشی است برای مشاهده دقیق لایه‌های PCB چند لایه که می‌خواهیم بسازیم. بازرسی قبل از شروع لمینیت لایه ها انجام می شود.

تصاویر PCB چند لایه از پانل مقایسه ای را پیدا می کنند. این با یک مجموعه داده استاندارد PCD اتفاق می افتد. تعیین اینکه مس در کجا فراوان است یا با کمبود مواجه است آسان می شود. در هر صورت، نتایج با الزامات ایده آل مطابقت نخواهد داشت. تولید کنندگان می گویند که اگر نقص در حال حاضر نشان داده نمی شود. آنها هرگز در طول فرآیندهای آینده ظاهر نخواهند شد. 

5. اکسید سیاه یا اکسید قهوه ای 

اصطلاح عمومی برای فرآیند "اکسید" است. اما نام با توجه به انتخاب فرآیند تفاوت پیدا می کند. با این حال، این فرآیند پس از AOI از اهمیت بالایی برخوردار است و موقعیت بسیار خوبی پیدا می کند. اگر AOI در مورد بازرسی سطوح خارجی باشد. این فرآیند با بازرسی و زبری لایه های داخلی PCB سروکار دارد. دلیل آن زبر شدن لایه های داخلی است تا استحکام بیشتر شود. این استحکام به حفظ لایه های داخلی در یک پیوند لمینیت قوی کمک می کند. علاوه بر این، اگر پیوند ضعیف باشد، لمینیت مناسب یا مورد نیاز جانشینی پیدا نمی کند. 

6. لمینیت یا اتصال 

فرآیند لمینیت شامل اتصال دو سطح به یکدیگر است. اگرچه فرآیند لمینیت شبیه فرآیند اتصال است. اما در این فرآیند خاص، استفاده از فشار و گرما مهم است. برای ساخت برد مدار چاپی چند لایه با ساختار چند لایه، لمینیت از اهمیت بالایی برخوردار است.

فرآیند زیر شامل اتصال لایه های داخلی مواد تخته مدار چاپی چند لایه است. با این حال، این اتصال در دما و فشار بالا اتفاق می افتد. تجهیزاتی که در فرآیند لمینیت کمک می کند پرس هیدرولیک است. این فرآیند شامل ذوب و لمینیت پیش آغشته، فایبرگلاس است. لمینیت آنها تحت گرمای بسیار زیاد پرس هیدرولیک ایجاد می شود. 

7. حفاری 

تماشای فرآیند حفاری سرگرم کننده است و گاهی اوقات کار با آن دشوار است. به این دلیل است که دقت و مراقبت از نظم عالی تقاضا است. برای ساخت PCB ها، استفاده گسترده ای برای تولید سوراخ های مته وجود دارد. به طور کلی، برای اتصال و تثبیت PCB های چند لایه در مکان های مفید به سوراخ هایی نیاز دارید. در حالی که برای یک هدف خاص، این سوراخ ها امکان اتصال اجزای ترمینال را فراهم می کنند. علاوه بر این، اتصال لایه ها در PCB چند لایه نیز از طریق این سوراخ ها اتفاق می افتد. 
با این حال، برش آنها ساده نیست. در عوض، فرآیند حفاری از یک ابزار کاربید استفاده می کند. این ابزار به راحتی تراشه ها را از مواد ساینده جدا می کند تا از اعوجاج جلوگیری شود. اگرچه سازندگان در یک زمان چندین پانل را سوراخ می کنند. این ترتیب بیشتر به سفارشات بستگی دارد. 

8. رسوب مس 

در نظر بگیرید که هر چیزی را به طور کامل در یک پوشش مات بپوشانید. اگر چه در ابتدا، شما به ظاهر نفیس آن به کالای تحت پوشش اشاره خواهید کرد. اما فقط عاقل تر محافظتی را که دارد برجسته می کند. اگرچه این فرآیند شبیه حفاظت نیست یا صرفاً به نظر می رسد. اما مثال را کاملاً توضیح می دهد.

در فرآیند زیر یا فرآیند آبکاری، لایه‌های مس اضافه می‌شوند. این به صورت شیمیایی روی سطوحی که در معرض قرار گرفتن در پانل ها قرار دارند اتفاق می افتد. علاوه بر این، این آبکاری مس در دیواره سوراخ ها نیز اتفاق می افتد. این همان سوراخ هایی است که از حفاری به وجود می آید. این است که مطمئن شوید که تمام نواحی PCB چند لایه دارای ورودی و پوشش مسی کافی هستند. 

9. برنامه فیلم خشک

فرآیند زیر شامل اعمال یک فیلم بر روی لایه های بیرونی PCB است. در اصل، چنین فرآیندی اهمیت گسترده ای دارد. به این دلیل است که بدون اعمال لایه بیرونی، آبکاری نمی تواند شروع شود. علاوه بر این، فرآیند زیر پانل را آماده می کند تا آبکاری شروع شود.

یک لمینت برای این کار وارد تجارت می شود. این یک فیلم خشک یا یک عکس قابل تصویر بر روی سطح برد مدار چند لایه اعمال می کند. فیلم خشک از طریق تصویربرداری لیزری نوردهی را پیدا می کند. با این حال، پدیده افشاگری در طول تولید PCB چند لایه مشابه باقی می ماند. به این معنا که فیلم‌های اکسپوز تا زمانی که فیلم‌های اکسپوز نشده ساخته شوند، دست نخورده باقی می‌مانند. 

10. آبکاری مس 

در اکثر کاربردهای مهندسی، فرآیند آبکاری یا آبکاری از اهمیت زیادی برخوردار است. این فرآیند از یک متدولوژی مجموعه پیروی می کند. این در مورد کاتدها و واکنش آنها به آندها است. الزامات طراحی PCB چند لایه شامل افزودن مس بر روی الگوهای رسانا است. علاوه بر این، تقاضا این است که داخل سوراخ ها را نیز با مس بپوشانیم.

بنابراین، برای برآوردن شرایط زیر، پانل به نوار کاتد متصل می شود. در حالی که مس به عنوان یک آند در محلول آند عمل می کند. اما آبکاری مس تنها چیز مهم نیست. پس از پایان آبکاری، آبکاری دیگری یعنی آبکاری قلع آغاز می شود. این آبکاری دوم به اچینگ PCB چند لایه کمک می کند تا به عنوان یک مانع عمل کند. 

11. Strip Etch Strip Process 

هنگامی که آبکاری را تمام می کنیم، روند حذف فرا می رسد. این فرآیند حذف شامل برداشتن سطوح و لایه های ناخواسته است. در چنین فرآیندی، پنل سه فرآیند را به صورت پلکانی طی می کند. یعنی strip، etch و سپس strip process. در ابتدا، لازم است که مقاومت فیلم خشک را از پانل جدا کنید.

وقتی این برهنه کردن تمام شد. یک لایه مسی که آبکاری قلع آن را پوشانده است، آشکار می کند. اکنون فرآیند اچینگ روی این لایه مسی انجام می شود. تنها چند اثر از خود بر جای می گذارد. علاوه بر لنت های اطراف سوراخ های حفر شده. علاوه بر این، سایر الگوهای مسی دست نخورده روی سطح باقی می مانند. در نهایت، قلع باقی مانده تحت فرآیند سوم یا فرآیند stripping قرار می گیرد. قلع از بین می رود و تنها مس باقی مانده را پشت سر می گذارد. 

12. پوشش لحیم کاری 

پوشش در جایی اعمال می شود که فاکتور بحرانی بالا باشد. برخی شرایط و مکان‌ها از شما می‌خواهند که محافظت بیشتری داشته باشید. بنابراین، در این مورد، شما به دنبال پوششی هستید. در pcbs چند لایه، این خطر وجود دارد که اجزاء ممکن است یک پل ایجاد کنند. اغلب، شکستن آن دشوار می شود. این پل همچنین منجر به ایجاد جریان الکتریکی در هنگام مونتاژ می شود. برای جلوگیری از این امر، سطح مسی از طریق یک ماسک لحیم کاری تحت پوشش کامل قرار می گیرد. این ماسک از طریق یک فرآیند چاپ قوی تمام سطح مس را می پوشاند.

بعداً قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش آغاز می شود و پس از آن قسمت های در معرض دید باقی می مانند. قسمت ها یا مناطقی که در معرض دید قرار نمی گیرند از بین می روند. سپس ماسک پخته می شود که آن را سفت می کند. 

13. تکمیل سطح 

یک روکش خوب از چیزهایی که برای ماندگاری طولانی در نظر گرفته شده اند محافظت می کند. ما می دانیم که در طول تولید PCB، برخی از سطوح مسی در معرض دید قرار می گیرند. بنابراین، برای جلوگیری از اکسیداسیون آنها، پرداخت خوب لازم است. برد مدار چاپی اجازه می دهد تا سطوح مختلف را بر روی سطح خود انجام دهید. رایج ترین سطح لحیم کاری هوای داغ است. 
با این حال، برخی از پوشش های اضافی سطح عبارتند از:

1. طلای غوطه وری نیکل الکترولس 
2. نقره ای غوطه وری 
3. قلع غوطه وری 
4. نگهدارنده لحیم کاری ارگانیک 
5. طلای نرم 
6. طلای سخت 

14. آزمایش و ساخت 

در ابتدا، آزمایش بر روی یک تستر کاوشگر پرنده آغاز می شود. این یک آزمایش الکتریکی در طبیعت است. این آزمایش از سیگنال های الکتریکی برای ارتباط نتیجه و پاسخ استفاده می کند. این دستگاه با استفاده از چندین بازو و پروب کار می کند. بنابراین نواحی مختلف سطح برد مدار چاپی چند لایه را بازرسی می کند. بازرسی عمده ای که دستگاه انجام می دهد تعیین فضاها یا منافذ است. بر اساس این نتایج، سازنده می تواند آنها را در سطل زباله بفرستد. یا تعمیر آنها را در نظر بگیرید. 

پس از اتمام تست و ساخت برد مدار چندلایه خوب است. CNC وارد بازی می شود. یک دستگاه CNC برای برش PCB های مورد نیاز از یک پانل بزرگ پشتیبانی می کند. از طریق این دستگاه، بردهای مدار چند لایه مختلف با اندازه های متنوع را با توجه به نیازها به دست می آوریم. لبه های مربوط به صفحه نمایش اریب یا پخ نیز به راحتی از طریق این دستگاه بریده می شوند. و برد مدار چاپی چندلایه عالی را بدست می آوریم.