תהליך ייצור PCB: מדריך שלם

אנו יכולים לראות את הקסם של מכשירים אלקטרוניים כמעט בכל תחום בחיינו. אבל האם אי פעם תהיתם מה יוצר את הקסם הזה? בתוך הגאדג'טים בעלי המראה הקלאסי, הרכיבים די מתוחכמים. בסך הכל, הם מרכיבים את "לוח מעגלים מודפסים (PCB)." לפיכך, ייצור PCB תעשייתי מדויק הוא חיוני עבור אלקטרוניקה. UETPCB עושה את העבודה של ייצור PCB בזהירות ובכנות הראויה. מלבד ייצור PCB, הם גם מספקים פתרונות כוללים עבור PCB שלך.

עכשיו, השאלה היא מה עושה PCB? במילים פשוטות, PCB מפעיל פקודות אנושיות על ידי הנחיית אותות אלקטרוניים. לכל רכיב של PCB יש פונקציה ספציפית עבור ההתקן. כתוצאה מכך, כל שלב בייצור PCB הוא קריטי. ממאמר זה, אתה יכול לצפות ללמוד כיצד ליצור מעגל מודפס. בואו לחקור טכניקות ייצור PCB כבר מההתחלה עיצוב ל הרכבה.

תהליך ייצור PCB: שלב אחר שלב

ייצור PCB הוא תוצאה של כמה פעילויות טכניות. זה צריך גם תכנון נכון וגם פיקוח. ייצור מעגלים מודפסים הוא פעולה ממושכת ומורכבת. מפעל PCB כמו UETPCB מוכן לקבל את האתגרים של מורכבויות אלה. ייצור מעגלים מתחיל בעיצובו והכנת הקובץ. הייצור מסתיים בפרופילים ובניקוד V.

עיצוב PCB והכנת קבצים

ראשית, התהליך מתחיל בהכנת עיצוב הרכיבים על הלוח. עיצוב זה מאפשר לך לדמיין את החיבורים החשמליים בתוך הרכיבים החשמליים. לאחר מכן, תוכל לבחור את הרכיבים ולהגדיר כיצד לחבר ביניהם.

לאחר מכן, אתה יכול להמיר את העיצוב שלך לפריסה פיזית. תוכנה כמו EasyEDA יכולה לעזור לך עם זה. הפריסה חיונית כדי להציג את מיקום הרכיבים על הלוח. במקרה זה, עליך להיות מודע לגורמים כמו חלוקת כוח ויכולת ייצור.

לאחר מכן, אתה יכול לאמת את העיצוב עם המפרט הרצוי. האם רוחב העקבות או המרווח הוקצו כראוי לפריסה? כל שגיאה באימות עלולה להוביל לכשל בלוח.

לאחר הכנת הפריסה, יש צורך בהמרה נוספת לפורמטים סטנדרטיים של קבצים בתעשייה. אתה יכול להשתמש בקבצי Gerber כדי לתאר את הנתונים הגרפיים של PCB. קבצי קידוח NC מסדירים את כל המידע עבור פעולות קידוח החורים ב-PCB. שרטוטי הרכבה ו-BOM מספרים לנו על מיקום הרכיבים וזיהוי המכלול.

כעת עליך לשלוח קבצים אלה ליצרן PCB. רק קבצים אלה יכולים לאפשר ייצור מדויק של לוחות מעגלים.

דור סרטים להדמיה

יצירת סרטים חיוניים לתהליך הפוטוליתוגרפי של ייצור PCB. פוטופלוטר יוצר סרטים ברזולוציה גבוהה עם דפוס מדויק. רכיב הסרט הוא חומר רגיש לאור. סרטים יכולים להיות חיוביים או שליליים. תחום העיצוב ניכר בסרט חיובי. עם זאת, בסרט נגטיב, אזור העיצוב אטום, והשאר שקוף.

רזולוציית הסרט חיונית לדיוק של עקבות המעגל. רזולוציה גבוהה פירושה שעקבות הנחושת חייבים להיות עדינים ומפורטים יותר. זה חיוני עבור PCBs בצפיפות גבוהה. סרט מגיע עם שכבה רגישה לאור על המעגל.

במהלך הפוטוליתוגרפיה, הסרט נשאר מעל המעגל המודפס. החומר הרגיש לאור מגיב בנוכחות אור UV דרך הסרט. בדרך זו, אתה יכול לקבל את התבנית הנדרשת על הלוח. התבנית המפותחת והמסומנת יוצרת את השבילים המוליכים. ניתן לצפות ל-PCB מדויקים ואיכותיים מסרטים איכותיים. זה גם קשור לדיוק של כל ייצור ה-PCB.

הדפסת דפוסי נחושת

הדפסת דפוסי נחושת היא לב ליבה של ייצור לוחות מעגלים. אין זה אלא העברת עיצוב המעגל למצע ה-PCB. המסלולים המוליכים של הרכיבים החשמליים על הלוח עוקבים אחר הדפוסים. למטרה זו מתאימים הדפסת מסך, הדפסת הזרקת דיו או פוטוליטוגרפיה. שכבה דקה של נחושת עוטפת את מצע ה-PCB.

חומר מבודד כמו FR4 הוא לרוב המרכיב העיקרי של המצע. זה פיברגלס עמיד בפני אש. הכנסת הפוטורסיסט ללוח המצופה נחושת מגינה על אזורים מסוימים. אזורים אלה צריכים להישאר שלמים בזמן שצריך לחרוט את הנחושת החשופה. הפוטומסק רגישה לאור UV.

אז, הצילום המיושר מעל ה-PCB מקשיח את הפוטו-רזיסט באור UV באזורים מסוימים. זה חל רק על אזורים שאינם חסומים על ידי תבנית הסרט. בדרך זו, עיצוב מעגל הנחושת עובר לשכבת הפוטו-רזיסט. לאחר מכן מטופל ה-PCB החשוף כדי לחשוף את תבנית הנחושת שנותרה.

תחריט נחושת לא רצויה

לאחר העברת תבנית הנחושת, הנחושת הלא רצויה נשארת בלוח מעגלים. שלב זה מנקה את הנחושת הלא רצויה. תחריט מזהה את הערוץ המוליך ומפריד עקבות. שימוש בתמיסה כימית היא דרך מצוינת לעשות זאת. חומצה הידרוכלורית ומי חמצן משמשים בדרך כלל במקרה זה. הלוח נשאר לא מזיק בפתרון. אבל הנחושת הלא רצויה מתמוססת בכימיקלים. זה משאיר מאחור את דפוס המעגל הרצוי.

מפעל ה-PCB לא יכול להתפשר על אמצעי הגנה לטיפול בכימיקלים. אתה חייב ללבוש ציוד בטיחות במהלך תחריט כימי, ניקוי, או מה שאתה אומר. המקום שבו אתה עושה את זה חייב להיות זרימת אוויר טובה.

יישור שכבות שונות ובחינתן

לאחר הסרת הנחושת הלא רצויה, אימות השכבות לוקח זמן רב. באופן כללי, שלב זה של תהליך הייצור בודק האם המעגל מסודר כהלכה. למה הבדיקה הזו כל כך חשובה? בדיקה זו נחוצה כדי לוודא שאין בעיות במעגל. התפקוד התקין של כל מעגל כפוף לבדיקה זו.

יש להרכיב נכון את החלקים השונים של PCB או מעגל. מערכות יישור אופטי או בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) מספקות את הדיוק הזה.

לאחר היישור, השכבות נבדקות במעבדת בדיקה מבוקרת לחלוטין, אשר בדרך כלל מבטיחה את בטיחות ה-PCB. הנה שלושה דברים שאתה חייב להיזהר מהם. ראשית, תסתכל על הקשרים. האם אתה רואה חפיפה? שנית, האם מצאת שכבה כלשהי הוזזה מעט לצד כלשהו? שלישית, בדוק גם פערים אחרים. שים לב שבעיות אלו עלולות לגרום לכשלים חשמליים. בגלל זה, מומחים תמיד משתמשים בכלים אופטיים כדי לבדוק אותם.

ערימת שכבות והדבקה

גָדוֹל! אנחנו יכולים לעבור לשלב הבא שלנו. השכבות שלך מוערמות בצורה מושלמת, ובדקת אותן נכון. עכשיו הגיע התור לשלב ביניהם. שלב זה הוא בלתי נמנע ליצירת PCBs חזקים, פונקציונליים ורב-שכבתיים.

שכבות הנחושת והבידוד המוכנות חייבות להיות בסדר הנכון. חומר חיוני המשמש כאן הוא prepreg כדי לערום את השכבה. במילים אחרות, זה נקרא יריעות שרף מוספגות מראש. מריחת חומר זה מעניקה בידוד והדבקה מצוינים לשכבות. Prepreg אינו אלא שרף נרפא למחצה. הוא מתרפא עם הפעלת חום ולחץ במהלך ההדבקה.

כדי לשלב את השכבות הנערמות יחד, השתמש בשיטת הלמינציה. אתה צריך להשתמש מספיק חום ולחץ במהלך שלב זה. מאוחר יותר, מערכת ממוחשבת ממיסה ומקשה את חומר ה-prepreg. בגלל זה, שכבות ה-PCB יכולות להצטרף במקומות המאובטחים שלהן.

 

לקדוח חורים

 

השלב הבא הוא לקדוח את המעגל. אתה יכול ליצור את החורים באמצעות כלים מכניים ואלקטרוכימיים. בין השיטות המכניות ניתן לבחור ניקוב או חיתוך בלייזר. מצד שני, כרסום כימי הוא הטכניקה האלקטרוכימית הטובה ביותר.

אכן, קידוח חייב לדרוש דיוק. איתור קרני רנטגן קובע את המיקומים המדויקים לקדוח כדי להבטיח מיקום נכון. חיץ מתחת ליעד הקידוח מונע עיוות חורים וזיהום קצוות.

אין פה אנשים. מחשב שולט בתהליך הקידוח ומאתר את מיקומו של כל חור בהתאם לקובץ התכנון. כל חור צריך איזה פרט קפדני. לאחר הקידוח על הפאנל, כלי פרופיל חותך עודפי נחושת לאורך קצוות הפאנל.

תצהיר ציפוי נחושת

לפני ציפוי נחושת, יש לנקות את ה-PCB. אתה יכול להשתמש במים מזוקקים במקרה זה. לאחר מכן, הם מתכוננים לדבוק בנחושת המתאימה. תחריט כימי מנקה את פני השטח, וחספוס קל הופך אותו למושלם. ה-PCB פועל כקתודה ומתחבר לאספקת חשמל, ולכן מתרחשת שקיעה אלקטרוכימית. בייצור PCB תעשייתי, אתה יכול לקרוא לזה אמבט נחושת.

נחושת יוצרת שכבה אחידה אם מקפידים על שלושה דברים. עליך להקפיד לשלוט כראוי על צפיפות הזרם, הטמפרטורה, ולבסוף, הרכב האמבטיה. כמובן, יש צורך לפתח חיבורים תקינים כדי להבטיח שימושים לטווח ארוך. אבל, עובי הציפוי משתנה בהתאם לעיצוב ה-PCB.

הדמיה של השכבה החיצונית

אתה צריך לחזור על כמה תהליכים מהשלב השלישי בשלב זה. ההבדל הוא שהפעם אתה מכוון רק לשכבה החיצונית של ה-PCB.

התהליך מתרחש בחדר צהוב. אור UV יכול להשפיע על photoresist, אבל אור צהוב מנטרל את האפקט הזה. לאחר הפיתוח והבדיקה, השכבות החיצוניות עוברות ציפוי כשכבות הפנימיות. במקרה זה, ציפוי פח נשאר שכבת הגנה נוספת.

ציפוי חשמלי עבור מוליכות

אלקטרופול הוא תהליך יצירת שכבות של מתכות. נחושת או זהב הם מוליכים מצוינים של חשמל, אז אתה יכול להשתמש בהם עבור PCB. אבל לפני שתעשה זאת, עליך לשטוף מחדש את ה-PCB. לאחר מכן, הכניסו אותו לתמיסה האלקטרוליטית לאמבטיה. עם חשמל, מלח ואלקטרוליטים, ה-PCB שלך מקבל את הציפוי האלקטרוני.

זרם חשמלי דרך האמבט מציב יוני מתכת על הנחושת החשופה. תהליך זה מצפה גם את הקירות הפנימיים עבור PCBs רב-שכבתיים. ציפוי אלקטרו הופך את ה-PCB ליותר קיימא. זה הופך את הלוח להתאים נגד מתח חשמלי ותרמי.

תחריט נחושת סופי

שלב זה הוא תהליך תחריט הנחושת הסופי. כרגיל, הוא מסיר נחושת נוספת מה-PCB. תהליך תחריט זה נעשה בדרך כלל בפתרון תחריט. ברוב המקרים, נעשה שימוש בכלוריד ברזל או אמוניום פרסולפט. זה בדרך כלל מטפל באזורי נחושת לא מוגנים.

שלב זה מדגיש שהפוטו-רזיסט צריך לתת רק לעקבות הנחושת הסלקטיביים. לאחר השלמת התחריט, הפוטורסיסט הנותר אמור להיעלם. זה משאיר מסלולי מעגל נקיים ומוגדרים היטב.

מריחת מסכת הלחמה

מסכת ההלחמה היא יותר שכבת אבטחה. היישום שלו על ה-PCB מונע נגיעה באזורים לא רצויים במהלך ההרכבה. שכבה זו פעילה נגד קצרים ושומרת על עקבות הנחושת מפני השפלה. מסכת ההלחמה היא בדרך כלל סרט ירוק, נוזלי או יבש.

המסכה מתפשטת על כל הלוח. לאחר מכן הוא נחשף לאור דרך מסכה כדי להגדיר היכן עליו להישאר והיכן לא. היעד הסופי של המסכה הוא אפייה כדי להקשיח אותה ולהפוך אותה לעמידה.

משטח גמר

לאחר שהכל נעשה, ה-PCB שלך יעבור תהליך גימור פני השטח. שלב זה הכרחי מכיוון שהוא מונע מנחושת להתחמצן ומשפר את יכולת ההלחמה. אתה יכול להשתמש בשיטות שונות, כגון HASL, ENIG או OSP.

כל שיטה מוסיפה שכבת הגנה דקה למשטח הנחושת. לא משנה מה התהליך, הוא מאפשר הלחמה קלה. הבחירה תלויה בעיקר בצרכי העיצוב שלך.

הוספת מסך משי

אנחנו נכנסים לשלבים האחרונים. הדפס המשי הוא שכבה מודפסת על ה-PCB. זה תוויות, סמלים וסמנים. זה מציג את ההנחיות של מיקום רכיבים והרכבת מדריכים. הדיו לבן או צבעים מנוגדים מעל מסכת ההלחמה.

בדיקות חשמל והסמכה

בדיקת המשכיות מאשרת היעדר כל קשר שבור. בדיקת בדיקה מעופפת עושה בדיקות מורכבות יותר. ייתכן שיהיה צורך בשיטות בדיקה אחרות למקרה שלך. לאחר בדיקה, ה-PCB שלך מוכן לשימוש.

פרופיל וציון V

לבסוף, דבר אחד נשאר: עיצוב ה-PCB. פרופיל וציון V הן שתיים מהשיטות הפופולריות ביותר להפרדת PCBs.

במקרה זה, יצירת פרופילים משתמשת בדרך כלל בנתבים או בלייזרים כדי ליצור את קווי המתאר. לאחר מכן, נוצרות חריצים לניקוד V לאורך השברים במסלולי הנחושת על הלוח. למידע נוסף על שלב זה, קרא את המאמר שלנו "מה זה PCB Panelization?"

מדוע תבחר ב-UETPCB כיצרן ה-PCB המהימן שלך?

PCBs הם הלב של כל מוצרי אלקטרוניקה. כל שגיאה זעירה עלולה להוביל לתקלה במערכת. לכן, יש לטפל בייצור PCB בזהירות ובאמצעות ניטור מתמשך. במקרה זה, מפעל PCB חייב להיות בעל ניסיון של שנים כדי לזכות באמון ובביטחון שלך.

UETPCB הוא שחקן בינלאומי בזירת ייצור PCB תעשייתי. אנו עוקבים אחר כל שלב של PCB ייצור לייצר PCB באיכות גבוהה. אנו מספקים פתרונות נקודתיים לבעיות הקשורות ל-PCB שלך כדי לשמור על מתח. טכניקות ייצור ה-PCB שלנו ייחודיות מכל יצרן אחר. תמיד תוכל לקבל את הבחירה הטובה ביותר כאן.