ПХД туралы негізгі білім
PCB өндіру процесін анықтамас бұрын, PCB және оның құрылымы туралы білу пайдалы болады. Баспа схемасы (ПХД) көптеген электроника өнімдерінің негізі болып табылады – физикалық тірек бөлігі ретінде де, үстіңгі орнату және розетка компоненттері үшін сым аймағы ретінде де. ПХД көбінесе шыны талшықтан, композиттік эпоксидтен немесе басқа композициялық материалдардан жасалады.
ПХД негізінен келесі бөліктерден тұрады:
- Тақта: құрамдас түйреуіштерді дәнекерлеуге арналған металл тесік.
- Арқылы: қабаттар арасындағы құрамдастардың түйреуіштерін қосу үшін пайдаланылатын металл тесік.
- Орнату тесігі: баспа схемасын бекіту үшін қолданылады.
- Сым: компоненттердің түйреуіштерін қосу үшін қолданылатын электр желісінің мыс пленкасы.
- Коннекторлар: платаларды қосу үшін қолданылатын компоненттер.
- Толтыру: кедергіні тиімді төмендететін жердегі сым желісіне арналған мыс жабыны.
- Электрлік шекара: схеманың өлшемін анықтау үшін қолданылады, схемадағы барлық компоненттер шекарадан аспауы керек.
ПХД құрылымының үш түрі бар:
-
Бір қабатты ПХД:
- Тақтаның тек бір жағында мыс фольга сымдары бар, ал екінші жағында мыс фольга сымдары жоқ. Алғашқы электронды өнімдердің схемасы қарапайым болды. Жалғау және өткізу үшін тек бір жағы қажет, ал екінші жағына жолды мыс фольгасыз орналастыруға болады.
-
Екі қабатты ПХД:
- Тақтаның екі жағында мыс фольга сымдары бар. Ал алдыңғы және артқы жолдар бір-бірімен байланыса алады. Екі жағы да сымды болуы мүмкін болғандықтан, пайдалы аймақ бір панельден екі есе көп, бұл күрделі схемалары бар өнімдер үшін қолайлы. Дизайнда бөліктер алдыңғы жағына орналастырылады, ал артқы жағы бөліктің аяқтарының дәнекерлеу беті болып табылады.
-
Көп қабатты ПХД:
- Көп қабатты ПХД жасау үшін әдетте бірнеше өрнектелген екі жақты тақталарды пайдалану арқылы. Тақталардың арасына оқшаулағыш қабатын (Prepreg) төсеу және ең сыртқы қабаттың екі жағына мыс фольга төсеу, содан кейін оларды бір-біріне басу. Басу үшін бірнеше екі жақты панельдерді пайдаланатындықтан, қабаттар саны әдетте жұп сан болады. Ішінде басылған мыс фольга қабаты өткізгіш қабат, сигналдық қабат, қуат қабаты немесе жер қабаты болуы мүмкін. Теориялық тұрғыдан көп қабатты тақта 50-ден астам қабатқа жетуі мүмкін, бірақ практикалық қолдану аймағы қазіргі уақытта шамамен 30 қабат.
PCB өте жан-жақты. Электрондық өнімдердің көпшілігінде компьютердің құрамдас бөліктерінен (пернетақталар, тышқандар, аналық платалар, оптикалық дискілер, қатты дискілер, графикалық карталар), СКД экрандар, теледидарлар, ұялы телефондар және телефон, электронды сағат, сандық камера, спутниктік навигация, PDA сияқты баспа платалары бар. …) өмірдің бір бөлігі дерлік.
ПХД жұмыс принципі:
Баспа схемасының өте қарапайым түрі - бір жағында жұқа өткізгіш құрылымдары бар тегіс, қатты оқшаулағыш материал. Бұл өткізгіш құрылымдар тіктөртбұрыштардан, шеңберлерден және шаршылардан тұратын геометриялық үлгілерді жасайды. Ұзын және жіңішке тіктөртбұрыштарды өзара байланыс ретінде пайдаланыңыз (бұл сымдарға тең) және құрамдас бөліктерге қосылу нүктелері ретінде әртүрлі пішіндерді пайдаланыңыз.
PCB болашақ дамуы:
Компьютер, байланыс техникасы, тұрмыстық электроника және автомобиль өнеркәсібінің қарқынды дамуымен. ПХД өнеркәсібі де қарқынды дамуға қол жеткізді. Баспа өнімдерінің дамуымен жаңа материалдарға, жаңа технологияларға, жаңа жабдықтарға қойылатын талаптар артып келеді. Болашақта баспа электр материалдары өнеркәсібі өз өнімін кеңейту кезінде өнімділік пен сапаны жақсартуға көбірек көңіл бөлуі керек; баспа схемаларының арнайы жабдықтары өнеркәсібі енді төмен деңгейлі еліктеу емес, өндірісті автоматтандыру, дәлдік, көп функциялы және заманауи жабдықты дамыту болып табылады.. ПХД өндірісі әлемдік жоғары технологиялық технологияларды біріктіреді. Баспа схемаларын өндіру технологиясы сұйық фотосезімтал бейнелеу, тікелей электроплантация, импульстік электроплантация және көп қабатты тақталар сияқты жаңа технологияларды қабылдайды.
ПХД өндіру процесі
Үйге жақынырақ, енді ПХД өндіру процесін қарастырайық.
ПХД өндірісі өте күрделі. Мысал ретінде төрт қабатты баспа тақтасын алу. Өндіріс процесі негізінен ПХД орналасуын, негізгі тақтаны өндіруді, ішкі ПХД орналасуын беруді, негізгі тақтаны тесу және тексеруді, ламинацияны қамтиды. Бұрғылау және тесік қабырғасы Мыстың химиялық жауын-шашыны, сыртқы ПХД орналасуын беру, сыртқы ПХД ою және басқа қадамдар.
1. ПХД орналасуы
ПХД өндірісіндегі бірінші қадам ПХД орналасуын ұйымдастыру және тексеру болып табылады. ПХД шығаратын зауыт CAD файлдарын ПХД жобалау компаниясынан алады. Әрбір CAD бағдарламалық жасақтамасының өзінің бірегей файл пішімі болғандықтан. ПХД зауыты оны біртұтас форматқа түрлендіреді - Extended Gerber RS-274X немесе Gerber X2. Содан кейін зауыт инженері ПХД орналасуының өндіріс процесіне сәйкестігін тексереді. Және қандай да бір ақаулар және басқа мәселелер бар ма.
2. Өзек тақтасын өндіру
Мыспен қапталған ламинатты тазалаңыз. Егер шаң болса, ол соңғы тізбектің қысқа тұйықталуына немесе үзілуіне әкелуі мүмкін. 8 қабатты ПХД шын мәнінде 3 мыс қапталған ламинаттардан (негізгі тақталар) және 2 мыс пленкаларынан тұрады, содан кейін препрегтермен бірге желімделген. Өндіріс тізбегі ортаңғы өзек тақтасынан (4 және 5 қабат сұлбаларынан) басталып, үздіксіз бірге жиналып, содан кейін бекітіледі. 4 қабатты ПХД өндірісі ұқсас, тек бір негізгі тақтаны және екі мыс пленканы пайдалануды қоспағанда.
3. Ішкі ПХД орналасуын тасымалдау
Алдымен ортаңғы өзек тақтасының екі қабатты тізбегін жасаңыз. Мыспен қапталған ламинат тазалағаннан кейін бетінде фотосезімтал пленка жабылады. Бұл пленка жарық әсер еткенде қатып қалады. Мыспен қапталған ламинаттың мыс фольгасында қорғаныс пленкасын жасаңыз. Екі қабатты ПХД орналасу пленкасы және екі қабатты мыс қапталған ламинат содан кейін жоғарғы және төменгі ПХД орналасу пленкаларының жиналу орнын қамтамасыз ету үшін жоғарғы ПХД орналасу пленкасына салынған.
Фотосезімтал құрылғы ультра күлгін шаммен мыс фольгадағы фотосезімтал пленканы сәулелендіреді. Фотосезімтал пленка жарық өткізетін пленка астында өңделеді, ал мөлдір емес пленка астында әлі күнге дейін өңделген фотосезімтал қабық жоқ. Өңделген фотосезімтал пленкамен жабылған мыс фольгасы қажет ПХД орналасу тізбегі болып табылады, ол қолмен жасалған ПХД лазерлік принтер сиясының функциясына тең. Содан кейін өңделмеген фотосезімтал пленканы тазалау үшін сілті пайдаланыңыз. Ал қажетті мыс фольга тізбегі өңделген фотосезімтал пленкамен жабылады. Содан кейін қажет емес мыс фольгасын алу үшін NaOH сияқты күшті сілтіні пайдаланыңыз.
4. Өзек тақтасын тесу және тексеру
Негізгі тақта сәтті шығарылды. Содан кейін басқа материалдармен туралауды жеңілдету үшін негізгі тақтадағы туралау тесіктерін тесіңіз. Негізгі тақтаны басқа ПХД қабаттарымен бірге басқаннан кейін оны өзгерту мүмкін емес, сондықтан тексеру өте маңызды. Қателерді тексеру үшін құрылғы автоматты түрде ПХД орналасу сызбасымен салыстырады.
5. Ламинаттау
Мұнда препрег деп аталатын жаңа шикізат қажет. Бұл негізгі тақта мен негізгі тақта арасындағы желім (ПХД қабаттары>4). Сондай-ақ, оқшаулау рөлін атқаратын негізгі тақта және сыртқы мыс фольга. Төменгі мыс фольганы және препрегтің екі қабатын алдын ала бекіту үшін. Тегістеу тесігі мен төменгі темір пластина арқылы, содан кейін дайын негізгі тақтаны туралау тесігіне салыңыз. Ақырында, препрегтің екі қабаты, мыс фольга қабаты және қысымға төзімді алюминий пластина қабаты өзек тақтасын жабады.
Темір табақшамен қысылған ПХД тақтасын тірекке қойыңыз. Содан кейін ламинаттау үшін вакуумдық жылу прессіне жіберіледі. Вакуумды ыстық престе жоғары температура препрегтегі эпоксидті шайырды ерітіп, негізгі тақталар мен мыс фольгаларды қысыммен бірге бекітеді. Ламинацияны аяқтағаннан кейін, ПХД басатын үстіңгі темір тақтаны алыңыз. Содан кейін қысымды алюминий пластинасын алыңыз. Алюминий пластина сонымен қатар әртүрлі ПХД оқшаулау және ПХД сыртқы мыс фольгасының тегістігін қамтамасыз ету жауапкершілігіне ие. Осы уақытта ПХД-ның екі жағы да алынып тасталса, тегіс мыс фольга қабаты ПХД-ны жабады.
6. Бұрғылау
ПХД-дағы жанаспайтын мыс фольгаларының 4 қабатын қосу үшін, алдымен ПХД ашу үшін өтетін тесіктерді бұрғылаңыз, содан кейін электр тогын өткізу үшін тесік қабырғаларын металдандырыңыз. Ішкі өзек тақтасын табу үшін рентгендік бұрғылау машинасын пайдаланыңыз. Машина өзек тақтасындағы тесікті автоматты түрде тауып, орналастырады. Содан кейін келесі тесік тесіктің ортасынан бұрғыланғанына көз жеткізу үшін ПХД-дағы орналасу тесігін тесіңіз. Тескіш машинаға алюминий пластина қабатын салыңыз, содан кейін оған ПХД қойыңыз.
Тиімділікті арттыру үшін, ПХД қабаттарының санына сәйкес перфорация үшін 1-3 бірдей ПХД тақтасын бірге жинаңыз. Соңында, ең жоғарғы ПХД-ны алюминий пластина қабатымен жабыңыз. Бұрғы битінің ішіне және сыртына бұрғылау кезінде ПХД мыс фольгасының жыртылуын болдырмау үшін алюминий пластинаның жоғарғы және төменгі қабаттарын пайдаланыңыз. Алдыңғы ламинация процесінде балқытылған эпоксид ПХД-дан сығып алынды, сондықтан оны кесіп тастау керек. Профильдеу фрезасы ПХД дұрыс XY координаталарына сәйкес оның шеткі бөлігін кеседі.
7. Тесік қабырғасында мыс химиялық тұнбалары
Өйткені барлық дерлік ПХД конструкциялары сызықтардың әртүрлі қабаттарын қосу үшін перфорацияларды пайдаланады. Жақсы байланыс үшін тесік қабырғасында 25 микрондық мыс пленкасы қажет. Мыс пленкасының қалыңдығы электропландау арқылы аяқталуы керек. Бірақ тесік қабырғасы өткізбейтін эпоксидті шайырдан және шыны талшықты тақтадан тұрады. Сонымен, бірінші қадам - тесік қабырғасына өткізгіш материалдың қабатын салу. Тесік қабырғасын қоса, химиялық тұндыру арқылы бүкіл ПХД бетінде 1 микрон мыс пленкасын жасаңыз. Химиялық өңдеу және тазалау сияқты бүкіл процесті басқару үшін машинаны пайдаланыңыз.
8. Сыртқы ПХД орналасуын тасымалдау
Әрі қарай, сыртқы қабаттың ПХД орналасуы мыс фольгаға ауысады. Процесс ішкі ядро тақтасының ПХД орналасуының алдыңғы тасымалдау принципіне ұқсас. ПХД схемасы пленка мен фотосезімтал пленканы фотокөшіру арқылы мыс фольгаға ауыстырылады. Жалғыз айырмашылық тақта ретінде позитивті пленкаларды пайдаланады. Ішкі ПХД орналасуын тасымалдау шегерім әдісін қолданады және теріс пленканы тақта ретінде пайдаланады. ПХД-ны контур ретінде өңделген фотосезімтал пленкамен жабыңыз және өңделмеген фотосезімтал пленканы тазалаңыз. Ашық мыс фольгасын өңдегеннен кейін, өңделген фотосезімтал пленка ПХД орналасу тізбегін қорғайды. Сыртқы ПХД схемасын беру қалыпты әдісті қабылдайды және оң пленканы тақта ретінде пайдаланады. Өңделген фотосезімтал пленка контурсыз аймақты жабады. ПХД.
Кептірілмеген фотосезімтал пленканы тазалағаннан кейін электроплантациялау орындалады. Пленка бар жерде электропластырмаңыз. Ал пленка жоқ жерде алдымен мыс, сосын қалайы қаптау. Пленканы алып тастағаннан кейін сілтілі ою орындалады, ең соңында қалайы алынады. Тізбек үлгісі тақтада қалады, себебі ол қалайымен қорғалған. ПХД-ны қысқыштармен қысыңыз және мысты электропластырыңыз. Бұрын айтылғандай, саңылаулардың жеткілікті өткізгіштікке ие болуын қамтамасыз ету үшін саңылаулардың қабырғаларына қапталған мыс пленкасының қалыңдығы 25 микрон болуы керек. Осылайша, компьютер оның дәлдігін қамтамасыз ету үшін бүкіл жүйені автоматты түрде басқарады.
9. Сыртқы ПХД ою
Әрі қарай, толық автоматтандырылған құрастыру желісі оюлау процесін аяқтайды. Алдымен, ПХД-дегі өңделген фотосезімтал пленканы тазалаңыз. Содан кейін онымен жабылған қажет емес мыс фольганы тазалау үшін күшті сілтіні пайдаланыңыз. Содан кейін ПХД орналасу мыс фольгасындағы қалайы жабындысын алу үшін қалайы аршу ерітіндісін пайдаланыңыз. Тазалаудан кейін 4-қабатты ПХД орналасуы аяқталды. ПХД өндіру процесі күрделірек және ол процестердің кең ауқымын қамтиды. Қарапайым механикалық өңдеуден күрделі механикалық өңдеуге дейін, жалпы химиялық реакциялар, фотохимиялық, электрохимиялық, термохимиялық және басқа процестер, компьютерлік жобалау CAM. Және білімнің басқа да көптеген аспектілері.
Сонымен қатар, өндіріс процесінде көптеген технологиялық проблемалар бар және мезгіл-мезгіл жаңа мәселелерге тап болады. Кейбір мәселелер себебін таппай жоғалады. Өндіріс процесі үздіксіз емес конвейер формасы болып табылады. Сондықтан кез келген сілтемедегі кез келген мәселе бүкіл желіні өндірісті тоқтатуға және жаппай қырып тастаудың салдарына әкеледі.
