Wat u moet weten over het fabricageproces van PCB's

De printplaat bevat hoofdzakelijk de volgende onderdelen:

• Pad: Een metalen gat dat wordt gebruikt voor het solderen van componentpinnen.
• Via: Een metalen gat dat wordt gebruikt om de pinnen van componenten tussen lagen te verbinden.
• Montagegat: wordt gebruikt om de printplaat te bevestigen.
• Draad: de koperfilm van het elektrische netwerk die wordt gebruikt om de pinnen van de componenten met elkaar te verbinden.
• Connectoren: componenten die worden gebruikt om verbinding te maken tussen printplaten.
• Vulling: kopercoating voor aarddraadnetwerk, die de impedantie effectief kan verminderen.
• Elektrische grens: wordt gebruikt om de grootte van de printplaat te bepalen. Alle componenten op de printplaat mogen de grens niet overschrijden.

Er zijn drie soorten PCB-structuren:

• Enkellaagse printplaat:

• Er zijn slechts aan één kant van de printplaat koperfoliedraden en aan de andere kant geen koperfoliedraden. Het circuit van vroege elektronische producten was eenvoudig. Heeft slechts één kant nodig voor aansluiting en geleiding, en zou het pad aan de andere kant kunnen plaatsen zonder koperfolie.

• Dubbellaagse printplaat:

• Aan beide zijden van de printplaat bevinden zich koperfoliedraden. En de paden van de voor- en achterkant kunnen via via’s met elkaar verbonden worden. Omdat beide zijden bedraad kunnen worden, is het bruikbare oppervlak twee keer zo groot als dat van een enkel paneel, wat beter geschikt is voor producten met complexe circuits. In het ontwerp zijn de onderdelen aan de voorzijde geplaatst, terwijl de achterzijde het lasoppervlak van de onderdeelvoeten is.

• Meerlaagse printplaat:

• Meestal door meerdere geëtste dubbelzijdige platen te gebruiken om meerlaagse PCB's te maken. Tussen de planken een isolatielaag (Prepreg) stapelen en op beide zijden van de buitenste laag koperfolie leggen en vervolgens tegen elkaar drukken. Omdat er meerdere dubbelzijdige panelen worden gebruikt om te persen, is het aantal lagen meestal een even getal. De binnenin geperste koperfolielaag kan een geleidende laag, een signaallaag, een vermogenslaag of een aardlaag zijn. In theorie kan de meerlagenplaat meer dan 50 lagen bereiken, maar het praktische toepassingsgebied bedraagt ​​momenteel ongeveer 30 lagen.

PCB's zijn zeer veelzijdig. De meeste elektronische producten hebben printplaten, van computercomponenten (toetsenborden, muizen, moederborden, optische schijven, harde schijven, grafische kaarten) tot LCD-schermen, tv's, mobiele telefoons en telefoons, elektronische horloges, digitale camera's, satellietnavigatie, PDA …) zijn bijna een deel van het leven.

Het werkingsprincipe van PCB:

Een heel basistype printplaat is een vlak, stijf isolatiemateriaal met aan één kant een dunne geleidende structuur. Deze geleidende structuren produceren geometrische patronen bestaande uit rechthoeken, cirkels en vierkanten. Gebruik lange en dunne rechthoeken als verbindingen (dat is het equivalent van draden) en gebruik verschillende vormen als verbindingspunten voor componenten.

De toekomstige ontwikkeling van PCB:

Met de snelle ontwikkeling van de computer-, communicatieapparatuur, consumentenelektronica en auto-industrie. Ook de PCB-industrie heeft een snelle ontwikkeling doorgemaakt. Met de ontwikkeling van producten voor gedrukte schakelingen worden de eisen aan nieuwe materialen, nieuwe technologieën en nieuwe apparatuur steeds hoger. In de toekomst zou de industrie voor gedrukt elektrisch materiaal meer aandacht moeten besteden aan het verbeteren van de prestaties en kwaliteit en tegelijkertijd de productie moeten uitbreiden; de industrie voor speciale apparatuur voor gedrukte schakelingen is niet langer een imitatie op laag niveau, maar de ontwikkeling van productieautomatisering, precisie, multifunctionele en moderne apparatuur. De PCB-productie integreert 's werelds hightech technologieën. De productietechnologie voor gedrukte schakelingen zal nieuwe technologieën gebruiken, zoals vloeibare lichtgevoelige beeldvorming, direct galvaniseren, pulsgalvaniseren en meerlaagse platen.

Het PCB-productieproces

Dichter bij huis, laten we nu eens kijken naar het PCB-productieproces.

De productie van PCB's is erg ingewikkeld. Neem als voorbeeld een vierlaags printplaat. Het productieproces omvat voornamelijk PCB-indeling, productie van kernplaten, overdracht van interne PCB-indelingen, ponsen en inspectie van kernplaten, lamineren. Boren en gatwand Koperchemische precipitatie, overdracht van de buitenste PCB-indeling, etsen van de buitenste PCB en andere stappen.

1. PCB-indeling

De eerste stap bij de PCB-productie is het organiseren en controleren van de PCB-indeling. De PCB-productiefabriek ontvangt de CAD-bestanden van het PCB-ontwerpbedrijf. Omdat elke CAD-software zijn eigen unieke bestandsformaat heeft. De PCB-fabriek zal het omzetten naar een uniform formaat-Extended Gerber RS-274X of Gerber X2. Vervolgens controleert de fabrieksingenieur of de PCB-indeling voldoet aan het productieproces. En of er gebreken en andere zaken zijn.

2. Productie van kernplaat

Reinig het met koper beklede laminaat. Als er stof aanwezig is, kan dit ertoe leiden dat het eindcircuit wordt kortgesloten of verbroken. Een 8-laags PCB bestaat eigenlijk uit 3 met koper beklede laminaten (kernplaten) plus 2 koperfilms, en vervolgens aan elkaar gelijmd met prepregs. De productievolgorde is om te beginnen met de middelste kernplaat (4 en 5 lagen circuits), continu op elkaar te stapelen en vervolgens te repareren. De productie van 4-laags PCB's is vergelijkbaar, behalve dat er slechts één kernplaat en twee koperfilms worden gebruikt.

3. Overdracht van de interne PCB-indeling

Maak eerst het tweelaagse circuit van de middelste kernplaat. Na het reinigen van het met koper beklede laminaat zal een lichtgevoelige film het oppervlak bedekken. Deze film zal stollen bij blootstelling aan licht. Vorm een ​​beschermende film op de koperfolie van het met koper beklede laminaat. De tweelaagse PCB-layoutfilm en het dubbellaagse met koper beklede laminaat worden vervolgens in de bovenste PCB-layoutfilm gestoken om de stapelpositie van de bovenste en onderste PCB-layoutfilms te garanderen.

De lichtgevoelige machine bestraalt de lichtgevoelige film op de koperfolie met een UV-lamp. De lichtgevoelige film wordt uitgehard onder de lichtdoorlatende film, en er bevindt zich nog steeds geen uitgeharde lichtgevoelige film onder de ondoorzichtige film. De koperfolie bedekt onder de uitgeharde lichtgevoelige film is het vereiste PCB-lay-outcircuit, dat gelijkwaardig is aan de functie van de laserprinterinkt van de handmatige PCB. Gebruik vervolgens loog om de niet-uitgeharde lichtgevoelige film schoon te maken. En het vereiste koperfoliecircuit wordt bedekt door de uitgeharde lichtgevoelige film. Gebruik vervolgens een sterke alkali, zoals NaOH, om de onnodige koperfolie weg te etsen.

4. Ponsen en inspectie van kernplaten

De kernplaat is met succes geproduceerd. Maak vervolgens uitlijningsgaten in de kernplaat om de uitlijning met andere materialen te vergemakkelijken. Zodra de kernplaat samen met andere lagen PCB is gedrukt, kan deze niet meer worden gewijzigd, dus inspectie is erg belangrijk. De machine vergelijkt automatisch met de PCB-lay-outtekening om te controleren op fouten.

5. Lamineren

Hier is een nieuwe grondstof nodig, een zogenaamde prepreg. Het is de lijm tussen de kernplaat en de kernplaat (PCB-lagen>4). Evenals de kernplaat en de buitenste koperfolie, die ook een rol speelt bij de isolatie. Om de onderste koperfolie en de twee lagen prepreg vooraf te fixeren. Door het uitlijningsgat en de onderste ijzeren plaat en plaats vervolgens de afgewerkte kernplaat in het uitlijningsgat. En tenslotte bedekken de twee lagen prepreg, een laag koperfolie en een laag drukdragende aluminiumplaat de kernplaat.

Plaats de printplaat, vastgeklemd door de ijzeren plaat, op de steun. En vervolgens naar de vacuümhittepers gestuurd voor lamineren. De hoge temperatuur in de vacuümhete pers kan de epoxyhars in de prepreg doen smelten en de kernplaten en koperfolies onder druk aan elkaar bevestigen. Nadat het lamineren is voltooid, verwijdert u de bovenste ijzeren plaat die op de printplaat drukt. Verwijder vervolgens de drukdragende aluminium plaat. De aluminiumplaat heeft ook de verantwoordelijkheid om verschillende PCB's te isoleren en de gladheid van de buitenste koperfolie van de PCB te garanderen. Beide zijden van de PCB worden op dit moment verwijderd en een laag gladde koperfolie bedekt de PCB.

6. Boren

Om vier lagen contactloos koperfolie op de printplaat aan te sluiten, boort u eerst door de doorlopende gaten om de printplaat te openen en metalliseert u vervolgens de gatwanden om elektriciteit te geleiden. Gebruik de röntgenboormachine om de binnenste kernplaat te lokaliseren. De machine zal automatisch het gat in de kernplaat vinden en lokaliseren. En pons vervolgens het positioneringsgat op de printplaat om ervoor te zorgen dat het volgende gat vanuit het midden van het gat wordt geboord. Plaats een laag aluminiumplaat op de ponsmachine en plaats vervolgens de printplaat erop.

Om de efficiëntie te verbeteren, afhankelijk van het aantal PCB-lagen, 1 tot 3 identieke PCB-platen op elkaar stapelen voor perforatie. Bedek tenslotte de bovenste printplaat met een laag aluminiumplaat. Gebruik de bovenste en onderste lagen aluminiumplaat om te voorkomen dat de koperfolie op de print scheurt wanneer de boor in en uit boort. Bij het vorige lamineerproces werd de gesmolten epoxy uit de printplaat geperst en moet deze dus worden afgesneden. De profileerfreesmachine snijdt de omtrek volgens de juiste XY-coördinaten van de printplaat.

7. Chemische neerslag van koper op de gatwand

Omdat bijna alle PCB-ontwerpen perforaties gebruiken om verschillende lijnlagen met elkaar te verbinden. Voor een goede verbinding is een koperfilm van 25 micron op de gatwand nodig. De dikte van de koperfilm moet worden voltooid door galvaniseren. Maar de gatenwand bestaat uit niet-geleidende epoxyhars en glasvezelplaat. De eerste stap is dus het aanbrengen van een laag geleidend materiaal op de wand van het gat. En vorm door chemische afzetting een koperfilm van 1 micron op het gehele PCB-oppervlak, inclusief de gatenwand. Gebruik de machine om het hele proces, zoals chemische behandeling en reiniging, te controleren.

8. Overdracht van de buitenste PCB-indeling

Vervolgens wordt de PCB-indeling van de buitenlaag overgebracht naar de koperfolie. Het proces is vergelijkbaar met het vorige overdrachtsprincipe van de PCB-indeling van de binnenste kernplaat. De PCB-lay-out wordt overgebracht naar de koperfolie door film en lichtgevoelige film te fotokopiëren. Het enige verschil is dat positieve films als bord worden gebruikt. De interne PCB-lay-outoverdracht maakt gebruik van de subtractieve methode en gebruikt de negatieve film als bord. Bedek de PCB met een uitgeharde lichtgevoelige film als circuit en reinig de niet-uitgeharde lichtgevoelige film. Na het etsen van de blootgestelde koperfolie beschermt de uitgeharde lichtgevoelige film het PCB-lay-outcircuit. De overdracht van de buitenste PCB-lay-out neemt de normale methode aan en gebruikt de positieve film als het bord. De uitgeharde lichtgevoelige film bedekt het niet-circuitgebied op de printplaat.

Na het reinigen van de niet-uitgeharde lichtgevoelige film wordt galvaniseren uitgevoerd. Niet galvaniseren op plaatsen waar zich een film bevindt. En waar er geen film is, eerst koperplaten en dan vertinnen. Na het verwijderen van de film wordt alkalisch etsen uitgevoerd en tenslotte wordt het tin verwijderd. Het schakelpatroon blijft op het bord omdat het wordt beschermd door tin. Klem de printplaat vast met klemmen en galvaniseer het koper. Zoals eerder vermeld, moet de op de wanden van de gaten aangebrachte koperfilm een ​​dikte van 25 micron hebben, om ervoor te zorgen dat de gaten voldoende geleidbaarheid hebben. De computer bestuurt dus automatisch het hele systeem om de nauwkeurigheid ervan te garanderen.

9. Etsen van de buitenste PCB

Vervolgens voltooit een volledig geautomatiseerde assemblagelijn het etsproces. Maak eerst de uitgeharde lichtgevoelige film op de printplaat schoon. Gebruik vervolgens een sterke alkali om de onnodige koperfolie die eronder zit schoon te maken. Gebruik vervolgens de tinstripoplossing om de vertinning op de koperfolie van de printplaat te strippen. Na het reinigen is de 4-laags PCB-indeling voltooid. Het productieproces van PCB's is ingewikkelder en omvat een breed scala aan processen. Van eenvoudige mechanische verwerking tot complexe mechanische verwerking, veel voorkomende chemische reacties, fotochemische, elektrochemische, thermochemische en andere processen, computerondersteund ontwerp CAM. En nog veel meer aspecten van kennis.

Bovendien zijn er veel procesproblemen in het productieproces en zullen er van tijd tot tijd nieuwe problemen optreden. Sommige problemen verdwijnen zonder dat de oorzaak wordt achterhaald. Het productieproces is een niet-continue lopende bandvorm. Elk probleem in welke schakel dan ook zal er dus voor zorgen dat de hele productielijn stopt, met de gevolgen van massale sloop tot gevolg.