Що вам потрібно знати про процес виробництва друкованих плат

PCB в основному містить такі частини:

• Подушка: металевий отвір, який використовується для пайки штирів компонентів.
• Via: металевий отвір, який використовується для з’єднання контактів компонентів між шарами.
• Монтажний отвір: використовується для кріплення друкованої плати.
• Провід: мідна плівка електричної мережі, яка використовується для з’єднання контактів компонентів.
• Роз’єми: компоненти, які використовуються для з’єднання між платами.
• Наповнення: мідне покриття для мережі заземлення, яке може ефективно зменшити опір.
• Електрична межа: використовується для визначення розміру друкованої плати, усі компоненти на друкованій платі не можуть перевищувати межу.

Існує три типи структури друкованої плати:

• Одношарова друкована плата:

• Є дроти з мідної фольги лише з одного боку друкованої плати, а з іншого боку немає проводів з мідної фольги. Схема ранніх електронних виробів була простою. Потрібна лише одна сторона для підключення та провідності, і можна розмістити шлях з іншого боку без мідної фольги.

• Двошарова друкована плата:

• З обох боків друкованої плати є дроти з мідної фольги. А доріжки передньої та задньої частини можуть з’єднуватися один з одним через переходи. Оскільки обидві сторони можуть бути підключені, корисна площа вдвічі більша, ніж одна панель, що більше підходить для продуктів зі складними схемами. У конструкції деталі розміщені на лицьовій стороні, а тильна сторона є поверхнею зварювання лапок деталі.

• Багатошарова друкована плата:

• Зазвичай за допомогою кількох витравлених двосторонніх плат для виготовлення багатошарової друкованої плати. Укладання ізоляційного шару (препрегу) між плитами та укладання мідної фольги з обох боків зовнішнього шару, а потім притискання їх разом. Оскільки для пресування використовується кілька двосторонніх панелей, кількість шарів зазвичай є парною. Шар мідної фольги, запресований всередину, може бути провідним шаром, сигнальним шаром, шаром живлення або шаром землі. Теоретично багатошарова плата може досягати більше 50 шарів, але практична область застосування наразі становить близько 30 шарів.

PCB дуже універсальні. Більшість електронних виробів мають друковані плати, від комп’ютерних компонентів (клавіатури, миші, материнські плати, оптичні приводи, жорсткі диски, графічні карти） до рідкокристалічних екранів, телевізорів, мобільних телефонів і телефонів, електронних годинників, цифрових камер, супутникової навігації, КПК. …) є майже частиною життя.

Принцип роботи друкованої плати:

Найпростіший тип друкованої плати — це плоский жорсткий ізоляційний матеріал із тонкими провідними структурами, прикріпленими до однієї сторони. Ці провідні структури утворюють геометричні візерунки, що складаються з прямокутників, кіл і квадратів. Використовуйте довгі та тонкі прямокутники як з’єднання (це еквівалент дротів), а також використовуйте різні фігури як точки з’єднання для компонентів.

Майбутній розвиток PCB:

Зі швидким розвитком комп’ютерів, комунікаційного обладнання, споживчої електроніки та автомобільної промисловості. Індустрія друкованих плат також досягла швидкого розвитку. З розвитком друкованої продукції вимоги до нових матеріалів, нових технологій і нового обладнання стають все вищими і вищими. У майбутньому промисловість друкованих електротехнічних матеріалів повинна приділяти більше уваги покращенню продуктивності та якості, одночасно збільшуючи обсяг виробництва; промисловість спеціального обладнання для друкованих плат більше не є низькорівневою імітацією, а розвитком автоматизації виробництва, точності, багатофункціональності та сучасного обладнання. Виробництво друкованих плат об’єднує світові високотехнологічні технології. Технологія виробництва друкованих схем використовуватиме нові технології, такі як рідке світлочутливе зображення, пряме гальванічне покриття, імпульсне гальванічне покриття та багатошарові плати.

Процес виготовлення друкованої плати

Ближче до дому, а тепер давайте подивимося на процес виробництва друкованих плат.

Виробництво друкованих плат дуже складне. Візьмемо для прикладу чотиришарову друковану плату. Виробничий процес в основному включає макет друкованої плати, виробництво основної плати, передачу внутрішнього макета друкованої плати, штампування та перевірку основної плати, ламінування. Свердління та стінка отвору Хімічне осадження міді, перенесення зовнішнього макета друкованої плати, травлення зовнішньої друкованої плати та інші етапи.

1. Макет друкованої плати

Першим кроком у виробництві друкованих плат є організація та перевірка макета друкованої плати. Фабрика з виробництва друкованих плат отримує файли CAD від компанії, що займається дизайном друкованих плат. Оскільки кожна програма САПР має власний унікальний формат файлу. Завод PCB перетворить його в уніфікований формат - Extended Gerber RS-274X або Gerber X2. Потім фабричний інженер перевірить, чи відповідає схема друкованої плати виробничому процесу. І чи є якісь дефекти та інші питання.

2. Виготовлення стрижневої плити

Очистіть мідний ламінат. Якщо є пил, це може призвести до короткого замикання або розриву кінцевого ланцюга. 8-шарова друкована плата фактично складається з 3 покритих міддю ламінатів (основних плат) плюс 2 мідних плівок, які потім склеюються препрегами. Виробнича послідовність полягає в тому, щоб почати з середньої основної плати (4 і 5 шарів схем), постійно складати разом, а потім закріпити. Виробництво 4-шарової друкованої плати аналогічне, за винятком того, що використовується лише одна основна плата та дві мідні плівки.

3. Передача внутрішнього макета друкованої плати

Спочатку зробіть двошарову схему плати середнього сердечника. Після очищення ламінату, покритого міддю, на поверхні покриється світлочутлива плівка. Ця плівка твердне під впливом світла. Створіть захисну плівку на мідній фользі ламінату з мідним покриттям. Двошарова плівка для макета друкованої плати та двошаровий мідний ламінат потім вставляють у верхню плівку для макета друкованої плати, щоб забезпечити положення верхньої та нижньої плівок для макета друкованої плати.

Світлочутлива машина опромінює світлочутливу плівку на мідній фользі УФ-лампою. Світлочутлива плівка затвердіє під світлопроникною плівкою, а під непрозорою плівкою все ще немає затверділої світлочутливої ​​плівки. Мідна фольга, покрита затверділою фоточутливою плівкою, є необхідною схемою компонування друкованої плати, яка еквівалентна функції чорнила лазерного принтера ручної друкованої плати. Потім за допомогою лугу очистіть незатверділу фоточутливу плівку. І необхідна схема з мідної фольги буде покрита затверділою фоточутливою плівкою. Потім використовуйте сильний луг, наприклад NaOH, щоб видалити непотрібну мідну фольгу.

4. Штампування та перевірка основної дошки

Успішно виготовлено основну плату. Потім проробіть отвори для вирівнювання на основній дошці, щоб полегшити вирівнювання з іншими матеріалами. Після стискання основної плати разом з іншими шарами друкованої плати її неможливо змінити, тому перевірка дуже важлива. Машина автоматично порівнює з кресленням компонування друкованої плати, щоб перевірити наявність помилок.

5. Ламінування

Тут потрібна нова сировина, яка називається препрегом. Це клей між основною платою та основною платою (шари PCB>4). А також основну плиту та зовнішню мідну фольгу, яка також відіграє роль ізоляції. Заздалегідь закріпити нижню мідну фольгу і два шари препрега. Через отвір для вирівнювання та нижню залізну пластину, а потім помістіть готову основну дошку в отвір для вирівнювання. І, нарешті, два шари препрега, шар мідної фольги та шар алюмінієвої пластини, що несуть тиск, покривають основну пластину.

Помістіть плату друкованої плати, затиснуту залізною пластиною, на опору. А потім відправляють у вакуумний термопрес для ламінування. Висока температура у вакуумному гарячому пресі може розплавити епоксидну смолу в препрезі та скріпити основні плити та мідну фольгу під тиском. Після завершення ламінування зніміть верхню залізну пластину, яка притискає друковану плату. Потім зніміть несучу алюмінієву пластину. Алюмінієва пластина також відповідає за ізоляцію різних друкованих плат і забезпечення гладкості зовнішньої мідної фольги друкованої плати. Обидві сторони друкованої плати, витягнуті в цей час, шар гладкої мідної фольги покриє друковану плату.

6. Буріння

Щоб з’єднати 4 шари безконтактної мідної фольги в друкованій платі, спочатку просвердліть наскрізні отвори, щоб відкрити друковану плату, а потім металізуйте стінки отвору для проведення електрики. Використовуйте рентгенівський свердлильний апарат, щоб знайти внутрішню основну плату. Машина автоматично знайде отвір на основній платі. Потім пробийте позиціонуючий отвір на друкованій платі, щоб переконатися, що наступний отвір просвердлено з центру отвору. Покладіть шар алюмінієвої пластини на штампувальну машину, а потім покладіть на неї друковану плату.

Щоб підвищити ефективність, залежно від кількості шарів друкованої плати, укладіть 1-3 ідентичні друковані плати разом для перфорації. Нарешті, покрийте саму верхню друковану плату шаром алюмінієвої пластини. Використовуйте верхній і нижній шари алюмінієвої пластини, щоб запобігти розриву мідної фольги на друкованій платі під час свердління свердлом. У попередньому процесі ламінування розплавлена ​​епоксидна смола була вичавлена ​​з друкованої плати, тому її потрібно відрізати. Профільний фрезерний верстат обрізає його периферію відповідно до правильних координат XY друкованої плати.

7. Хімічний опад міді на стінці отвору

Оскільки майже всі конструкції друкованих плат використовують перфорацію для з’єднання різних шарів ліній. Для якісного з’єднання потрібна 25-мікронна мідна плівка на стінці отвору. Товщина мідної плівки повинна бути завершена шляхом гальванічного покриття. Але стінка отвору складається з непровідної епоксидної смоли та скловолокна. Отже, перший крок - нанести шар провідного матеріалу на стінку отвору. Утворіть мідну плівку товщиною 1 мікрон на всій поверхні друкованої плати шляхом хімічного осадження, включаючи стінку отвору. Використовуйте машину для контролю всього процесу, наприклад хімічної обробки та очищення.

8. Передача зовнішнього макета друкованої плати

Далі макет друкованої плати зовнішнього шару буде перенесено на мідну фольгу. Процес подібний до попереднього принципу передачі макета друкованої плати внутрішньої основної плати. Перенесення макета друкованої плати на мідну фольгу за допомогою фотокопіювальної та фоточутливої ​​плівки. Єдина відмінність полягає в тому, що в якості плати будуть використовуватися позитивні плівки. Передача внутрішнього макета друкованої плати використовує субтрактивний метод і використовує негативну плівку як плату. Покрийте друковану плату затверділою фоточутливою плівкою як схему та очистіть незатверділу світлочутливу плівку. Після травлення відкритої мідної фольги затверділа фоточутлива плівка захищатиме схему макета друкованої плати. Передача зовнішнього макета друкованої плати приймає звичайний метод і використовує позитивну плівку як плату. Затверділа фоточутлива плівка покриває область, що не містить ланцюга, на друкована плата.

Після очищення незатверділої фоточутливої ​​плівки виконується гальванічне нанесення. Не робіть гальванічне покриття там, де є плівка. А там, де немає плівки, спочатку міднення, а потім лудіння. Після зняття плівки проводять лужне травлення і, нарешті, видаляють олово. Схема схеми залишається на платі, оскільки вона захищена оловом. Затисніть друковану плату затискачами та закрийте мідь гальванічним покриттям. Як згадувалося раніше, щоб забезпечити достатню провідність отворів, мідна плівка, нанесена на стінки отвору, повинна мати товщину 25 мікрон. Тому комп’ютер автоматично керуватиме всією системою, щоб забезпечити її точність.

9. Зовнішнє травлення друкованої плати

Далі повністю автоматизована складальна лінія завершує процес травлення. Спочатку очистіть затверділу фоточутливу плівку на друкованій платі. Потім за допомогою сильного лугу очистіть непотрібну мідну фольгу, покриту нею. Потім використовуйте розчин для видалення олова, щоб зняти луджене покриття з мідної фольги макета друкованої плати. Після очищення 4-шаровий макет друкованої плати завершено. Процес виробництва друкованої плати є більш складним і включає в себе широкий спектр процесів. Від простої механічної обробки до складної механічної обробки, загальні хімічні реакції, фотохімічні, електрохімічні, термохімічні та інші процеси, автоматизоване проектування CAM. І багато інших аспектів знання.

Крім того, у виробничому процесі є багато технологічних проблем, і час від часу виникають нові проблеми. Деякі проблеми зникають без з’ясування причини. Виробничий процес являє собою безперервну конвеєрну форму. Таким чином, будь-яка проблема в будь-якій ланці призведе до зупинки виробництва всієї лінії та наслідків масового утилізації.