전자 설계 - 어떻게 PCB 도금 모방 설계를 실현합니까?

PCB 보드는 거의 모든 전자 제품의 핵심이며 기능을 구현하는 구성 요소와 구리 케이블을 탑재합니다.제조 과정에는 일반적으로 도금이 포함되며 설계에 따라 다릅니다.따라서 엔지니어가 지속적으로 새로운 모델을 생성하도록 시뮬레이션하고 최적화해야 합니다.PCB 보드를 설계하고 제조하는 설계, 엔지니어링 및 기술자에게 대부분의 작업을 위탁하여 스스로 도금 시뮬레이션을 할 수 있다면 어떤 일이 일어날까요?여기에 와서 그것을 어떻게 실현하는지 봅시다.

1.맞춤형 도금 시뮬레이션 소프트웨어 응용

COMSOL Multiphysics 버전 5.0의 App Developer 및 도금 모듈을 사용하여 도금 응용 프로그램을 사용자 정의할 수 있습니다.이를 통해 PCB 보드 설계자는 시뮬레이션을 사용하여 설계 및 제조 프로세스의 많은 요소를 분석할 수 있습니다.그들은 도금을 이해하지 못한 상태에서 설계가 동선 규격에 부합하는지 판단하고, 이러한 설비의 성능을 평가하며, 도금 공정의 제조 원가를 추정할 수 있다.

2. 구리도금 도형의 디자인 도전

일반적인 PCB 보드는 한 레이어 또는 여러 레이어 동선 연결 보드의 소스 및 소스 없는 컴포넌트를 사용합니다.다른 한편으로 더욱 선진적인 PCB판은 전기도금도금도금을 사용하여 회로를 생성한다.실제로 도금을 시작하기 전에 PCB에 도안화 절연막을 만들어야 한다.이 절차는 다음 단계를 통해 수행됩니다.

PCB 보드에 도안화 절연막을 준비합니다.

첫 번째 단계는 PCB에 얇은 전도성 구리 씨앗 결정층을 도금하는 것입니다.다음으로 PCB 판의 표면은 포토레지스트 (포토레지스트 폴리머 필름) 를 코팅해야합니다.이런 공예는 통상적으로 광각이라고 불린다.이 공정에서는 도안화 마스크를 덮은 광학적 부식 방지제를 자외선에 놓고 노출 영역을 녹인다.그 결과 도안화 절연막이 있는 PCB 보드가 있었고, 패턴 하단의 시드 층이 노출되었다.

PCB 도금 과정에서 PCB 판과 구리 양극 (예: 실심 구리 벨트) 이 도금 슬롯에 스며들며, 도금 슬롯에는 황산과 황산 구리의 전해질이 함유되어 있다.종자층의 양극과 음극 사이에 전압을 가하면 전기화학 환원 반응을 일으키고 구리 이온은 종자층에 도금(퇴적)된 구리 금속으로 환원된다.시간이 지남에 따라 코팅층의 두께는 전기화학반응의 속도와 정비례하며 속도는 종자층의 부동한 위치의 전류밀도에 의해 결정된다.따라서 도안화된 광학적 부식 방지제 챔버는 솔리드 구리로 채워집니다.평균 전류 밀도를 제어하여 도금 속도를 유지할 수 있습니다 (예: 도금할 도면화 영역의 총 전류).

마지막으로 남은 광학적 부식 방지제를 제거하고 각박한 씨앗층을 부식시켜 서로 다른 구리 도금 도선을 분리한다.

3. 도금 속도 균일성:

이 공정의 알려진 문제 중 하나는 전체 PCB 보드의 도금 속도가 항상 균일하지 않다는 것입니다.전해질 속의 전장은 큰 절연 구역으로 둘러싸인 전도성 패턴과 PCB 보드 가장자리 부근의 패턴에 집중되어 있다.전장의 불균형성은 이런 구역의 음극 표면에서 더욱 높은 국부 전류 밀도를 생성하는데 이런 효과를 흔히 전류 집합이라고 부른다.시간이 지남에 따라 도금층의 두께는 전류밀도와 정비례하는데 이는 PCB에서 동선의 두께에 원치 않는 변화를 초래하게 된다.이는 PCB의 다른 위치에서 동선 사이의 저항이 변경된다는 것을 의미합니다.PCB 보드가 전자 장치에 사용될 때 이러한 두께 변화는 성능 문제일 수 있으며 심지어 최악의 경우에도 장치 고장의 근본 원인일 수 있습니다.

넷째, PCB 설계 단계의 시뮬레이션 및 최적화

전자설비의 운행과정에서의 성능저하나 설비고장을 피하기 위하여 동선회로는 반드시 일련의 두께균일성규범을 만족시켜야 한다.일반적으로 인쇄 회로 기판의 설계자는 최대 및 최소 선가중치, 간격 및 패턴 밀도와 같은 간단한 설계 규칙에 의존합니다.그러나 도금 시뮬레이션을 통해 구리 두께의 예상 변화를 더 정확하게 계산할 수 있습니다.이러한 정보를 통해 프로토타입의 결과를 기다리지 않고 초기 단계에서 설계를 수정할 수 있습니다.

PCB 플레이트 가장자리 부근의 집적 효과를 피하기 위해 양극과 도금 슬롯 사이에 개구가 있는 구멍, 즉 절연 차폐층을 배치할 수 있다.오른쪽 그림은 아날로그 최적화 후 최소 두께 변화를 실현할 수 있는 개공 크기와 도금욕에서의 위치를 보여준다.

다섯째, PCB 보드 제조 비용에 대한 고려

PCB 보드 제조업체가 경쟁력을 갖추려면 제조 비용을 고려해야 합니다.앞에서 말한 바와 같이 최종 제품은 항상 구리 두께의 균일성 규범을 만족시켜야 한다.두께의 균일성은 기본적으로 도금 과정 중의 총 도금 속도에 달려 있다;총 속도가 높을수록 두께 변화가 커집니다.또한 총 가공 시간이 생산 라인의 생산량을 결정하기 때문에 제조 비용도 결정됩니다.

여섯째, PCB 제조 및 도금 비용 최소화

제조 비용을 최소화하기 위해 두께 사양에 맞는 가능한 최대 속도로 가공됩니다.시뮬레이션을 통해 도금 속도의 영향을 연구함으로써 주어진 두께의 균일성 규범에 사용해야 할 도금 속도를 계산할 수 있다.이를 통해 설계 단계에서 제조 비용을 추정할 수 있습니다.

설계를 개선하거나 공극을 사용하여 균일성을 높임으로써 지원할 수 있는 최고 도금 속도와 PCB 보드를 생산할 때 절감할 수 있는 비용을 시뮬레이션할 수 있습니다.

7. 도금 응용 프로그램을 통해 시뮬레이션 실행

전기 화학적 배경을 가지고 시뮬레이션 모델과 소프트웨어를 이해하는 사람들은 도금 시뮬레이션 모델을 만들었습니다.PCB 보드 설계자는 일반적으로 전기 설계에 능숙하지만 제조 중인 전기 화학 과정에 대해 거의 모르거나 알지 못합니다.