PCB 기술 - PCB 제조 프로세스 단계

PCB 설계에 앞서 전자회로 설계사는 PCB 제조 작업장에 가서 PCB 제조의 능력과 한계를 충분히 이해해야 한다.시설이 점은 많은 PCB 설계자들이 PCB 제조 시설의 한계를 인식하지 못하기 때문에 매우 중요합니다.설계 파일을 PCB 제조 작업장/시설로 보내면 반환되어 PCB 제조 프로세스의 능력/제한을 충족하기 위한 변경을 요구합니다.그러나 회로 설계자가 내부 PCB 제조 공장이 없는 회사에서 작업하고 외국 PCB 제조 공장에 아웃소싱하는 경우 설계자는 온라인으로 제조업체에 연락하여 최대 / 최소 구리 두께, 최대 층수,와 같은 제한 또는 사양을 물어봐야 합니다.PCB 패널의 최소 구멍 지름 및 최대 크기입니다.

이 문서에서는 PCB의 제조 프로세스를 중점적으로 다루기 때문에 회로 설계자가 설계 오류를 방지하기 위해 PCB의 제조 프로세스를 점진적으로 포괄적으로 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

1단계: PCB 설계 및 GERBER 파일

회로 설계자는 CAD 소프트웨어에서 PCB 설계를 배치하는 데 사용되는 원리도를 그립니다.설계자는 호환성 문제를 방지하기 위해 PCB 설계를 배치하는 데 사용되는 소프트웨어를 PCB 제조업체와 조정해야 합니다.가장 널리 사용되는 CAD PCB 설계 소프트웨어는 Altium Designer, Eagle, ORCAD 및 Mentor PADS입니다.

PCB 설계가 제조용으로 승인되면 설계자는 PCB 제조업체가 승인한 설계를 기반으로 파일을 생성합니다.파일을 GERBER 파일이라고 합니다.Gerber 파일은 대부분의 PCB 제조업체가 PCB 레이아웃 어셈블리를 표시하는 데 사용하는 표준 파일입니다(예: 구리 흔적 선 레이어 및 용접 방지 레이어).Gerber 파일은 2D 벡터 이미지 파일입니다.확장 Gerber는 완벽한 출력을 제공합니다.

이 소프트웨어에는 트랙 폭, 보드 가장자리 간격, 이력 및 구멍 간격 및 구멍 크기와 같은 주요 요소를 포함하는 사용자 / 디자이너 정의 알고리즘이 있습니다.이 알고리즘은 설계자가 실행하여 설계의 오류를 확인합니다.설계를 검증한 후 DFM에서 검사하는 PCB 제조 공장으로 보냅니다.DFM(제조 설계) 체크는 PCB 설계의 최소 공차를 보장하는 데 사용됩니다.

2단계: GERBER 사진 촬영

PCB 사진 인쇄를 위한 전용 프린터를 플로터라고 합니다.이 제도기들은 필름에 회로 기판을 인쇄할 것이다.이러한 필름은 PCB의 이미징에 사용됩니다.이 플로터의 인쇄 기술은 매우 정확하며 매우 상세한 PCB 설계를 제공합니다.

플로터에서 꺼낸 플라스틱 조각은 검은색 잉크로 인쇄된 PCB입니다.내부의 경우 검은색 잉크는 전도성 구리 궤도를 나타내고 빈 부분은 전도성 없는 부분이다.다른 한편으로 외층의 경우 검은색잉크가 식각되고 공백구역은 구리에 사용된다.이런 박막은 불필요한 접촉이나 지문이 남지 않도록 잘 보관해야 한다.

층층마다 모두 자신의 박막이 있다.용접재 마스크에는 별도의 박막이 있다.이러한 모든 필름은 PCB 정렬을 그리기 위해 함께 정렬되어야 합니다.이런 PCB 조준은 작업대의 필름 위치를 조정해 이뤄지며 작업대를 작게 교정한 뒤 최적의 조준을 할 수 있다.이 박막들은 정확하게 서로 기울기 위해서 반드시 정확한 구멍을 가지고 있어야 한다.자리맞춤핀이 자리맞춤 구멍에 로드됩니다.

3단계: 내부 인쇄: 포토레지스트와 구리

이 촬영 필름들은 현재 동박에 인쇄되었다.PCB의 기본 구조는 층압 재료로 만들어진다.핵심 소재는 에폭시 수지와 유리 섬유로 기재라고 한다.레이어 프레스는 PCB를 구성하는 구리를 수신합니다.기판은 PCB에 강력한 플랫폼을 제공합니다.양면을 모두 구리로 덮다.이 과정은 박막의 설계를 밝히기 위해 구리를 제거하는 것을 포함한다.

환경에 대한 정화는 동층 압판에서 폴리염화페닐을 청결하는 데 매우 중요하다.PCB에 먼지 입자가 없는지 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 합선이나 회로가 열릴 수 있습니다

이제 광 부식 방지제 필름을 가합니다.포토레지스트는 빛에 민감한 화학물질로 만들어져 자외선이 비출 때 딱딱해진다.사진 필름과 평판 인쇄 필름이 완전히 일치해야 합니다.

이 사진 필름과 광각 필름은 고정핀을 통해 층압판 위에 고정되어 있다.지금은 자외선 복사를 사용한다.사진 필름의 검은색 잉크는 자외선을 차단해 아래쪽의 구리를 방지하고 검은색 잉크 자국의 포토레지스트를 경화시키지 않는다.투명 영역은 UV 광선을 통해 제거될 여분의 광 부식 방지제를 경화시킵니다.

그런 다음 알칼리성 용액으로 판을 세척하여 여분의 광 부식 방지제를 제거합니다.회로 기판이 이제 바싹 말라버릴 것이다.

PCB는 이제 회로 궤도를 만드는 데 사용되는 동선을 부식 방지제로 덮을 수 있습니다.보드가 두 레이어이면 구멍을 드릴하는 데 사용되고 그렇지 않으면 더 많은 단계가 수행됩니다.

단계 4: 불필요한 구리 제거

알칼리성 용액에서 여분의 광택 부식 방지제를 제거하는 것처럼 강력한 구리 용액을 사용하여 여분의 구리를 제거합니다.경화 포토레지스트 아래의 구리는 제거되지 않습니다.

이제 경화 광 부식 방지제는 필요한 구리를 보호하기 위해 제거됩니다.이는 PCB를 다른 용매로 씻어내는 방식으로 이뤄진다.

5단계: 레이어 정렬 및 옵티컬 체크

모든 레이어의 준비가 완료되면 서로 정렬됩니다.이 작업은 이전 단계에서 설명한 대로 구멍을 스탬핑하여 수행할 수 있습니다.기술자는 모든 층을 기계에 놓는 것을'광학 펀치'라고 부른다.이 기계는 정확하게 구멍을 뚫을 수 있다.

배치된 레이어 수와 발생한 오류는 되돌릴 수 없습니다.

자동 광학 검사기는 레이저를 사용하여 결함을 감지하고 디지털 이미지를 Gerber 파일과 비교합니다.

단계 6: 도면층 추가 및 바인딩

이 단계에서는 외부 레이어를 포함한 모든 레이어가 서로 접착됩니다.모든 레이어가 베이스보드에 스택됩니다.

외층은 유리섬유의"예침"으로 만들어졌으며 에폭시수지는 예침재라고 한다.기판의 상단과 하단은 얇은 동층을 덮고 동적선을 식각한다.

금속 클립이 있는 중형 강철 작업대는 접착/압제층에 사용된다.이러한 레이어는 교정 중에 이동하지 않도록 작업대에 단단히 고정되어 있습니다.

사전 스프레이 레이어를 교정대에 설치한 다음 베이스 레이어를 그 위에 설치한 다음 동판을 배치합니다.비슷한 방식으로 더 많은 예비 침출물을 배치하고 마지막에 알루미늄 포일을 쌓습니다.

컴퓨터는 자동으로 인쇄기의 처리를 완료하여 제어 가능한 속도로 스택과 냉각을 가열할 것이다.

이제 기술자는 포장 핀과 압판을 뜯어 포장 봉투를 열 것입니다.

7단계: 구멍 드릴하기

이제 스택된 PCB에 구멍을 뚫을 때입니다.이 정밀 드릴은 지름이 100마이크로미터인 구멍을 매우 높은 정밀도로 실현할 수 있다.이 드릴은 스핀들 회전 속도가 약 300K 회전/분인 공기압 드릴입니다.그러나 이러한 속도로도 구멍을 완벽하게 드릴하려면 각 구멍에 시간이 걸리기 때문에 드릴링 프로세스에 시간이 걸립니다.X선 인식기에 따라 드릴의 위치를 정확하게 식별합니다.

드릴링 파일도 PCB 제조업체에 제공되는 초기 단계에서 PCB 디자이너에 의해 생성됩니다.드릴 파일은 드릴의 미세한 이동을 결정하고 드릴의 위치를 결정합니다.이제 구멍이 구멍과 도금된 구멍으로 바뀝니다.

단계 8: 도금 및 구리 퇴적

세밀한 청소를 거친 후, PCB 패널은 현재 화학적으로 퇴적되었다.이 기간 동안 패널의 표면에 구리 1 마이크로미터 두께의 얇은 층이 쌓입니다.구리 유입 드릴 구멍.구멍 벽에 구리를 완전히 도금하다.침전 및 제거의 전체 과정은 컴퓨터에 의해 제어됩니다.

9단계: 외부 이미징

안쪽과 마찬가지로 바깥쪽에 포토레지스트를 발라 하나로 연결된 예침판과 검은색 잉크막을 노란색 방에서 자외선으로 모래 분사 처리한다.광 부식 방지제 경화.이제 검정색 잉크의 불투명성으로 보호되는 경화 내식제를 제거하기 위해 패널을 기계적으로 가공합니다.

단계 10: 외부 도금:

얇은 동층이 있는 도금판.판에 남아 있는 모든 구리를 제거할 수 있도록 처음에 구리를 도금한 후 패널에 주석을 도금합니다.주석은 판넬의 필요한 부분이 식각 단계에서 구리로 둘러싸인 것을 방지할 수 있다.식각은 판넬에 남아 있는 구리를 없앴다.

11단계: 식각

불필요한 구리와 잔류 부식 방지제 층 아래의 구리는 제거됩니다.화학품은 남아도는 구리를 청소하는 데 쓰인다.다른 한편으로 주석은 필요한 구리를 덮었다.이제 정확한 연결과 궤적을 찾았습니다.

12단계: 용접 마스크 적용

세정 패널, 에폭시 수지 용접제가 패널을 덮습니다.UV 복사는 용접 마스크 사진 필름을 통과하는 보드에 가해집니다.무시된 부품이 경화되지 않고 제거됩니다.이제 회로기판을 오븐에 넣고 용접판을 수리하세요.

단계 13: 표면 처리

HASL(열 공기 용접재 플랫)은 PCB에 추가 용접 기능을 제공합니다.RayPCB(https://raypcb.com/pcb-fabrication/) 침금과 침은 HASL을 제공합니다.HASL은 균일한 버퍼링을 제공합니다.그러면 서피스 마무리가 발생합니다.

단계 14: 실크스크린 인쇄

PCB 레이아웃 설계가 마지막 단계에 있을 때 표면에 잉크젯 인쇄/쓰기를 할 수 있습니다.이것은 PCB와 관련된 중요한 정보를 나타내는 데 사용됩니다.