Rancangan Elektronik - Macam mana nak sedar rancangan simulasi elektroplating PCB?

Papan PCB adalah jantung hampir semua produk elektronik, dan ia membawa komponen dan wayar tembaga yang menyadari fungsinya. Proses penghasilan biasanya termasuk elektroplating, dan elektroplating rancangan berbeza akan berbeza. Ini memerlukan jurutera simulasi dan optimasi untuk terus mencipta model baru. Jika anda boleh mewakili sebahagian besar pekerjaan kepada reka-reka, jurutera dan staf teknikal yang merancang dan menghasilkan papan PCB, biarkan mereka melakukan simulasi elektroplating sendiri, maka apa yang akan berlaku? Datang ke sini untuk melihat bagaimana untuk mencapainya.

1. Aplikasi perisian simulasi elektroplating tersendiri

Anda boleh guna Pembangun Aplikasi dan modul elektroplating dalam versi 5.0 COMSOL Multiphysics untuk suaikan Aplikasi elektroplating. Dengannya, penjana papan PCB boleh menggunakan simulasi untuk menganalisis banyak faktor dalam proses desain dan penghasilan. Mereka boleh menilai sama ada rancangan boleh memenuhi spesifikasi wayar tembaga, menilai prestasi peranti seperti itu, dan menilai biaya penghasilan proses elektroplating tanpa mempunyai pengetahuan elektroplating.

2. Cipta cabaran dalam grafik tembaga elektroplak

Papan PCB umum menggunakan satu atau lebih lapisan wayar tembaga untuk menyambungkan komponen aktif dan pasif pada papan. Di sisi lain, papan PCB yang lebih maju menggunakan corak tembaga elektroplad untuk menghasilkan sirkuit. Sebelum sebenarnya memulakan elektroplating, lapisan filem pengisihan berpotensi patut disediakan pada PCB. Proses ini dicapai melalui langkah berikut.

Siapkan lapisan filem pengisihan berpotensi pada papan PCB:

Langkah pertama adalah untuk meletakkan lapisan benih tembaga konduktif tipis pada PCB. Seterusnya, permukaan papan PCB perlu ditutup dengan lapisan fotoresis (filem polimer fotosensitif). Proses ini biasanya dipanggil fotografi. Dalam proses ini, photoresist yang menutupi topeng corak ditempatkan di bawah cahaya ultraviolet, dan kawasan yang terbuka telah meletup. Hasilnya adalah papan PCB dengan filem pengisihan pola dan lapisan benih di bawah corak telah dikekspos.

Dalam proses elektroplating PCB, papan PCB dan anod tembaga (seperti tali tembaga kuat) ditenggelamkan dalam tangki elektroplating, yang mengandungi elektrolit asid sulfur dan sulfat tembaga. Tekanan diterapkan diantara anod dan katod lapisan benih, yang menyebabkan reaksi pengurangan elektrokimia, dan ion tembaga dikurangkan kepada logam tembaga yang dipadam (dipadam) pada lapisan benih. Bila masa berlalu, tebal penutup adalah secara langsung proporsional dengan kadar reaksi elektrokimia, dan kadar ditentukan oleh densiti semasa pada kedudukan berbeza lapisan benih. Oleh itu, gudang fotoresis berpotensi dipenuhi tembaga yang kuat. Densitas semasa rata-rata boleh dikawal untuk kekal kelajuan penapisan (contohnya, semasa total dalam kawasan corak yang akan ditapis).

Akhirnya, photoresist yang tersisa dibuang, dan lapisan benih tipis dicetak untuk memisahkan wayar berwarna tembaga yang berbeza.

3. Kesesuaian kelajuan elektroplating:

Masalah yang diketahui dalam proses ini ialah kelajuan peletakan di seluruh papan PCB tidak sentiasa seragam. Medan elektrik dalam elektrolit berkonsentrasi pada corak konduktif dikelilingi oleh kawasan isolasi besar dan corak dekat pinggir papan PCB. Tidak-uniformiti medan elektrik menghasilkan densiti semasa setempat yang lebih tinggi pada permukaan katod di kawasan-kawasan ini, dan kesan ini biasanya disebut sebagai kumpulan semasa. Dengan masa, tebal lapisan penapis secara langsung proporsional dengan tebal semasa, yang akan menyebabkan perubahan tidak diinginkan dalam tebal wayar tembaga dalam PCB. Ini bermakna perlawanan antara wayar tembaga di kedudukan yang berbeza pada PCB akan berbeza. Apabila papan PCB digunakan dalam peranti elektronik, variasi tebal ini mungkin merupakan masalah prestasi, dan walaupun dalam kes terburuk, penyebab root kegagalan peranti.

Keempat, simulasi dan optimasi tahap desain PCB

Untuk mengelakkan kerosakan prestasi atau kegagalan peranti semasa operasi peranti elektronik, sirkuit wayar tembaga mesti memenuhi set spesifikasi keseluruhan tebal. Biasanya, raksasa papan sirkuit cetak bergantung pada peraturan reka sederhana, seperti lebar baris maksimum dan minimum, ruang, dan ketepatan corak. Namun, melalui simulasi elektroplating, perubahan dijangka dalam tebal lapisan tembaga boleh dihitung dengan lebih tepat. Dengan maklumat ini, rancangan boleh diubahsuai pada tahap awal tanpa menunggu keputusan prototip.

Untuk mengelakkan kesan berkumpul dekat pinggir papan PCB, lubang dengan pembukaan boleh ditempatkan antara anod dan tangki elektroplating, iaitu, lapisan pelindung yang mengisolasi. Figur di sebelah kanan menunjukkan saiz pembukaan pori yang boleh mencapai perubahan tebal paling kecil selepas optimasi dengan simulasi, dan kedudukannya di dalam bilik mandi elektroplating.

Kelima, pertimbangan tentang biaya penghasilan papan PCB

Jika penghasil papan PCB mahu bersaing, mereka mesti pertimbangkan biaya penghasilan. Seperti yang disebutkan tadi, produk akhir sentiasa perlu memenuhi spesifikasi keseluruhan tebal. Kesegaran tebal pada dasarnya bergantung pada kelajuan penutup semasa proses elektroplating; semakin tinggi kelajuan keseluruhan, semakin besar variasi tebal. Selain itu, jumlah masa pemprosesan menentukan volum produksi garis produksi, dan oleh itu juga menentukan biaya pembuatan.

Keenam, biaya penghasilan PCB dan elektroplating dikurangkan

Untuk mengurangi biaya penghasilan, pemprosesan akan dilakukan dengan kelajuan maksimum yang boleh memenuhi spesifikasi tebal. Dengan menggunakan simulasi untuk mempelajari kesan kelajuan penapisan, kelajuan penapisan yang sepatutnya digunakan untuk spesifikasi keseluruhan tebal tertentu boleh dihitung. Ini membolehkan kita menghargai biaya pembuatan pada tahap desain.

Dengan meningkatkan rancangan, atau menggunakan pori untuk meningkatkan keseluruhan, kelajuan elektroplating tertinggi yang boleh disokong boleh disimulasi, serta simpanan kos yang boleh disimpan dalam produksi papan PCB.

Tujuh, jalankan simulasi melalui aplikasi elektroplating

Mereka yang mempunyai latar belakang elektrokimia dan memahami model simulasi dan perisian mencipta model simulasi elektroplating. Penjana papan PCB biasanya baik dalam rancangan elektrik, tetapi mempunyai sedikit atau tiada pengetahuan tentang proses elektrokimia dalam penghasilan.