Teknik PCB - Langkah proses penghasilan PCB

Sebelum merancang PCB, perancang litar elektronik mesti pergi ke workshop penghasilan PCB untuk memahami sepenuhnya kapasitas dan keterangan penghasilan PCB. fasilitas. Ini sangat penting kerana banyak desainer PCB tidak sedar terhadap keterangan fasilitas penghasilan PCB. Apabila mereka menghantar fail desain ke workshop/fasilitas penghasilan PCB, mereka akan kembali dan meminta perubahan untuk memenuhi kapasitas/keterangan proses penghasilan PCB. Bagaimanapun, jika perancang litar bekerja di syarikat yang tidak mempunyai workshop penghasilan PCB dalam rumah, dan syarikat mengeluarkan kerja ke kilang penghasilan PCB asing, maka perancang mesti menghubungi penghasil secara online dan bertanya-tanya mengenai keterangan atau spesifikasi, seperti tebal maksimum/min tembaga, maksimum Bilangan lapisan, - bukaan minimum dan saiz maksimum panel PCB.

Dalam artikel ini, kita akan fokus pada proses penghasilan PCB, jadi artikel ini akan membantu pereka sirkuit untuk secara perlahan-lahan dan secara meliputi memahami proses penghasilan PCB untuk menghindari ralat desain.

Langkah 1: Projek PCB dan fail GERBER

Pelancar litar melukis diagram skematik dalam perisian CAD untuk rancangan PCB bentangan. Penjana mesti berkoordinasi dengan pembuat PCB mengenai perisian yang digunakan untuk menetapkan rancangan PCB supaya tiada masalah kesesuaian. Perisian desain PCB CAD yang paling populer adalah Altium Designer, Eagle, ORCAD dan Mentor PADS.

Selepas rancangan PCB diterima untuk penghasilan, perancang akan menghasilkan fail dari rancangan yang diterima oleh penghasil PCB. Fail ini dipanggil "fail GERBER". Fail gerber adalah fail piawai yang digunakan oleh kebanyakan penghasil PCB untuk memaparkan komponen bentangan PCB, seperti lapisan jejak tembaga dan topeng solder. Fail gerber adalah fail imej vektor 2D. Gerber Lanjutan menyediakan output sempurna.

Perisian mempunyai algoritma yang ditakrif-pengguna/perancang dengan unsur kunci seperti lebar trek, jarak pinggir papan, jarak jejak dan lubang, dan saiz lubang. Algoritma dijalankan oleh desainer untuk memeriksa mana-mana ralat dalam desain. Selepas rancangan itu disahkan, ia dihantar ke kilang penghasilan PCB di mana ia diperiksa oleh DFM. Semak DFM (Design for Manufacturing) digunakan untuk memastikan toleransi minimum bagi desain PCB.

Langkah 2: GERBER ke foto

Pencetak khas yang digunakan untuk cetak foto PCB dipanggil "plotter". Pemplot ini akan mencetak papan sirkuit pada filem. Film ini digunakan untuk PCB imej. Pemplot sangat tepat dalam teknologi cetakan dan boleh menyediakan rancangan PCB terperinci.

Helaian plastik yang diambil dari plotter adalah PCB yang dicetak dengan tinta hitam. Dalam kes lapisan dalaman, tinta hitam mewakili trek tembaga konduktif, dan bahagian kosong adalah bahagian tidak konduktif. Di sisi lain, untuk lapisan luar, tinta hitam akan dicat dan kawasan kosong akan digunakan untuk tembaga. Film ini patut disimpan dengan betul untuk mengelakkan kenalan atau sidik jari yang tidak diperlukan.

Setiap lapisan mempunyai filem sendiri. Topeng askar ada filem yang terpisah. Semua filem ini mesti dijajar bersama-sama untuk melukis jajaran PCB. Jajaran PCB ini dicapai dengan menyesuaikan bangku kerja di mana helaian filem sesuai, dan selepas kalibrasi kecil bangku kerja, jajaran terbaik boleh dicapai. Film-film ini mesti mempunyai lubang penyesuaian untuk menjadi tepat bersandar satu sama lain. Pin posisi akan muat ke dalam lubang posisi.

Langkah 3: Cetakan lapisan dalaman: photoresist dan tembaga

Film fotografi ini sekarang dicetak pada foil tembaga. Struktur asas PCB dibuat dari laminat. Bahan utama ialah resin epoksi dan serat kaca yang dipanggil bahan asas. Laminat menerima tembaga yang membentuk PCB. Substrat menyediakan platform yang berkuasa untuk PCB. Kedua-dua sisi tertutup tembaga. Proses ini melibatkan pembuangan tembaga untuk mengungkapkan rancangan filem.

Penghapusan persekitaran sangat penting untuk membersihkan PCB dari laminat tembaga. Ia mesti pastikan tiada partikel debu pada PCB, jika tidak ia akan menyebabkan sirkuit pendek atau sirkuit terbuka

Film photoresist kini dilaksanakan. Photoresists dibuat dari bahan kimia fotosensitif yang keras apabila radiasi ultraviolet dilaksanakan. Ia mesti pastikan bahawa filem fotografi dan filem litografik mesti sepadan dengan tepat.

Film fotografi dan fotografi ini ditetapkan pada laminat dengan memperbaiki pin. Radiasi ultraviolet kini dilaksanakan. Tinta hitam pada filem fotografi akan menghalang sinar ultraviolet, dengan itu mencegah tembaga di bawahnya dan tidak akan memperkeraskan photoresist di bawah jejak tinta hitam. Kawasan lutsinar akan melewati cahaya UV untuk memperkeraskan photoresist yang akan dibuang.

Plat kemudian dibersihkan dengan penyelesaian alkalin untuk menghapuskan photoresist yang berlebihan. Papan sirkuit akan kering sekarang.

PCB sekarang boleh ditutup dengan melawan wayar tembaga yang digunakan untuk membuat jejak sirkuit. Jika papan sirkuit adalah dua lapisan, maka ia akan digunakan untuk pengeboran, jika tidak lebih langkah akan dilakukan.

Langkah 4: Buang tembaga tidak diinginkan

Guna penyelesaian penyebab tembaga yang kuat untuk menghapuskan tembaga yang berlebihan, sama seperti penyelesaian alkalin menghapuskan photoresist berlebihan. Tidak akan menghapuskan tembaga di bawah photoresist keras.

The hardened photoresist sekarang akan dibuang untuk melindungi tembaga yang diperlukan. Ini dicapai dengan mencuci PCB dengan solvent lain.

Langkah 5: Jajaran Lapisan dan pemeriksaan optik

Selepas menyelesaikan persiapan untuk semua lapisan, mereka akan saling disesuaikan. Ini boleh dilakukan dengan menekan lubang pendaftaran, seperti yang diterangkan dalam langkah terdahulu. Teknik meletakkan semua lapisan dalam mesin, dipanggil "pukulan optik". Mesin ini akan memukul lubang dengan tepat.

Bilangan lapisan yang ditempatkan dan ralat yang berlaku tidak dapat dikembalikan.

Mesin pemeriksaan optik automatik akan menggunakan laser untuk mengesan mana-mana cacat dan membandingkan imej digital dengan fail Gerber.

Langkah 6: Tambah lapisan dan ikatan

Pada tahap ini, semua lapisan termasuk lapisan luar akan terikat satu sama lain. Semua lapisan akan ditempatkan pada substrat.

Lapisan luar dibuat dari serat kaca "pre-impregnated", dan resin epoksi dipanggil prepreg. Atas dan bawah substrat akan ditutup dengan lapisan tembaga tipis dengan pencetakan jejak tembaga.

Jadual besi bertugas berat dengan kalung logam digunakan untuk ikatan/tekan lapisan. Lapisan ini dilindungi dengan ketat ke bangku kerja untuk menghindari pergerakan semasa proses kalibrasi.

Pasang lapisan prepreg pada jadual kalibrasi, kemudian pasang lapisan substrat di atasnya, dan kemudian letakkan plat tembaga. Lebih banyak prepreg ditempatkan dengan cara yang sama, dan akhirnya foil aluminum dikumpulkan.

Komputer akan selesaikan pemprosesan tekan secara automatik, memanaskan tumpukan dan sejuk pada kadar kawalan.

Sekarang teknik akan buang pin pembekalan dan plat tekanan untuk membuka beg pembekalan.

Langkah 7: Pengerunan

Sekarang masanya untuk menggali lubang dalam PCB yang dikumpulkan. Bit latihan ketepatan boleh sedar lubang dengan diameter 100 mikron dengan ketepatan yang sangat tinggi. Jenis latihan ini adalah latihan pneumatik dengan kelajuan spindle sekitar 300K RPM. Tetapi walaupun dengan kelajuan ini, proses pengeboran mengambil masa, kerana setiap lubang mengambil masa untuk pengeboran sempurna. Jelas mengenalpasti kedudukan bit latihan berdasarkan pengenalpasti sinar-X.

Fail pengeboran juga dijana oleh perancang PCB pada tahap awal yang diberikan kepada penghasil PCB. Fail latihan menentukan pergerakan minit bit latihan dan menentukan lokasi lubang latihan. Lubang-lubang ini akan menjadi lubang-lubang selepas penutup.

Langkah 8: Penapis dan depositi tembaga

Selepas pembersihan berhati-hati, panel PCB kini disimpan secara kimia. Selama masa ini, lapisan tipis (1 mikron tebal) tembaga ditempatkan pada permukaan panel. Copper mengalir ke dalam lubang bore. Dinding lubang ini penuh dengan tembaga. Seluruh proses penerbangan dan pembuangan dikawal oleh komputer

Langkah 9: Imej lapisan luar

Sama seperti lapisan dalaman, photoresist dilaksanakan pada lapisan luar, dan panel prepreg dan filem tinta hitam terhubung bersama telah meletup di bilik kuning dengan sinar ultraviolet. Fotoresist berkeras. Sekarang, panel dipenuhi untuk membuang perlawanan keras yang dilindungi oleh kelegapan tinta hitam.

Langkah 10: Elektroplasi lapisan luar:

Papan elektroplasi dengan lapisan tembaga tipis. Selepas penapisan tembaga awal, panel dipenuhi supaya semua tembaga yang tersisa di papan boleh dibuang. Tin menghalang bahagian panel yang diperlukan daripada ditutup oleh tembaga semasa tahap pencetakan. Etching menghapuskan tembaga tidak diinginkan dari panel.

Langkah 11: Etching

Tembaga dan tembaga tidak diinginkan dibawah lapisan tahan sisa akan dibuang. Bahan kimia digunakan untuk membersihkan tembaga yang berlebihan. Di sisi lain, tin menutupi tembaga yang diperlukan. Sekarang akhirnya ia membawa ke sambungan dan trek yang betul

Langkah 12: Aplikasi topeng Solder

Bersihkan panel, topeng askar epoksi akan menutupi panel. Radiasi UV dilaksanakan pada papan, melalui filem foto topeng askar. Bahagian tertutup tetap tidak keras dan akan dibuang. Sekarang letakkan papan sirkuit ke dalam oven untuk memperbaiki topeng askar.

Langkah 13: Pengawalan permukaan

HASL (Aras Solder Udara Panas) menyediakan kemampuan tentera tambahan untuk PCB. RayPCB ( https://raypcb.com/pcb-fabrication/ ) menyediakan emas tenggelam dan perak tenggelam HASL. HASL menyediakan bantal seragam. Ini akan menyebabkan permukaan selesai.

Langkah 14: Cetakan skrin

Apabila rancangan bentangan PCB berada di tahap terakhir, pencetakan/tulisan inkjet diterima di permukaan. Ini digunakan untuk menunjukkan maklumat penting berkaitan dengan PCB.