Процесс производства печатных плат

Дата: 2017-06-30 10: 12: 23Обратно к списку

Процесс производства печатных плат

ПХД являются основой всех конструкций электроники. Они позволяют изготавливать сложные конструкции надежным и повторяемым способом. Хотя производство печатных плат обычно обрабатывается изготовителем печатных плат, для проектировщиков печатных плат важно понять производственный процесс. С пониманием процесса дизайнер имеет представление о некоторых возможностях ошибок, которые должны быть внесены в их конструкции печатных плат и как их избежать. Кроме того, дизайнеры печатных плат также могут извлечь выгоду из понимания всех возможностей современных производителей печатных плат и воспользоваться этими возможностями при решении их следующего приложения на базе печатной платы.

В целом, в этой статье мы обсудим, как печатная плата выходит из вывода программным обеспечением для проектирования печатных плат, чтобы быть изготовлена ​​в физическую печатную плату с помощью Изготовитель печатных плат, В качестве исходной точки отсчета сначала рассмотрим диаграмму четырехслойной Печатной платы:

Начиная с центра нашей четырехслойной платы PCB и заканчивая: PCB основана на стекловолоконной подложке, с медными слоями, уложенными сверху подложки, и дополнительными слоями меди, разделенными дополнительными слоями подложки. Наконец, плата оканчивается с обеих сторон слоем маски припоя. Подложка обеспечивает механическую стабильность печатной платы, медный слой функционирует как проводящая часть платы, а паяльная маска защищает медь от короткого замыкания до внешней среды. Кроме того, переходные отверстия используются для подключения медных дорожек от разных слоев конструкции. Маска припоя также обычно маркируется информативной маркировкой на слое, который называется шелкографией. Маркировка на шелковом экране включает названия и ссылки компонентов, а также информацию о доске и изготовителе.

С общим описанием многослойной платы PCB в руке мы можем продолжать обсуждать, как печатная плата берется из ее основных компонентов и превращается в конечный продукт:

Файлы 1.Design отправляются в Fabricator

После того, как файлы дизайна печатных плат были отправлены разработчику печатной платы, первым шагом в процессе изготовления печатной платы является проверка правил проектирования этих файлов дизайна. Обычно называемый дизайн для изготовления (DFM), когда дизайн получен изготовителем печатной платы от клиента, изготовитель проверяет файлы дизайна, чтобы убедиться, что они соответствуют минимальным допускам его производственного процесса. Некоторые общие проверки включают проверку дизайна для минимальной ширины трассы, расстояния между трассами, минимальных размеров отверстий и расстояния до края доски. Стандарт файла для дизайнов расширен Gerber, который является промышленным стандартным файловым форматом для описания печатных плат. Практически все программное обеспечение для проектирования печатных плат способно производить Gerber Files, поэтому их можно отправить в фабричные дома, которые дизайнер выбирает для производства.

2.Поверните файлы дизайна печатных плат в фотопленки

После того, как файлы дизайна печатной платы были подтверждены, они затем отправляются на плоттер, который по сути является специальным лазерным принтером, для создания фотопленок. Фотопленки начинаются как прозрачные пластиковые листы. Затем плоттеры печатают печатные платы на фотопленках черными чернилами. По завершении фотопленки для внутренних слоев печатной платы по существу являются негативами конструкции печатной платы, где часть дизайна, которая будет представлять собой медь, является черной, а часть, которая не проходит, ясна. Фотопленки, используемые на внешних слоях печатной платы, противоположны. На фотопленках для наружных слоев плата, на которой остается медь, прозрачна, а часть, где медь должна быть удалена, является черной. Для каждого слоя дизайна печатной платы и маски для припоя создаются фотопленки, поэтому для дизайна двух слоев будут напечатаны четыре слоя фотопленок, четырехслойная конструкция будет иметь шесть печатных и т. Д. Последний шаг в производстве фотопленок - это пробить их так, чтобы их можно было точно выровнять на последующих этапах процесса изготовления печатной платы.

3.Печатные конструкции на подложке из медной оболочки (внутренние слои)

Этот шаг (вместе с 4, 5 и 6) завершается только тогда, когда у нас есть панель с двумя слоями. В случае изготовления двухслойной платы мы переходим к шагу 7 (сверление).

С фотопленками в руке мы теперь можем обратить внимание на подложки и базовые слои меди на печатной плате, которые будут производиться. Бланковые плакированные стеклопластиковые плиты являются основой подавляющего большинства Конструкции печатных плат, Эти медные плакированные панели сначала очищаются, а затем покрываются слоем фоторезиста. Светостойкий слой представляет собой слой фотореактивных химикатов, которые затвердевают при воздействии ультрафиолетового света. После того, как слой фотостойкости был установлен на подложках из меди, фотопленки помещаются на доску, а плата подвергается воздействию ультрафиолетового источника света. Части фотопленки, которые непрозрачны, препятствуют упрочнению слоя фоторезистентности, в то время как прозрачные участки позволяют резистору затвердеть. После того, как часть процесса ультрафиолетового облучения завершена, фотопленки удаляются с доски, а затем доска промывается щелочным раствором для удаления незатвердевшего фоторезиста. То, что осталось в конце этого процесса, - это плакированная медью доска с сопротивлением над частями платы, которые должны оставаться медом в окончательной конструкции.

4.Etching Внутренний слой Медь

Как только у нас будет слой резиста, нанесенный на медь, мы можем теперь перейти к удалению нежелательной медной части платы. Это достигается путем воздействия на медную плиту резины к мощным растворам растворителей меди, которые удаляют всю медь с подложки из стекловолокна, которая не была покрыта резистом во время предыдущего шага. Следует отметить, что различные массы меди требуют различного количества воздействия на медные растворители, что, в свою очередь, может указывать на разные требования к расстоянию между дорожками. При удалении нежелательной меди сопротивление, которое защищает желаемую медь, теперь можно удалить. В результате получается подложка с желаемым слоем или слоем меди.

Регистрация 5.Inner Layer и оптический контроль

Как только субстрат с внутренними слоями будет получен, полученному продукту даются выравнивающие пуансоны, чтобы он мог правильно совмещаться с другими слоями в процессе. Медные слои в полученном процессе также могут быть проверены на правильность в этой точке. Такой осмотр обычно выполняется с использованием оптической системы контроля, которая сравнивает исходные файлы дизайна с фактическими медовыми следами, полученными в процессе травления.

6.Lay-up и Bonding of Outer Layer

На этом этапе, если ваша конструкция имеет более двух слоев, к основанию должны быть прикреплены дополнительные слои. Это делается путем укладки так называемого препрега (короткого для предварительно пропитанного) и медной фольги сверху и снизу исходной подложки, с ней"S теперь вытравили медные следы. Препрег представляет собой, по существу, стекловолокно с эпоксидной смолой, пропитанной ее структурой. Теперь субстрат / препрег / медный слой должны быть соединены вместе. Это делается путем размещения слоев в металлическом зажиме и нагревания их, когда они находятся под давлением. Обычно это достигается в специальных прессах для склеивания, которые могут нагревать и охлаждать слои правильно, когда они нажимают на слои вместе, чтобы гарантировать, что они хорошо склеены.

7.Drilling PCB

Как только у нас будут чистые внешние слои печатной платы, мы можем продолжить сверление всех необходимых отверстий в конструкции печатной платы. Бурение осуществляется с помощью сверлильного станка с компьютерным управлением. Буровая машина берет файл сверления из представленных файлов проекта и соответственно размещает отверстия для сверления. Медный наконечник помещается в сверлильный станок и выравнивается, чтобы обеспечить надлежащее размещение отверстий сверла. Входной и выходной материал используется для обеспечения того, чтобы отверстия сверления не смазывали медь во время процесса бурения. Наконец, избыток меди отрезается от краев производственной панели с помощью профилирующего инструмента. Отверстия для сверления с этого этапа в процессе изготовления станут сквозными отверстиями и механическими монтажными отверстиями конструкции, как только они будут покрыты позднее в процессе.

Отложение 8.Copper

С отверстиями для сверления на месте в нашей панели, мы теперь приступаем к покрытию этих отверстий для соединения разных слоев конструкции вместе. Этот процесс нанесения покрытия осуществляется путем химического осаждения. Очищенная панель очищается, а затем погружается в ряд химических ванн, что приводит к тому, что очень тонкий слой меди покрывается всеми отверстиями конструкции и по совпадению с внешним слоем меди панели.

9.Image Внешние слои

Следующим этапом процесса является визуализация внешних слоев медного стека. Снова слой фоторезиста снова наносится на внешнюю медь на панели. Затем фотопленки с внешними слоями напечатанной на них рисунки используются для преимущественного обнажения частей печатной платы, где медь не останется до ультрафиолетового света. Это противоположно внутренним слоям, где часть открытой доски - это часть, которая не останется. В результате плата с сопротивлением покрывает все области, которые в конечном итоге будут удалены.

10.Plating

Теперь доска будет проходить через процесс электролиза. Поскольку плата теперь стоит, открытые части доски представляют собой участки доски, которые были оставлены на нашей последней стадии, и ранее проложенные химическим путем отверстия для меди. После того, как начальное нанесение медной проволоки завершено, доска обычно покрывается оловом. Это позволит удалить всю ненужную медь, которая все еще остается на доске, в то время как олово защищает часть платы, которую мы хотим оставить во время окончательного удаления меди.

11.Final Etching

На нашей доске теперь есть слой резиста наряду с оловянными медными следами, которые мы хотим сохранить. Следующим шагом в этом процессе является удаление слоя резиста и, наконец, нежелательная медь, оставшаяся под резистом. Это осуществляется химическим процессом, который удаляет открытую медь, но не удаляет оловянную часть наружных слоев. В конце этого шага у нас есть все наши проводящие области и связи.

Маска для пайки 12.Apply

Следующим шагом в этом процессе является нанесение слоя маски припоя на каждую сторону платы. Панели сначала должны быть очищены, а затем покрыты чернилами эпоксидной краски припоя. Затем доски снова подвергаются воздействию УФ-излучения через фотопленку припоя. Части платы, которые не подвергаются воздействию УФ-излучения, остаются мягкими и поэтому могут быть химически удалены позже в процессе. После удаления нежелательной маски припоя печатная плата дополнительно отверждается в духовке, чтобы гарантировать, что паяльная маска остается неповрежденной в течение срока службы печатной платы.

13.Plating

Теперь, когда у нас есть олово, обработанное медными пэдами, мы дополнительно наклеиваем открытые подушки для печатной платы на способность пайки. Обычно ПХБ химически покрыты золотом или серебром. ПХД также могут поставляться с прокладками, прошедшими процесс выравнивания горячего воздуха. Для выравнивания горячего воздуха используется горячий воздух, чтобы гарантировать, что все прокладки изготовлены с очень близкой и точной глубиной.

14.Silkscreen

Теперь, когда плата в основном завершена, настало время применить к доске слой шелкового экрана. Шелковый экран показывает, какие компоненты идут там, где во время сборки и как они ориентированы. Хотя этот слой обычно называют слоем шелка, он больше не используется с использованием шелкографии. Скорее, он обычно печатается непосредственно на печатной плате с использованием процесса струйной печати. Как только шелкография будет помещена на доску, доска проходит окончательное покрытие и процесс отверждения.

15.Электрический тест

С полной панелью в руке плата может быть электрически протестирована. Обычно это делается с помощью автоматизированного процесса, в котором проверяется целостность различных сетей дизайна. Это автоматизировано, поскольку исходный файл проекта определяет местоположение тестируемых сетей и затем имеет Голдинглетающего зонд" Проверьте, что разные сети дизайна действительно изолированы.

16.Profiling и V Scoring

Последним шагом в процессе производства является механическое вырезание различных плат, размещенных на исходной панели. Это можно сделать с помощью роутера, который оставляет небольшие вкладки вдоль краев доски или с v-образной канавкой, которая разрезает диагональные каналы вдоль обеих сторон доски. Оба подхода позволяют вручную вырезать отдельные блоки плат из панели. Довольно часто платы остаются в панели полностью через сборку.

Заключение

Надеемся, эта статья поможет осветить Производство печатных плат обработать. Хотя детали процесса могут несколько измениться от производителя к производителю, используемый процесс будет очень похож на описанный выше.