Как изготавливается печатная плата?

Как изготавливается печатная плата?

ПХБ производство включает преобразование файлов проекта, содержащих Gerbers и списки соединений, в физическую печатную плату, на которой можно размещать и паять компоненты..

Процесс изготовления начинается с выходных файлов проекта. (Герберы, нетлист, файлы сверления, и т. д.). Эти выходные файлы создаются на этапе проектирования, который включает в себя разработку концепции продукта., схематическая запись, дизайн макета, и генерация файлов. Следующие этапы — изготовление и сборка платы..

На приведенной ниже блок-схеме показаны этапы производства печатных плат..

Смотрите наш FAQ на Изготовление печатных плат.

А. Выходные файлы проекта и платы

Производство начинается вскоре после получения файлов проекта от разработчика печатных плат.. Проектировщик создает выходные файлы в формате Gerber или ODB++ для изготовления и спецификации материалов. (Категория) для сборки.

Производитель выполняет ДФМ проверяет выявить потенциальные риски и ошибки, которые могут возникнуть в процессе изготовления. В случае каких-либо ошибок, дизайнер/заказчик предупрежден об этом. Исправленные файлы затем передаются в CAM. (автоматизированное производство) система распознавания формата слоев графического изображения, данные бурения, Список соединений IPC, и перевести электронные данные в изображения. Он также проверяет последовательность порядка слоев., запускает проверки правил проектирования (ДРК), и выполняет множество других операций.

Использование файла Gerber в качестве входных данных, анализируются все слои. Планирование штабелирования также будет выполнено соответствующим образом.. Позже, CAM создаст выходные файлы для различных производственных отделов.. Выходные файлы включают программу сверления. (вспомогательное сверло и основное сверло), слои изображения, вывод файла паяльной маски, файл маршрута, и список соединений IPC.

Беременный. Визуализация внутреннего слоя

За счет миниатюризации, производители в основном используют LDI (лазерная прямая визуализация). Они также используют специальный принтер, называемый плоттером., который делает фотопленки слоев схемы, паяльная маска, и слои шелкографии для печати изображений схем. Панель состоит из слоя светочувствительной пленки, называемой фоторезистом.. Фоторезист состоит из слоя фотореактивных химикатов, которые полимеризуются под воздействием ультрафиолета.. Эта панель теперь расположена под лазером, управляемым компьютером.. Компьютер сканирует поверхность платы и преобразует ее в цифровое изображение.. Это цифровое изображение соответствует предварительно загруженному файлу проекта CAD/CAM, который содержит характеристики желаемого изображения.. Таким же образом, на внутренних слоях проявляется негативное изображение.

Процесс LDI показан на изображении ниже.:

После разработки изображения, незатвердевший фоторезист (который защищает нужную медь) удаляется щелочным раствором.

В. Травление

При изготовлении печатных плат, травление – это процесс удаления ненужной меди (Cu) с доски. Нежелательная медь — это не что иное, как внецепная медь.. Как результат, желаемая схема схемы достигается.

Производители плат обычно используют процесс мокрого травления.. При мокром травлении, нежелательный материал растворяется при погружении в химический раствор.

Важными параметрами, которые следует учитывать в процессе травления, являются скорость перемещения панели., распыление химикатов, и количество меди, которую необходимо вытравить. Весь процесс осуществляется конвейерным способом., распылительная камера высокого давления.

Д. Удаление фоторезиста

В этом процессе, оставшийся фоторезист вытравливается из меди. Процесс включает растворение каустических гранул. (химические агенты) в воде с применением промывки водой под высоким давлением, что разрушает фоторезист.

Э. Осмотр и перфорация после травления

Все слои чистые и готовые., производители гарантируют, что отверстия для выравнивания пробиваются с использованием мишеней, предусмотренных на внутреннем слое, для лучшего совмещения слоев.. Слои помещаются в оптический перфоратор для точного выравнивания внутреннего и внешнего слоев..

Проверка в этом методе достигается путем визуального сканирования поверхности доски.. Печатная плата освещается различными источниками света, и для этой цели используется одна или несколько камер высокого разрешения.. Вот так АОИ (автоматизированный оптический контроль) система может создать полный образ платы для проверки.

Фон. Коричневое оксидное покрытие

Здесь медная схема покрыта коричневым оксидом для предотвращения окисления и коррозии внутренних слоев после ламинирования.. Также, обеспечивает лучшие адгезионные свойства при склеивании с препрегами..

Г. Ламинирование

Ламинирование – это процесс склеивания препрега., медная фольга, сердцевины внутреннего слоя в симметричной стопке при контролируемой температуре и давлении. Это двухэтапный процесс:

1. Подготовка штабеля
2. Склеивание

Многослойная плата изготовлена ​​из медной фольги., препрег, и ядра внутреннего слоя. Они соединяются вместе с применением тепла и давления.. Для лучшего сцепления, механический пресс используется для горячего и холодного прессования. Компьютер склеивающего пресса управляет процессом нагрева стопы., применение давления, и позволяя стопке охлаждаться с контролируемой скоростью.

На следующем изображении кратко показан процесс LDI.:

ЧАС. Бурение

В процессе бурения, сверлятся отверстия для переходных отверстий и выводных компонентов. Рентгеновское сверло находит цели во внутреннем слое.. Станок точно просверливает регистрационные отверстия.. Эта машина управляется компьютером, в котором оператор может выбрать конкретную программу сверления.. Он находит координаты XY в правильном направлении.. Можно просверлить отверстия до 100 микроны в диаметре. Машина также может выбирать сверла нужных размеров и работать соответственно..

При сверлении образуются приподнятые концы металла, которые широко известны как заусенцы.. Процесс удаления заусенцев удаляет любые заусенцы и загрязнения с поверхности доски..

я. Химическое осаждение меди

Первым шагом в процессе нанесения покрытия является придание стволу отверстия проводящей способности путем химического осаждения очень тонкого слоя меди на стенки отверстия.. Этот процесс называется химическим осаждением меди.. Эту реакцию инициирует катализатор. После тщательной чистки, панель проходит последовательные химические ванны. Вокруг 0.08 к 0.1 Слой меди микронной толщины наносится на ствол отверстия, а также на поверхность панели..

Дж. Визуализация внешнего слоя

Мы использовали фоторезист на панели для изображения внутреннего слоя.. Сходным образом, визуализация будет проводиться для внешних слоев панели с использованием позитивный имидж. Здесь, процесс следует методу травления печатной формы. Первый этап включает в себя очистку панелей, чтобы предотвратить прилипание к ним загрязнений и частиц пыли.. Следующий, на панель наносится слой фоторезиста. Сразу после этого, LDI используются для печати изображения..

К. Меднение

На этом этапе, отверстия и поверхность гальванически покрыты медью. Панели загружаются в рейки оператором.. Панели действуют как катоды, которые гальванизируют отверстие и поверхность, поскольку в отверстиях уже нанесен тонкий слой проводящей меди, что позволяет производить гальваническое покрытие.. Это делается с помощью автоматизированных гальванических линий.. Панели очищаются и активируются в нескольких ваннах перед нанесением гальванического покрытия.. Каждый комплект панелей управляется компьютером, чтобы гарантировать, что они остаются в каждой ванне точно в течение определенного времени.. Обычно, осаждение будет состоять из меди толщиной 1 мил внутри ствола отверстия..

После покрытия медью, Далее идет лужение. Оловянное покрытие действует как сопротивление травлению.. Предотвращает коррозию поверхностных элементов, таких как медные площадки., подушечки с отверстиями, и стенок отверстий при травлении наружного слоя.

Л. Удаление фоторезиста

После нанесения покрытия на панель фоторезист становится нежелательным, и его необходимо удалить с панели, чтобы обнажить ненужную медь.. Здесь, одна непрерывная технологическая линия используется для растворения и смывания резиста, покрывающего нежелательную медь.. Это первый этап процедуры полоска-протравливание-полоска..

М. Окончательное травление

На этом этапе нежелательная открытая медь удаляется с помощью аммиачного травителя.. В это время, олово обеспечивает необходимую медь. В этот момент, проводящие зоны и соединения установлены правильно.

Н. Зачистка олова

Пост-травление, слой олова, присутствующий на медных дорожках, будет удален. Концентрированная азотная кислота используется для удаления олова и не повреждает медные дорожки, находящиеся под ней.. Это дает четкое, отчетливый контур меди на печатной плате.

О. Нанесение паяльной маски

Паяльная маска служит следующим целям.:

1. Обеспечивает сопротивление изоляции следов..
2. Различает паяемые и не паяемые участки..
3. Обеспечивает защиту от воздействия окружающей среды, покрывая чернилами неподдающиеся пайке участки..

ЛПИ (жидкая фотография, которую можно изобразить) маска сочетает в себе растворители и полимеры для создания тонкого покрытия, которое прилипает к различным поверхностям печатной платы.. Принтер отображает панель с покрытием.. УФ-лампа в машине затвердевает чернила в прозрачных областях.. Позже, весь незатвердевший резист удаляется с панели изображения..

LPI-отверждение (сушка) соединяет чернила с диэлектриком. Облегчает приклеивание паяльной маски.. Заключительный этап выпечки осуществляется либо в духовке, либо под инфракрасными источниками тепла..

В качестве типичного цвета паяльной маски был выбран зеленый, поскольку он не напрягает глаза.. Все проверки проводились вручную, прежде чем машины могли проверять печатные платы в процессе производства и сборки.. Верхний свет, используемый техническими специалистами для проверки плат, не отражается от зеленой паяльной маски., сделать это безопаснее для их глаз.

П. Чистота поверхности

Поверхностная обработка печатной платы представляет собой интерметаллические соединения между голой медью на паяемой зоне печатной платы и компонентами.. Базовая медная поверхность платы без защитного покрытия подвержена окислению.. Поэтому, обработка поверхности необходима для защиты ее от окисления. Кроме того, подготавливает поверхность для пайки компонентов на плату во время сборки и продлевает срок хранения платы.

Существуют различные виды отделки поверхности. Однако, Поверхностные покрытия, не содержащие свинца, широко используются из-за строгих норм RoHS..

При выборе отделки поверхности, учитывать такие факторы, как стоимость, среда, выбор компонентов, срок годности, и объем производства.

вопрос. Шелкография

В этом процессе, струйные проекторы используются для отображения легенд непосредственно из цифровых данных платы.. Чернила нанесены шелкографией (распространение) на поверхность панели с помощью струйного принтера. Затем панели запекаются для отверждения чернил.. Он обозначает различные виды текста, например номер детали., имя, код, логотипы, и т. д..

Существует три типа печати.:

1. Ручная трафаретная печать
2. Прямая печать легенды

Ведущий. Электрическое испытание

Стенды E-test для электрических испытаний печатных плат без покрытия.. Во время этого шага, электрические датчики используются для проверки каждой незаполненной платы на наличие замыканий., открывается, сопротивления, емкости, и другие фундаментальные электрические свойства. E-test проверяет электропроводность печатной платы на основе файла списка соединений.. Список соединений состоит из информации о схемах соединений проводимости печатной платы..

Для проверки функциональности реализованы тесты на гвоздях и летающих зондах..

Тестирование летающих зондов

Тестирование летающих зондов использует зонды, которые перемещаются из одной точки в другую в соответствии с инструкциями специального программного обеспечения. Это метод испытаний без приспособлений.. В начале, программы испытаний летающих зондов (Фт) генерируются и затем загружаются в тестер FPT. Тестер подает электрические сигналы и мощность на точки зонда, а затем измеряет их в соответствии с программой испытаний..

Кровать из гвоздей

Гвозди — традиционный метод электрических испытаний голых плат.. Требуется создание тестового шаблона с выводами, совмещенными с тестовыми местами на печатной плате.. Процесс быстрый и подходит для систем массового производства..

С. Профилирование и v-скоринг

Печатные платы профилируются и вырезаются из производственной панели на заключительном этапе производства.. Используемый метод использует либо фрезер, либо V-образный паз.. V-образный паз прорезает диагональные каналы с обеих сторон платы., в то время как маршрутизатор оставляет небольшие закладки по краям. Платы в любом случае могут просто выскочить из панели.