Bagaimana Pcbs Dikilangkan

Fabrikasi PCB melibatkan penukaran fail reka bentuk, termasuk Gerbers dan netlists, ke dalam papan litar fizikal di mana komponen boleh diletakkan dan dipateri.

Proses pembuatan bermula dengan fail keluaran reka bentuk (Gerbers, netlist, fail gerudi, dll.). Fail output ini dijana semasa fasa reka bentuk, termasuk membangunkan konsep produk, input skematik, reka bentuk susun atur dan penjanaan fail. Peringkat seterusnya termasuk fabrikasi dan pemasangan papan litar.

Carta alir di bawah menunjukkan langkah-langkah yang terlibat dalam fabrikasi PCB.

A. Reka Bentuk dan Fail Output Papan

Selepas menerima fail reka bentuk daripada pereka PCB, pembuatan bermula dengan cepat. Pereka bentuk mencipta fail output dalam format Gerber atau ODB tambah tambah untuk pembuatan dan membuat bil bahan (BOM) untuk pemasangan.

Pengilang melakukan pemeriksaan DFM untuk mengenal pasti potensi risiko dan ralat yang mungkin timbul dalam proses pembuatan. Pereka bentuk/pelanggan dimaklumkan jika berlaku sebarang masalah. Fail yang diperbetulkan kemudiannya dimasukkan ke dalam sistem CAM (Computer Aided Manufacturing) untuk mengenali format lapisan karya seni, data lubang gerudi, senarai bersih IPC dan menukar data elektronik kepada imej. Ia juga mengesahkan susunan lapisan, menjalankan Semakan Peraturan Reka Bentuk (DRC) dan melakukan banyak perkara lain.

Semua lapisan dianalisis menggunakan fail Gerber sebagai input. Pelan susun juga akan diteruskan dengan sewajarnya. Kemudian, CAM akan mencipta fail output untuk pelbagai jabatan pembuatan. Fail output termasuk program gerudi (lubang gerudi sub dan utama), lapisan pengimejan, output fail topeng pateri, fail penghalaan dan senarai bersih IPC.

B. Pengimejan Lapisan Dalam

Pengilang kebanyakannya menggunakan LDI (Laser Direct Imaging) kerana pengecilan. Mereka juga menggunakan pencetak khas yang dipanggil plotter, yang membuat filem fotografi lapisan litar, topeng pateri dan lapisan skrin sutera untuk mencetak imej litar. Panel terdiri daripada filem fotosensitif yang dipanggil photoresist. Photoresists termasuk lapisan bahan kimia fotoreaktif yang berpolimer apabila terdedah kepada cahaya ultraungu. Panel itu kini berada di bawah laser dikawal komputer. Komputer mengimbas permukaan papan litar dan menukarnya kepada imej digital. Imej digital ini dipadankan dengan fail reka bentuk CAD/CAM pramuat yang mengandungi spesifikasi imej yang diperlukan. Dengan cara yang sama, imej negatif terbentuk pada lapisan dalam.

Aliran proses LDI ditunjukkan dalam rajah berikut:

Selepas membangunkan imej, photoresist yang tidak dikeraskan (kuprum yang diperlukan untuk perlindungan) dikeluarkan dengan larutan alkali.

C. Goresan

Dalam pembuatan PCB, etsa ialah proses mengeluarkan kuprum (Cu) yang tidak diingini daripada papan. Tembaga yang tidak diingini hanyalah kuprum bukan litar. Hasilnya, corak litar yang dikehendaki diperolehi.

Pengeluar papan litar biasanya menggunakan proses goresan basah. Dalam pengelasan basah, bahan yang tidak diingini larut apabila direndam dalam larutan kimia.

Parameter penting yang perlu dipertimbangkan semasa proses etsa ialah kelajuan panel digerakkan, semburan bahan kimia, dan jumlah kuprum yang akan digores. Keseluruhan proses dijalankan dalam kebuk pengatoman tekanan tinggi jenis penghantar.

D. Fotoresist Stripping

Semasa proses ini, fotoresist yang tinggal terukir dari kuprum. Proses ini melibatkan penggunaan bilas air tekanan tinggi untuk melarutkan zarah menghakis (agen kimia) di dalam air, yang memusnahkan photoresist.

E. Tebuk selepas pemeriksaan dan goresan

Dengan semua lapisan bersih dan sedia, pengeluar memastikan untuk menebuk lubang penjajaran menggunakan sasaran yang disediakan pada lapisan dalam untuk penjajaran lapisan ke lapisan yang lebih baik. Lapisan diletakkan dalam penebuk optik untuk mencapai penjajaran lapisan dalam dan luar yang tepat.

Pemeriksaan dalam kaedah ini dicapai dengan mengimbas secara visual permukaan papan litar. Papan litar diterangi oleh pelbagai sumber cahaya, yang mana satu atau lebih kamera definisi tinggi digunakan. Beginilah cara sistem AOI (Automated Optical Inspection) membina imej lengkap papan untuk pengesahan.

F. Salutan oksida perang

Di sini, corak litar kuprum disalut dengan oksida perang untuk mengelakkan pengoksidaan dan kakisan lapisan dalam selepas pelapisan. Selain itu, ia menyediakan sifat ikatan yang lebih baik untuk ikatan dengan prepregs.

G. Laminasi

Laminasi ialah proses prepreg ikatan, kerajang kuprum, teras dalam dalam timbunan simetri di bawah suhu dan tekanan terkawal. Ia adalah proses dua langkah:

Penyediaan timbunan

Ikatan

Papan berbilang lapisan diperbuat daripada kerajang tembaga, prepreg dan teras dalam. Ini disatukan dengan menggunakan haba dan tekanan. Untuk ikatan yang lebih baik, penekan mekanikal digunakan untuk kedua-dua menekan panas dan sejuk. Komputer bonder menguruskan proses memanaskan tindanan, menggunakan tekanan, dan membenarkan tindanan sejuk pada kadar terkawal.

Rajah berikut meringkaskan proses LDI:

H. Menggerudi

Semasa proses penggerudian, gerudi lubang untuk melalui lubang dan komponen plumbum. Gerudi X-ray menempatkan sasaran di lapisan dalam. Mesin menggerudi lubang perintis dengan tepat. Mesin ini dikawal oleh komputer, di mana pengendali boleh memilih program penggerudian tertentu. Ia meletakkan koordinat XY dalam arah yang betul. Lubang sehingga 100 mikron diameter boleh digerudi. Mesin juga boleh memilih gerudi saiz yang betul dan melakukan dengan sewajarnya.

Lubang penggerudian menghasilkan hujung logam yang dinaikkan yang biasa dipanggil burr. Proses deburring membuang sebarang burr atau kekotoran dari permukaan papan litar.

1. penyaduran kuprum tanpa elektrik

Langkah pertama dalam proses penyaduran elektrik adalah untuk membuat tong lubang konduktif dengan secara kimia mendepositkan lapisan tembaga yang sangat nipis pada dinding lubang. Proses ini dipanggil penyaduran tembaga tanpa elektro. Tindak balas dimulakan oleh mangkin. Selepas pembersihan menyeluruh, panel melalui mandian kimia yang berterusan. Lapisan kuprum kira-kira {{0}}.08 hingga 0.1 mikron tebal dimendapkan pada tong lubang dan pada permukaan panel.

J. Pengimejan Lapisan Luar

Kami menggunakan photoresist pada panel untuk pengimejan lapisan dalam. Begitu juga, lapisan luar panel akan diimej menggunakan imej positif. Di sini, prosesnya mengikut kaedah etsa plat cetakan. Langkah pertama melibatkan pembersihan panel untuk mengelakkan pencemaran dan zarah habuk daripada melekat pada panel. Seterusnya, lapisan photoresist digunakan pada panel. Selepas ini, LDI digunakan untuk mencetak imej.

K. Penyaduran Kuprum

Dalam langkah ini, lubang dan permukaan disadur dengan kuprum. Panel dimuatkan ke dalam tongkat penerbangan oleh pengendali. Panel bertindak sebagai katod untuk penyaduran elektrik lubang dan permukaan, kerana lubang telah mendepositkan lapisan nipis tembaga konduktif, sedia untuk penyaduran elektrik. Ia dilakukan oleh talian penyaduran automatik. Sebelum penyaduran elektrik, panel dibersihkan dan diaktifkan dalam pelbagai mandi. Setiap set panel dikawal komputer untuk memastikan ia kekal di dalam setiap tab untuk tempoh masa tertentu yang tepat. Biasanya, 1 mil tembaga tebal didepositkan dalam tong lubang.

Selepas penyaduran tembaga, penyaduran timah adalah seterusnya. Penyaduran timah digunakan sebagai penentang. Ia menghalang kakisan ciri permukaan seperti pad tembaga, pad lubang dan dinding lubang semasa etsa lapisan luar.

L. Fotoresist Stripping

Sebaik sahaja panel bersalut, photoresist menjadi tidak diingini dan perlu ditanggalkan daripada panel untuk mendedahkan tembaga yang tidak diingini. Di sini, garis berterusan digunakan untuk melarutkan dan membasuh rintangan yang menutupi tembaga yang tidak diingini. Ini adalah peringkat pertama proses pelucutan lif-etch-stripping.

M. Goresan Akhir

Dalam langkah ini, kuprum terdedah yang tidak diingini dikeluarkan menggunakan etsa ammonia. Pada masa yang sama, timah boleh memegang tembaga yang dikehendaki. Pada ketika ini, kawasan konduktif dan sambungan diwujudkan dengan betul.

N. Pelucutan timah

Selepas etsa, lapisan timah pada kesan tembaga akan dikeluarkan. Asid nitrik pekat digunakan untuk mengeluarkan timah, ia tidak akan merosakkan trek litar kuprum di bawahnya. Ini menghasilkan kesan kuprum yang jelas dan jelas pada PCB.

O. Aplikasi topeng pateri

Topeng pateri mempunyai kegunaan berikut:

Ia menyediakan rintangan penebat untuk kesan.

Bezakan kawasan yang boleh dikimpal dan tidak boleh dikimpal.

Memberi perlindungan daripada keadaan persekitaran dengan menutup kawasan yang tidak boleh dikimpal dengan dakwat.

Topeng LPI (Pengimejan Foto Cecair) menggabungkan pelarut dengan polimer untuk membentuk salutan nipis yang melekat pada permukaan papan litar yang berbeza. Pencetak imej panel bersalut. Cahaya UV dalam mesin mengeraskan dakwat di kawasan yang jelas. Selepas itu, tanggalkan semua rintangan yang tidak dikeraskan dari panel pengimejan.

Pengawetan LPI (pengeringan) menggabungkan dakwat dengan dielektrik. Ia memudahkan lekatan topeng pateri. Langkah penaik terakhir berlaku di dalam ketuhar atau di bawah sumber haba inframerah.

Hijau dipilih sebagai warna topeng pateri biasa kerana ia tidak menegangkan mata. Sebelum mesin boleh memeriksa PCB semasa pengeluaran dan pemasangan, semua pemeriksaan dilakukan secara manual. Lampu overhed yang digunakan oleh juruteknik untuk memeriksa papan litar tidak dipantulkan oleh topeng pateri hijau, menjadikannya lebih selamat untuk mata mereka.

P. Kemasan permukaan

Kemasan PCB ialah sambungan logam ke logam antara tembaga kosong dan komponen pada kawasan boleh pateri papan litar. Permukaan kuprum substrat papan litar mudah terdedah kepada pengoksidaan tanpa salutan pelindung. Oleh itu, aplikasi kemasan permukaan adalah penting untuk melindunginya daripada pengoksidaan. Selain itu, ia menyediakan komponen untuk pematerian pada papan semasa pemasangan dan memanjangkan jangka hayat papan.

Terdapat pelbagai jenis rawatan permukaan. Walau bagaimanapun, kemasan permukaan bebas plumbum digunakan secara meluas kerana spesifikasi RoHS yang ketat.

Faktor seperti kos, persekitaran, pemilihan komponen, jangka hayat dan hasil perlu dipertimbangkan semasa memilih kemasan.

S. Silkscreen

Dalam proses ini, projektor pancut dakwat digunakan untuk imej legenda terus daripada data digital papan litar. Dakwat dicetak skrin (dilumur) pada permukaan panel menggunakan pencetak inkjet. Panel kemudian dibakar untuk menyembuhkan dakwat. Ia menentukan jenis teks yang berbeza seperti nombor bahagian, nama, kod, logo, dll.

Terdapat tiga kaedah percetakan:

Pencetakan skrin manual

Percetakan legenda langsung

R. Ujian Elektrik

E-test bermaksud ujian elektrik papan litar bercetak kosong. Dalam langkah ini, gunakan probe elektronik untuk memeriksa setiap papan litar yang tidak dilekapkan untuk pintasan, bukaan, rintangan, kapasitansi dan ciri elektrik asas yang lain. E-test menyemak kekonduksian papan terhadap fail netlist. Senarai bersih mengandungi maklumat tentang corak sambung konduktif PCB.

Laksanakan ujian dasar paku dan kuar terbang untuk menguji kefungsian.

Ujian kuar terbang

Ujian kuar terbang menggunakan kuar yang bergerak dari satu titik ke titik lain mengikut arahan yang disediakan oleh perisian tertentu. Ini adalah kaedah ujian tanpa lekapan. Pada mulanya, program ujian kuar terbang (FPT) dijana dan kemudian dimuatkan ke dalam penguji FPT. Penguji menggunakan isyarat elektrik dan kuasa ke titik probe, yang kemudiannya diukur mengikut prosedur ujian.

Katil paku

Dasar paku adalah kaedah tradisional untuk ujian elektrik papan kosong. Ia memerlukan mencipta templat ujian dengan pin yang sejajar dengan lokasi ujian pada PCB. Prosesnya pantas dan sesuai untuk sistem pengeluaran berskala besar.

S. Analisis dan pemarkahan v

Papan litar dibentuk dan dipotong daripada panel pengeluaran pada peringkat pembuatan akhir. Kaedah yang digunakan adalah sama ada menggunakan lubang tiang atau slot berbentuk V. Alur-V memotong saluran pepenjuru pada kedua-dua belah papan, manakala lubang tiang meninggalkan alur sisi di sepanjang sempadan. Walau apa pun, papan hanya boleh dikeluarkan dari panel.