Производство печатных плат технология: Технологии изготовления печатных плат

Содержание

Процесс изготовления печатных плат и оборудование

У нас нет такого понятия, как стандартная печатная плата. Каждая печатная плата имеет уникальные функции в конечном продукте. Поэтому изготовление печатной платы – это сложный процесс, состоящий из множества шагов. Этот обзор охватывает наиболее важные шаги при изготовлении многослойной печатной платы.
Когда Вы заказываете печатные платы на PCBWay, Вы покупаете качество, которое окупает себя с течением времени. Это гарантируется с помощью детализации продукта и контроля качества, гораздо более строгого, чем у других поставщиков, и гарантирует, что продукт будет полностью соответствовать требованиям. В процессе производства показанном ниже Вы можете увидеть, что процесс производства PCBWay уникален или даже выходит за рамки стандарта IPC.

Передовое оборудование делает нас мировыми лидерами в производстве прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат. Вы можете увидеть некоторые станки и оборудование. Мы постоянно обновляем наше оборудование чтобы гарантировать хорошее качество.

  • Материалы печатных плат

    Медное основание и материалы основания

  • Травление печатных плат

    Печать внутренних слоев и внешних слоев

  • AOI

    Регистрация пробивки отверстий и автоматический оптический контроль

  • Травление

    Химическое или электро-химическое удаление нежелательных областей проводящего или резистивного материала.

  • Коричневый оксид или черный оксид

    Коричневый оксид или черный оксид, иммерсионный тонкий процесс для печатных плат / PWBs

  • Ламинирование

    Продукт, получается путем соединения двух или более слоев материалов.

  • Предварительная очистка

    Очищение и зачистка фоторезиста перед ламинированием.

  • Сверление печатной платы

    Процесс механического сверления

  • Предварительная очистка

    Очищение и зачистка фоторезиста перед ламинированием.

  • Визуальный контроль

    Удаление нежелательной медной фольги с поверхности

  • Создание внешних слоев

    Проверка, что на поверхности нет пыли, которая может стать причиной короткого замыкания или разомкнутой цепи на готовой печатной плате.

  • Электролизное осаждение меди

    Первый шаг в процессе металлизации – это химическое осаждение очень тонкого слоя меди не стенки отверстий.

  • Металлизация

    Далее мы делаем гальваническое покрытие платы медью.

  • Травление внешних слоев

    Металлизация панели 25 микронами меди на отверстиях и дополнительными 25-30 микронами на дорожках и контактных площадках

  • Высокая температура

    Печь с высокой температурой

  • Электролитическая металлизация

    Химическое осаждение тонкого металлического покрытия над некоторыми основными металлами, которое достигается путем частичного смещения основного металла.

  • Скрайбирование

    Надрезание платы примерно на 1/3 толщины материала, при этом оставляя тонкую полосу, удерживающую печатные платы вместе

  • Сверление печатной платы

    Сверление отверстий для выводных компонентов и сквозных отверстий, которые соединяют медные слои друг с другом.

  • Нанесение паяльной маски

    На большинстве плат имеется паяльная маска с эпоксидной краской, нанесенная с каждой стороны для защиты поверхности меди и предотвращения короткого замыкания припоя

  • Гальванопокрытие

    Электроосаждение металлического покрытия на проводящем объекте.

  • Электрический тест

    Узнайте, как тестируются Ваши печатные платы, чтобы гарантировать их качество.

  • Окончательная проверка

    На последнем этапе процесса группа инспекторов с острым зрением осуществляет окончательную тщательную проверку каждой печатной платыr

  • Окончательная проверка

    На последнем этапе процесса группа инспекторов с острым зрением осуществляет окончательную тщательную проверку каждой печатной платыr

  • Упаковка

    Вакуумная упаковка

  • Производственное оборудование:
    1.AOI Tестер
    2.AOI Tестер
    3.V-cut Машина
    4. Медный тестер толщины
    5. Летающий зонд тестер электричества

    Производственное оборудование:
    1. Металлографический анализатор
    2.Химическая лаборатория
    3. Импеданс тестер
    4. Ионный тестер загрязнения
    5. Спектрометр толщины металла
    6.Hi-Pot Тестер
    7.2D измерительный проектор
    8.Peel Тестер прочности

    Технология изготовления печатных плат | Технология и оборудование производства электрической аппаратуры

    Страница 78 из 89

    Глава девятнадцатая
    ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
    19-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
    Процессы сборки электроаппаратных сборочных единиц, выполняемые монтажными проводами, весьма трудоемки. Анализ технологических процессов объемного монтажа показывает, что его трудоемкость достигает свыше 50% всех сборочно-монтажных работ. При этом затрачивается много ручного труда квалифицированных рабочих и невозможна механизация сборочных и монтажных работ. Продолжительные поиски путей механизации и автоматизации сборочно-монтажных работ привели к созданию печатных схем.
    При печатном монтаже все контактные соединения, предназначенные для пайки, выведены в одну плоскость и роль монтажных проводов выполняет приводящий металлический рисунок, закрепленный на основании печатной платы.
    Технология печатного монтажа обеспечивает возможность автоматизации и механизации процессов, что приносит значительные экономические выгоды при серийном производстве. Некоторые из испытанных способов были заимствованы из полиграфии, например способ травления фольги широко используется для изготовления печатных схем. Кроме соединительной проводки можно «печатать» элементы схемы, электрические параметры которых определяются формой или числом витков металлического проводника, например конденсаторы, катушки, высокочастотные трансформаторы, низкоомные резисторы и др.
    Печатные схемы имеют ряд недостатков, например внесение изменений в схему изготовляемой серии затруднено, сложные схемы требуют большой площади, так как преобразование объемного трехразмерного расположения деталей в плоское двухразмерное осуществляется в большинстве случаев с увеличением площади и т. д.
    В технике печатных схем наиболее часто встречается следующая терминология.
    Печатная плата — материал основания, вырезанный по размеру, содержащий необходимые отверстия и по меньшей мере один проводящий рисунок.
    Печатный монтаж  —  способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников.
    Печатная схема — схема, полученная путем печати и включающая печатные элементы, проводящий рисунок .или их комбинацию, образованные в предварительной конструкции или подсоединенные к поверхности общего основания.
    Элементы печатной платы — проводники, контактные площадки, экраны, вырезы на экранах, зазоры, отверстия, маркировка и т. д.
    19-2. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
    Известны следующие основные способы создания печатных схем:
    1) электрохимический — тонкий слой металла (1 —  2 мкм) наносится способом химического осаждения;
    2) электролитический  с переносом  —  токопроводящая схема предварительно осаждается электрическим способом на специальную металлическую матрицу с последующим переносом схемы на изоляционное основание;
    3) фольгирование — лист медной электролитической фольги приклеивается к изоляционному основанию с одной или двух сторон с последующим вытравлением из фольги требуемой схемы;
    4) вжигание токопроводящей схемы из серебряной пасты, наносимой на поверхность изоляционного основания, из которой при обжиге восстанавливается содержащееся в пасте серебро до металлического, прочно сцепляемого с основанием;
    5) вакуумное распыление — печатная схема наносится на изоляционное основание путем распыления металла в вакууме.
    Основные способы нанесения изображения печатных проводников следующие:
    1) фотографический — фотографирование изображения проводников с фотодиапозитива или негатива на основание, покрытое светочувствительной эмульсией;
    2) офсетный — нанесение позитивного или негативного изображения проводников на основание защитной краской с использованием офсетной машины;
    3) сеткографический — нанесение позитивного или негативного изображения проводников на основание защитной краской через сетчатый трафарет;
    4) прессование — создание с помощью пресс-форм позитивного рельефного изображения проводников на плате в виде канавок;
    5) штамповка  —  вырубка проводников из листа фольги, наложенного на изоляционное основание, специальным штампом;
    6) тиснение — нанесение на основание кислотостойких пленок позитивного или негативного изображения проводников с помощью нагретой матрицы и красочной фольги.
    7) гравирование — создание с помощью специального инструмента позитивного рельефного изображения проводников в виде канавок.

    19-3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

    При изготовлении проводящего рисунка на изоляционном основании выполняются следующие процессы:
    изготовление оснований, нанесение рисунка на основание, получение токопроводящих проводников схемы, припайка элементов к проводникам схемы (резисторы, полупроводниковые приборы и т. п.), защита оснований от климатических воздействий и др.
    1) Изготовление оснований. Основания изготавливаются из листовых диэлектрических материалов — гети-накса, фольгированного гетинакса, текстолита, стекло-текстолита — при толщине 0,5 — 2 мм.
    Для придания требуемой формы основаниям используются методы резки листов на гильотинных ножницах, штамповка, сверление, обработка поверхности кварцевым песком.
    2) Нанесение рисунка схемы фотографическим способом. При фотографическом способе осуществляется копирование рисунка схемы с прозрачного фотоснимка на поверхность основания, покрытого пленкой светочувствительной эмульсии, С последующим экспонированием. Затем рисунок схемы проявляется в теплой воде, при этом места пленки, не подвергшиеся экспонированию (облучению светом), вымываются, а оставшиеся участки задубливаются.
    Состав светочувствительной эмульсии:
    Поливиниловый спирт ………… .0,07 — 0,1 кг
    Этиловый спирт . ……..    …..  0,03 кг
    Дистиллированная вода …………   1 кг
    Двухромовокислый аммоний   ……… .0,01 — 0,02 кг
    Эмульгатор ОП-7 или ОН-10   ……….    5%
    3) Нанесение рисунка схемы через сеточный трафарет. На основание — плату помещается сеточный трафарет, через который ракелем вручную или механическим способом продавливают пасту требуемого качества с получением при этом рисунка схемы.
    4) Офсетный способ нанесения рисунка схемы. Для нанесения рисунка используется типографская плоскопечатная машина, в которой на плату, помещенную на столе машины, с клише из офсетной резины на поверхность основания кислотоупорной краской наносится изображение схемы.
    19-4. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ СХЕМ
    В настоящее время в основном применяются следующие методы получения печатных схем: химического травления, электрохимического осаждения, переноса и др.
    1. Метод химического травления. Метод химического травления применяется при использовании фольгированных оснований. На основание наносится рисунок схемы. Участки схемы, не защищенные краской, вытравливаются в ванне с использованием раствора хлористого железа при плотности раствора 1300 кг/м3 и 25°С. После травления основание промывается в холодной проточной воде, а защитную краску с рисунка удаляют с использованием щелочного раствора с последующей тщательной промывкой и просушиванием в термостате.
    Отверстия схемы подвергаются металлизации путем погружения платы сначала в двухлористое олово, а затем в ванну с паладием. За этим следуют химическое и гальваническое меднение и покрытие отверстий сплавом Розе.
    2. Метод электрохимического осаждения. Платы из нефольгированного диэлектрика для лучшей адгезии осаждаемого.металла с поверхностью платы подвергают пескоструйной обработке, после чего наносится непроводящий рисунок. Затем плату помещают в спиртовой раствор азотнокислого серебра с высадкой при этом молекулярного серебра на незащищенных участках. За этим следует химическое меднение в растворе углекислой меди с получением при этом осадка толщиной 1 —  2 мкм, которая, однако, является недостаточной. Поэтому после химического осаждения платы подвергают электролитическому меднению для нанесения слоя меди требуемой толщины. После электролитического покрытия платы подвергают тщательной промывке и просушиванию и после контроля передаются на проведение следующих операций.
    3. Метод переноса. Технология переноса токопроводящего рисунка схемы с матрицы на поверхность диэлектрического основания заключается в следующем.
    На хорошо отполированную матрицу из нержавеющей стали наносится негативное изображение схемы с использованием сеточного трафарета. После этого матрицу подвергают активации с последующим завешиванием в электролитическую ванну на катодную шину. Осаждение меди ведется при плотности тока 5-10-2А/М2. После этого матрица совмещается с поверхностью основания, покрытого клеем БФ-4, и гидравлическим прессом матрица и основание сдавливаются в течение 10 —  20 с. При этом осажденный на матрице медный рисунок схемы приклеивается к поверхности основания, а освободившуюся от рисунка матрицу снова подвергают электролитическому осаждению схемы и т. д.

    Технология производства печатных плат — презентация онлайн

    Модуль 1. Технология производства как один из важнейших
    этапов создания РЭС
    Лекция № 6.
    Тема: Технология изготовления печатных плат
    6.1 Основные определения. Классификация ПП
    6.2 Материалы ПП
    6.3 Этапы производственного процесса ПП

    2. 6.1 Основные понятия

    • Точные информационные системы
    создаются методами физико-химической
    технологии
    • Современная технология микроэлектроники
    основана на двух принципах:
    — последовательном формировании тонких
    слоёв или плёнок при определённых
    режимах
    — создании топологических рисунков с
    помощью микролитографии.

    3. Печатная плата (ПП)

    • важнейший узел электронных средств,
    который обеспечивает закрепление
    компонентов и их соединение в
    электрическую цепь для передачи
    сигналов по печатным проводникам.
    • ПП стали доминирующим
    монтажным элементам в электронных
    приборах с 1952 г.

    4. Печатные платы могут быть

    • односторонними (ОПП),
    • двухсторонними (ДПП),
    • многослойными (МПП).

    5. ОПП и ДПП МПП

    ОПП и ДПП
    • представляют собой
    изоляционный
    материал с
    односторонним или
    двусторонним
    расположением
    печатных проводников.
    МПП
    необходимы
    соединительные
    изоляционные
    прокладки для
    электрической
    изоляции токоведущих
    покрытий.
    • Совмещение рисунков
    проводников в МПП
    достигается с
    помощью отверстий в
    слоях или штифтов
    штампа

    6. Применение ПП

    МПП
    ОПП и ДПП
    в бытовой электронике,
    технике связи,
    блоках питания,
    в измерительной и
    высокочастотной
    технике,
    • в вычислительной
    технике.
    • в технике управления
    автоматического
    регулирования,
    • вычислительной,
    • ракетной
    • авиационной.

    7. Печатные платы различаются по виду основания печатной платы.

    • Металлические печатные
    платы имеют основания
    из меди, титана, инвара,
    покрытые изоляционным
    слоем.
    • Такие платы
    используются для
    теплонагруженных
    модулей.
    • Эта технология позволяет
    располагать плату на
    задней крышке прибора
    или на корпусе
    автомобиля.
    • Керамические печатные платы
    изготавливают вжиганием пасты в
    керамические основания платы.
    • Высокая теплопроводность основания,
    малые диэлектрические потери
    обеспечивают их для построения
    мощных и высокочастотных
    устройств.

    9. Гибкие печатные платы

    • формируются на полиэфирной или полиимидной
    основе и позволяют уменьшить массу и объем
    электронной аппаратуры.
    • На основе гибких плат создают уникальные
    сложные гибко-жесткие конструкции с
    повышенной надежностью.
    • Гибкие печатные платы используются для
    создания разнообразных пленочных клавиатур.

    10. Важные достоинства полимерных плат:

    • малые габариты, вес,
    • возможность одновременно
    изготавливать платы и формировать
    гибкий пленочный кабель.

    11. Печатная плата с защитным покрытием

    На поверхность печатной платы
    наносят защитные покрытия на
    основе:
    канифоли,
    эпоксидных или
    полиэфирных смол,
    которые устраняют возможность
    образования электрических
    мостиков между слоями
    проводников, возникающих
    вследствие загрязнения и влаги.

    12. 6.2 Материалы печатных плат

    • Основа ПП – диэлектрик:
    — с высокой химической и термической стойкостью,
    минимальной деформацией и водопоглащением
    (до 0,5).
    • Удельное сопротивление не менее 1010 Ом.
    • В качестве диэлектрика ПП широко используются
    стеклотекстолит (СТ), который получают
    пропиткой бесщелочных стеклянных тканей
    эпоксифенолформальдегидным лаком (ЭФФЛ) на
    вертикальных пропиточных машинах с сушкой
    (v = 0,8 – 1,2 м/мин) и намоткой на барабан

    13. Стеклотекстолит фольгированный (СФ)

    • получают склеиванием стеклотекстолита и
    медной фольги на гидравлических прессах,
    • 3 слоя стеклотекстолита и подаваемая с
    двух сторон медная фольга, пропускают
    через нагретое прижимное устройство, при
    этом диэлектрический материал
    полимеризуется, а фольга плотно
    прижимается с обеих сторон.

    14. Гетинакс

    • слоистый прессованный пластик на
    основе бумаги, пропитанной
    термореактивной смолой.
    • Фольгированный гетинакс обозначают
    ГФ.
    • Содержание смолы СФ и ГФ 40 – 60%.
    Медную фольгу толщиной 0,035 – 0,18 мм (35 – 180 мкм) изготавливают прокаткой либо электрохимическим осаждением. Несмотря на высокие
    механические свойства катаной фольги, она имеет ряд недостатков: примеси
    металлов, малая ширина (150 – 300 мм), местами выгорание меди из-за перегрева. Поэтому предпочтение отдаётся электрохимической фольге, которая
    получается при вращении барабана – катода из нержавеющей стали в растворе соли меди, при определённой плотности тока и скорости вращения. Покрывающий катод осадок меди определённой толщины при выходе барабана
    из электролита отдирается от поверхности, протягивается через промывное и
    сушильное устройство и наматывается на приёмную гильзу.
    Для повышения температурной стойкости и адгезии фольги к диэлектрику производится электрохимическое оксидирование фольги: фольга обрабатывается в растворе NaOH при определённой плотности тока. Образуется
    на поверхности защитный слой Na2CuO2, который не препятствует пайке.
    Чем точнее фольга, тем более тонкие проводники можно получить на
    печатных платах: 25 – 75 мкм.

    16. Новая керамика для изготовления печатных плат

    недостатки фольгированных
    диэлектриков :
    Эти недостатки
    можно исключить,
    применяя основания из:
    • большой непроизводительный
    расход меди,
    • Длительность процесса;
    • значительное количество
    сточных вод, содержащих
    кислые травильные растворы.
    в ряде случаев применение
    традиционных печатных плат
    из гетинакса и текстолита
    неприемлемо в силу их
    низкой термостойкости и
    вероятности возгорания.
    алюмооксидной
    керамики на базе
    природного минерала
    пирофиллита
    • стеклокерамических
    материалов

    17. Печатные платы способствуют

    • повышению плотности монтажа,
    • снижению длины проводников,
    • уменьшению массы и габаритов
    приборов,
    • снижению паразитных связей за счет
    использования экранирования и
    низкоомных проводников.

    18. При изготовлении ПП ПП обеспечивают

    При изготовлении ПП
    • используются
    групповые
    автоматизированные
    методы,
    • снижаются ошибки при
    монтаже.
    ПП
    обеспечивают
    • простоту проверки
    • хорошую
    ремонтопригодность,
    что повышает
    надежность и
    механическую
    стабильность приборов
    и устройств.

    19. К недостаткам печатных плат

    • можно отнести нежелательные
    емкостные и индуктивные связи
    • увеличенное время разработки

    20. Технологический процесс изготовления Электронных изделий

    Технологический процесс изготовления
    Электронных изделий состоит из нескольких
    последовательных этапов:
    • На печатные платы устанавливаются
    многочисленные компоненты: резисторы,
    конденсаторы, интегральные схемы, выводы
    которых соединены в Единую электрическую
    схему.
    • Отдельные печатные платы и другие компоненты
    собираются в блоки, образуя законченную
    конструкцию.

    22. Производственный процесс изготовления электронных схем

    На этапе настройки
    С помощью специальных настроечных элементов
    Выходные параметры элементов доводятся до заданных
    значений.
    На этапе герметизации
    осуществляетcя защита узлов и блоков от влияния внешней
    среды.
    На этапе испытаний
    Изготовленную аппаратуру испытывают при воздействии
    вибраций, удара, высокой температуры, влаги.
    На всех этапах изготовления осуществляется тщательный
    контроль операций.

    24. На первом этапе

    • Нарезаются заготовки материала нужного размера.
    На заготовке сверлятся отверстия для установки
    компонентов и создания электрических соединений между
    слоями.
    • На печатной плате могут располагаться до 1000 отверстий
    диаметром около 100 мкм.
    • Стеклянная крошка, образующаяся при сверлении
    стеклотекстолита, является абразивным материалом,
    поэтому используются специальные твердосплавные сверла,
    вращающиеся со скоростью до 1500 оборотов в минуту.
    Точность установки сверла до 5 мкм.

    25. Линия гальванического осаждения меди

    После промывки
    поверхности на
    диэлектрических
    стенках отверстий
    создается
    электропроводящий
    слой

    Электропроводящий слой создается промывкой плат в
    суспензии, содержащей электропроводящий графит, с
    последующей сушкой.
    • Электропроводящий слой, нанесенный на стенки отверстий,
    позволяет выполнить электрохимическое осаждение меди
    толщиной до 20 мкм. Этот слой меди обеспечивает хороший
    электрический контакт между проводниками на разных сторонах
    платы.
    • Гальваническое осаждение меди выполняется на линии
    Гальванического осаждения, состоящей из нескольких ванн.
    • Современные технологии позволяют осаждать медь с высокой
    равномерностью в глубоких отверстиях при соотношениях
    толщины платы к диаметру отверстия до 10.

    27. Модуль нанесения фоторезиста


    Для создания рисунка
    проводников, контактных
    площадок, защитных
    масок на обе поверхности
    платы наносится пленочный
    фоторезист.
    • Заготовки платы
    перемещается из одного
    помещения в другое через
    шлюз.
    • В модуле пленочный
    фоторезист ламинируется с
    двух сторон печатной платы.
    • Для создания рисунка проводников, контактных площадок и
    масок используются фотошаблоны.
    • Черные места на фотошаблоне образованы экспонированными
    участками фотопленки.
    Экспонирование осуществляется на фотоплоттере, в
    котором световой луч сканирует определенны участки пленки.
    Фотоплоттер управляется компьютером в соответствии с
    технологическим рисунком платы.
    • После экспонирования пленка проявляется и сушится.
    • На стадии экспонирования печатной платы свет
    проходит через прозрачные места фоторезиста и
    экспонирует фоторезист.
    • Освещенные места фоторезиста приобретают
    способность растворяться в растворе проявителя.
    • Экспонирование осуществляется с двух сторон через два
    совмещенных фотошаблона.
    • Для того, чтобы фотошаблон и плата не изменяли свои
    размеры из-за нагрева экспонирующим светом установки
    экспонирования, предусматривают охлаждение платы.
    • В модуле проявления плата омывается с
    двух сторон струями проявителя, затем
    струями воды для промывки.
    • Технологические параметры проявления
    задаются из единой компьютерной сети
    предприятия или с пульта.
    • В конце движения в этом модуле плата
    сушится горячим воздухом.

    31. Модуль травления

    После формирования резистивной маски выполняется травление медной
    фольги. Фоторезист защищает участки нижележащей пленки от травления.
    В модуле травления осуществляется струйное травление платы с двух
    сторон. Травление ведется в медно-аммонийном растворе.
    Cu + Cu(Nh4)4SO4 2 Cu(Nh4)2SO4
    Плата движется по конвейеру и с двух сторон омывается струями травителя.
    Закрытый рабочий объем камеры обеспечивает нормальные условия работы
    персонала. Непрерывно ведется корректировка состава травителя и
    электролитическая утилизация меди и травильного раствора.
    После травления фоторезистивная маска смывается в растворе
    органического растворителя.
    • Затем промывается
    струями воды и
    сушится теплым
    воздухом.
    • Наилучшее качество
    сушки достигается в
    инфракрасной печи
    • После сушки в
    результате получается
    двухсторонняя
    печатная плата с
    металлизированными
    отверстиями.

    34. Коммуникационная система проводников создается

    • Гальваническим осаждением,
    • фотолитографией
    • травлением пленок.

    36. Цеха по производству печатных плат оснащены

    • автоматизированными линиями химической и
    электрохимической металлизации ,
    • установками для нанесения фоторезистов ,
    • станками с ЧПУ для механической обработки

    37. Оборудование с ЧПУ

    применяют для изготовления
    • фотошаблонов и трафаретов,
    • сверления отверстий в ПП,
    • фрезерования плат,
    • автоматизированными стендами контроля плат.
    • В цехах лакокрасочных покрытий организуются
    технологические поточные линии, где окрасочные
    и сушильные камеры являются проходными,
    используются автоматические агрегаты- роботы
    «маляры» с распылителями
    • Сборочные цехи оснащены переналаживаемыми конвейерными линиями;
    универсальными рабочими местами электромонтажников;
    специализированным оборудованием по подготовке, установке и пайке
    ЭРЭ и интегральных схем на печатных платах; стендами для контроля и регулировки
    функциональных параметров сборочных единиц блоков и стоек РЭА.
    • На оборудовании с ЧПУ производят установку и пайку

    Изготовление двухсторонних печатных плат с доставкой по России

    Двусторонняя печатная плата имеет проводящий рисунок на обеих сторонах и используется для объединения электронных компонентов в современной технике.

    Заготовка для двусторонней платы состоит из диэлектрика с медной ламинацией с обеих сторон. 

    Для диэлектрического основания могут применяться следующие материалы:

    • Стеклотекстолит FR4: лист из стеклотканей с эпоксидной пропиткой.
    • Rogers 4000 Series: керамические листы со стекловолоконным армированием.
    • ArlonADseries: армированный фторопласт PTFE.

    Изготовление двухсторонней печатной платы начинается с просверливания, после чего на заготовке поэтапно создается проводящий рисунок.

    Технология изготовления двухсторонних печатных плат

    Соблюдение технологических процессов при изготовлении и особенности оборудования определяют качественные характеристики плат. Условно процесс можно разделить на следующие этапы:

    Металлизация заготовки

    Чтобы отверстия получили необходимую проводимость, на заготовку осаждают медь химическим и гальваническим методом. Металлизация осуществляется в два слоя:

    • Палладий: обладает лучшей адгезией со стеклотекстолитом и служит основой для следующего слоя.
    • Медь: толщина слоя 5 микрон.

    Создание токопроводящего рисунка

    Для создания токопроводящего рисунка используется фоточувствительный материал – фоторезист, который может быть ламинированным или жидким. На фоторезист рисунок экспонируется одним из этих способов:

    • Негативными шаблонами: открытые участки шаблона засвечиваются, после чего шаблон удаляется.
    • Напрямую: процедура проводится с помощью лазерного излучения.

    Полученное изображение проявляется, затем подлежит гальванической металлизации медью, а также другими металлами и сплавами, лучше сопротивляющимися травлению. Заготовка освобождается от фоторезиста, отправляется на травление, а затем в специальную ванну для смывки металлорезиста.

    В результате на заготовке остается токопроводящий рисунок.

    Нанесение паяльной маски

    Паяльная маска – это пленочный или жидкий материал. Она необходима для защиты фрагментов платы, на которые финишное покрытие наносить не нужно. После нанесения на поверхность маска экспонируется негативными фотошаблонами или напрямую лазерной установкой.

    При проявке паяльной маски открываются контактные поверхности, не засвеченные при экспонировании. Затем через сетчатый трафарет или струйным методом наносится маркировка.

    Нанесение финишного покрытия

    Финишный слой нужен только для токопроводящих участков платы. Он обеспечивает качественную пайку изделия. Покрытия доступны в следующих видах:

    • HASL: заготовка помещается в расплавленный припой и выравнивается горячим воздухом.
    • Иммерсионное золото: многоэтапный процесс нанесения золота по послою никеля.

    Изготовление двухсторонней печатной платы требует больше времени, чем в случае с односторонними аналогами, поскольку некоторым видам обработки необходимо подвергать обе стороны изделия.

    Это сказывается на стоимости двусторонней платы, которая окупается ее несомненными преимуществами.

    Преимущества двусторонних печатных плат

    Двусторонние платы наиболее распространены благодаря следующим своим выгодным преимуществам:

    • размещение токопроводящего рисунка на обеих сторонах пластины;
    • большая площадь рабочего поля двухсторонней платы.

    Двухсторонние печатные платы обеспечивают стабильную и надежную работу современных электроприборов и, благодаря отсутствию массивных проводов, способствуют уменьшению их габаритов.

    StudyPort.Ru — Технология изготовления печатных плат

    Классификация методов конструирования печатных плат и узлов

    Процесс изготовления печатной платы

    Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте

    Металлизация сквозных отверстий

    Попарное прессование

    Метод послойного наращивания

    Составление блок схемы типового техпроцесса

    Описание ТП

    Выбор материала

    Основные характеристики

    Основы безопасности производства печатных плат

    Библиография

    Классификация методов конструирования печатных плат и узлов

    При конструировании РЭА на печатных платах используют следующие методы.

    Моносхемный применяют для несложной РЭА. В том случае вся электрическая схема располагается на одной ПП. Моносхемный метод имеет ограниченное применение, так как очень сложные ПП неудобны при настройке и ремонте РЭА. Схемно-узловой метод применяют при производстве массовой и серийной РЭА. При этом методе часть электрической схемы, имеющая четкие входные и выходные цепи (каскады УВЧ, УПЧ, блоки развёрток и т.п.) , располагается на отдельной плате. Ремонтопригодность таких изделий больше. Недостаток – сложность системы соединительных проводов, связывающих отдельные платы.

    Функционально-узловой метод применяют в РЭА с использованием микроэлектронных элементов. При этом ПП содержит проводники коммутации функциональных модулей в единую схему. На одной плате можно собрать очень сложную схему. Недостаток этого метода – резкое увеличение сложности ПП. В ряде случаев все проводники не могут быть расположены на одной и даже обеих сторонах платы. При этом используют многослойные печатные платы МПП, объединяющие в единую конструкцию несколько слоёв печатных проводников, разделённых слоями диэлектрика. В соответствии с гостом различают три метода выполнения ПП:

      • ручной;
      • полу автоматизированный;
      • автоматизированный;

    Предпочтительными являются полу автоматизированный, автоматизированный методы.

    Процесс изготовления печатной платы

    В техническом прогрессе ЭВМ играют значительную роль: они значительно облегчают работу человека в различных областях промышленности, инженерных исследованиях, автоматическом управлении и т.д. Особенностями производства ЭВМ на современном этапе являются: Использование большого количества стандартных элементов. Выпуск этих элементов в больших количествах и высокого качества – одно из основных требований вычислительного машиностроения. Массовое производство стандартных блоков с использованием новых элементов, унификация элементов создают условия для автоматизации их производства. Высокая трудоёмкость сборочных и монтажных работ, что объясняется наличием большого числа соединений и сложности их выполнения вследствие малых размеров. Наиболее трудоёмким процессом в производстве ЭВМ занимает контроль операций и готового изделия. Основным направлением при разработке и создании печатных плат является широкое применение автоматизированных методов проектирования с использованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращает продолжительность всего технологического цикла.

    Основными достоинствами печатных плат являются:

    • Увеличение плотности монтажа и возможность микро-миниатюризации изделий.
    • Гарантированная стабильность электрических характеристик.
    • Повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям.
    • Унификация и стандартизация конструктивных изделий.
    • Возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ.

    Условия эксплуатации ЭВМ могут быть различными, они зависят в основном от климатических воздействий, которые необходимо учитывать при выборе материалов и конструктивных особенностей ЭВМ, кроме того, они определяют программу и объём контрольных испытаний. Для определения влияния окружающей среды на работу ЭВМ рассматривают следующие зоны климата: умеренную, тропическую, арктическую, морскую. Для ракетной и космической аппаратуры учитывают специфику больших высот.

    Исходя из этого наиболее подходящим, является способ изготовления устройства на печатной плате (ТЭЗ 2го уровня. Так как печатная плата обладает большой поверхностью и будет быстрее охлаждаться, она имеет преимущество перед другими технологиями.

    Типы производства: (Таблица 1.)

    • Единичным называется такое производство, при котором изделие выпускается единичными экземплярами. Характеризуется: Малой номенклатурой изделий, малым объёмом партий, Универсальным оснащение цехов, Рабочими высокой квалификации.
    • Серийное – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых повторяющимися партиями сравнительно небольшим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии различают: мелко средне и крупно серийные производства.
    • Универсальное – использует специальное оборудование, которое располагается по технологическим группам, Техническая оснастка универсальная, Квалификация рабочих средняя.

    Массовое производство характеризуется: узкой номенклатурой и большим объёмом изделий, изготавливаемых непрерывно; использованием специального высокопроизводительного оборудования, которое расставляется по поточному принципу. В этом случае транспортирующим устройством является конвейер. Квалификация рабочих низкая. Также различной может быть серийность: (Таблица 2.) В зависимости от габаритов, веса и размера годовой программы выпуска изделий определяется тип производства.

    Тип производства и соответствующие ему формы организации работ определяют характер технологического процесса и его построение. Так как по условию технического задания объём производства равен 100 изделиям в год, то производство должно быть среднесерийным.

    Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте

    Достоинствами ПП являются:

    • Увеличение плотности монтажа.
    • Стабильность и повторяемость электрических характеристик.
    • Повышенная стойкость к климатическим воздействиям.
    • Возможность автоматизации производства.

    Все ПП делятся на следующие классы: Опп – односторонняя печатная плата. Элементы располагаются с одной стороны платы. Характеризуется высокой точностью выполняемого рисунка.

    ДПП – двухсторонняя печатная плата. Рисунок располагается с двух сторон, элементы с одной стороны. ДПП на металлическом основании используются в мощных устройствах.

    МПП – многослойная печатная плата. Плата состоит из чередующихся изоляционных слоев с проводящим рисунком. Между слоями могут быть или отсутствовать межслойные соединения.

    ГПП — гибкая печатная плата. Имеет гибкое основание, аналогична ДПП.

    ППП — проводная печатная плата.

    Сочетание ДПП с проводным монтажом из изолированных проводов.

    Достоинства МПП:

    • Уменьшение размеров, увеличение плотности монтажа.
    • Сокращение трудоёмкости выполнения монтажных операций.

    Металлизация сквозных отверстий

    Данный метод основан на том, что слои между собой соединяются сквозными, металлизированными отверстиями.

    Достоинства: Простой ТП.

    Высокая плотность монтажа.

    Большое количество слоёв.

    Попарное прессование

    Применяется для изготовления МПП с четным количеством слоёв.

    Достоинства:

    Высокая надёжность.

    Простота ТП.

    Допускается установка элементов как с штыревыми так и с планарными выводами.

    Метод послойного наращивания

    Основан на последовательном наращивании слоёв.

    Достоинства: Высокая надёжность.

    Мпп изготавливают методами построенными на типовых операциях используемых при изготовлении ОПП и ДПП. Исходя из соображений технологичности производства, я выбираю метод металлизации сквозных отверстий, так как он наиболее подходит к выбранной мною схеме среднесерийного производства. Так как на среднесерийном производстве используется автоматизация производства, для разработки чертежей платы я использовал программы автоматической трассировки P-CAD, которая создала 4 слоя платы размером 160ґ 180 мм. Из этого получается один двухсторонний слой и два односторонних слоя для внешних слоёв. Выходные файлы системы P-CAD позволяют значительно автоматизировать дальнейший технологический процесс в таких сложных операциях как сверление межслойных отверстий.

    Составление блок схемы типового техпроцесса

    Правильно разработанный ТП должен обеспечить выполнение всех требований, указанных в чертеже и ТУ на изделие, высокую производительность. Исходными данными для проектирования технологического процесса являются: чертежи детали, сборочные чертежи, специализация деталей, монтажные схемы, схемы сборки изделий, типовые ТП.

    Блок схема типового техпроцесса.

    Описание ТП

    Метод металлизации сквозных отверстий применяют при изготовлении МПП. Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с припуском 30 мм на сторону. После снятия заусенцев по периметру заготовок и в отверстиях, поверхность фольги защищают на крацевальном станке и обезжиривают химически соляной кислотой в ванне. Рисунок схемы внутренних слоёв выполняют при помощи сухого фоторезиста. При этом противоположная сторона платы должна не иметь механических повреждений и подтравливания фольги. Базовые отверстия получают высверливанием на универсальном станке с ЧПУ. Ориентируясь на метки совмещения, расположенные на технологическом поле. Полученные заготовки собирают в пакет. Перекладывая их складывающимися прокладками из стеклоткани, содержащими до 50% термореактивной эпоксидной смолы. Совмещение отдельных слоёв производится по базовым отверстиям. Прессование пакета осуществляется горячим способом. Приспособление с пакетами слоёв устанавливают на плиты пресса, подогретые до 120…130° С. Первый цикл прессования осуществляют при давлении 0,5 Мпа и выдержке15…20 минут. Затем температуру повышают до 150…160° С, а давление – до 4…6 Мпа. При этом давлении плата выдерживается из расчёта 10 минут на каждый миллиметр толщины платы. Охлаждение ведётся без снижения давления. Сверление отверстий производится на универсальных станках с ЧПУ СМ-600-Ф2. В процессе механической обработки платы загрязняются. Для устранения загрязнения отверстия подвергают гидроабразивному воздействию. При большом количестве отверстий целесообразно применять ультразвуковую очистку. После обезжиривания и очистки плату промывают в горячей и холодной воде. Затем выполняется химическую и гальваническую металлизации отверстий. После этого удаляют маску. Механическая обработка по контуру, получение конструктивных отверстий и Т. Д. осуществляют на универсальных, координатно-сверлильных станках (СМ-600-Ф2) совместимых с САПР. Выходной контроль осуществляется автоматизированным способом на специальном стенде, где происходит проверка работоспособности платы, т.е. её электрических параметров. Затем идет операция гальванического осаждения меди. Операция проводиться на авто операторной линии АГ-44. На тонкий слой осаждается медь до нужной толщины. После этого производится контроль на толщину меди и качество её нанесения. Далее производиться обработка по контуру ПП. Эта операция производиться на станке CМ-600-Ф2 с насадкой в виде дисковой фрезы по ГОСТ 20320-74. В этой операции удаляется ненужный стеклотекстолит по краям платы и подгонка до требуемого размера. Затем методом сеткографии производиться маркировка ПП. операция производиться на станке CДC-1, который требуемым штампом произведет оттиск на ПП маркировки. Весь цикл производства ПП заканчивается контролем платы. Здесь используется автоматизируемая проверка на специальных стендах.

    Выбор материала

    Для производства Многослойных печатных плат используются различные стеклотекстолиты по условию технического задания устройство должно работать в условиях с повышенной температурой для производства внутренних слоёв платы используется двухсторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-2. Для внешних слоёв печатной платы используется аналогичный односторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-1.

    Основные характеристики

    Фольгированный стеклотекстолит СТФ: Толщина фольги 18-35 мм.

    Толщина материала 0.1-3 мм.

    Диапазон рабочих температур –60 +150 с°.

    Напряжение пробоя 30Кв/мм.

    Фоторезист СПФ2: Тип негативный.

    Разрешающая способность 100-500.

    Проявитель метилхлороформ.

    Раствор удаления хлористый метилен.

    Основы безопасности производства печатных плат

    Одним из наиболее распространенных методов создания электрических цепей в радиоэлектронной, электронно-вычислительной и электротехнической аппаратуре является применение печатного монтажа, реализуемого в виде односторонних, двусторонних и многослойных печатных платах.

    Объем аппаратуры на печатных платах и их производство в отечественной промышленности и за рубежом неуклонно увеличивается. Именно поэтому знание опасных и вредных факторов производства, возникающих при изготовлении печатных плат, является одним из непременных условий подготовки специалистов электронной промышленности.

    К заготовительным операциям относят раскрой заготовок, разрезку материала и выполнение базовых отверстий и изготовление слоев на печатных платах.

    В крупносерийном производстве разрезку материала выполняют методом штамповки в специальных штампах на эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле. В серийном и мелкосерийном производстве широкое распространение получили одно- и многоножевые роликовые ножницы, на которых материал разрезается сначала на полосы заданной ширины, а затем на заготовки. Разрезку основных и вспомогательных материалов (прокладочной стеклоткани, кабельной бумаги и др.) , необходимых при изготовлении многослойных печатных плат в мелкосерийном и единичном производстве, осуществляют с помощью гильотинных ножниц.

    Таким образом, выполнение заготовительных операций по раскрою материала сопряжено с опасностью повреждения рук работающего в случае попадания их в зону между пуансоном и матрицей, в частности верхним и нижним ножом гильотинных ножниц, при ручной подаче материала.

    Наибольшую опасность представляет работа пресса в автоматическом режиме, требующая большого напряжения, внимания и осторожности работающего, так как всякое замедление движения рабочего может привести к травматизму. Во избежание попадания рук рабочего в опасную зону применяют систему двурукого включения, при котором пресс включается только после одновременного нажатия обеими руками двух пусковых кнопок.

    В прессах и ножницах с ножными педалями для предотвращения случайных включений педаль ограждают или делают запорной. Часто, кроме этого, опасную зону у пресса ограждают при помощи фотоэлементов, сигнал от которых автоматически останавливает пресс, если руки рабочего оказались в опасной зоне. При ручной подаче заготовок необходимо применять специальные приспособления: пинцеты, крючки и т.д.

    Радикальным решением вопроса безопасности является механизация и автоматизация подачи и удаления заготовок из штампа, в том числе с использованием средств робототехники.

    Базовые отверстия получают различными методами в зависимости от класса печатных плат. На печатных платах первого класса базовые отверстия получают методом штамповки с одновременной вырубкой заготовок. Базовые отверстия на заготовках плат второго и третьего классов получают сверлением в универсальных кондукторах с последующим развертыванием. В настоящее время в серийном и крупносерийном производстве традиционное сверление базовых отверстий по кондуктору на универсальных сверлильных станках уступило место сверлению на специализированных станках (например, модель AB-2 фирмы «Schmoll», ФРГ) . Таким образом, станки в одном цикле со сверлением предусматривают установку фиксирующих штифтов, плотно входящих в просверленное отверстие и скрепляющих пакет из 2-6 заготовок. Во избежание травм при работе на сверлильных станках необходимо следить за тем, чтобы все ремни, шестерни и валы, если они размещены в корпусе станка и доступны для прикосновения, имели жесткие неподвижные ограждения. Движущиеся части и механизмы оборудования, требующие частого доступа для осмотра, ограждаются съемными или открывающимися устройствами ограждения. В станках без электрической блокировки должны быть приняты меры, исключающие возможность случайного или ошибочного их включения во время осмотра.

    Во избежание захвата одежды и волос рабочего его одежда должна быть заправлена так, чтобы не было свободных концов; обшлага рукавов следует застегнуть, волосы убрать под берет.

    Образующуюся при сверлении, резке материала заготовок печатных плат пыль необходимо удалять с помощью промышленных пылесосов.

    Библиография

    • Справочник по конструированию РЭА (А. И. Горобец, А. И. Степаненко, В. М. Коронкевич)

    Производство печатных плат — Ижевский радиозавод

    Продукция

    • одно-, двусторонние, многослойные печатные платы
    • гибкие кабели и платы
    • гибко-жесткие печатные платы, СВЧ платы, в том числе многослойные
    • печатные платы на алюминиевом основании
    • контакты из ленты медьсодержащих сплавов толщиной 0,05—0,2 м

    Технологии

    • печатные платы с металлизированными торцами и полуотверстиями
    • печатные платы на металлическом основании и склейка плат с корпусом
    • МПП с контролируемым волновым сопротивлением
    • МПП с несколькими уровнями глухих отверстий
    • гибкие кабели с металлизацией отверстий
    • гибко-жесткие печатные платы с разной толщиной жестких частей
    • гибко-жесткие печатные платы с металлизированными отверстиями в гибкой части
    • выборочное золочение контактов и ламелей для концевых разъемов
    • обратное высверливание металлизированных отверстий
    • сверление и фрезерование на глубину
    • защита переходных отверстий:
      • сухой пленочной маской (тип I по IPC-4761)
      • сухой пленочной маской с дополнительным покрытием жидкой маской(тип II по IPC-4761)
      • пастой с медной крышкой (тип VII по IPC-4761)
    • СВЧ платы из материала на основе фторопласта (PTFE, ФАФ-4Д) с металлизацией отверстий
    • гибридные СВЧ платы (FR4 и СВЧ материал)
    • золочение СВЧ плат без подслоя никеля
    • прямое прессование СВЧ материалов без применения стеклоткани

    Каталоги

    Технические возможности

    • количество слоев: от 1 до 24
    • толщина плат: от 0,1 до 10,0 мм
    • ширина проводника, min: 0,1 мм
    • зазор между элементами печатного рисунка, min: 0,1 мм
    • диаметр сквозных переходных отверстий, min: 0,2 мм
    • соотношение диаметра сквозного отверстия к толщине платы: до 1:12
    • диаметр глухих переходных отверстий, min: 0,1 мм
    • соотношение диаметра глухого отверстия к глубине: до 1:10
    • финишные покрытия: О-С(60), ГорПОС61(HALS), гальваническое золото, иммерсионное золото (ENIG), гальваническое серебро, иммерсионное серебро (IAg)
    • толщина фольги: 18, 35, 50, 70, 105, 210 мкм
    • контроль величины волнового сопротивления: ±10%
    • цвет защитной маски/ маркировочной краски: зеленый, черный, белый
    • материалы:
      • диэлектрики и стеклоткани типа FR-4, FR-4 HiTg отечественного производства фирм АНО НТЦ «Элифом», ООО «БИЗ», ООО «Электромаш» и импортного производства фирм VENTEC, ISOLA, ITEQ
      • СВЧ — материалы отечественного производства марок ФЛАН, ФАФ-4Д и импортного производства фирм Аrlon, Taconic, Nelco, ROGERS cерий 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, TMM
      • материалы для гибких и гибко-жестких плат отечественного производства АНО НТЦ «Элифом» и импортного производства фирмы DUPONT, TAIFLEX
      • материалы на алюминиевом основании фирмы Bergquist, VENTEC

    Контакты

    Заказ печатных плат


    Стерхов Андрей Николаевич

    +7 3412 50-11-19
    +7 912 765-95-62

    Заказ монтажа печатных плат


    Чукавин Алексей Владимирович

    +7 3412 50-00-45

    Техническая поддержка


    Макеева Наталья Владимировна

    +7 3412 50-15-72

    Производитель

    ⬜ Изготовление многослойных печатных плат

    Однослойные и двухслойные Многослойные Гибкие и гибко-жесткие Нестандартные

    Алюминиевые Прототипы

    Технология многослойной печати плат задействуется для повышения плотности компоновки элементов электрической схемы, а также миниатюризации самой платы. Многослойные печатные платы (МПП) благодаря сравнительно небольшим размерам позволяют уменьшить габариты оборудования, в котором они установлены, что в свою очередь приводит к снижению себестоимость техники, улучшению ее потребительских и функциональных свойств.

    «Невская электронная компания» наладила выпуск многослойных плат методом попарного прессования. Данная технология позволяет создавать платы с четырьмя слоями, схематически соединенными сквозными металлизированными отверстиями. Производственный процесс соответствует всем технологическим требованиям в плане точности нанесения разметки межцентровых расстояний и другим важным параметрам, влияющим на стабильность работы электрооборудования.

    Особенности технологии попарного прессования

    Изготовление платы осуществляется путем склейки парных заготовок из диэлектрика с двусторонним фольгированным покрытием. Электрическая схема на внутренних слоях наносится фотохимическим способом, а контакт между внешним и внутренним слоем одной заготовки (межслойный переход) обеспечивается с помощью высверленных отверстий с нанесенной металлизацией.

    К преимуществам данного способа производства МПП следует отнести:

    • относительную простоту технологии;

    • данный технологический процесс хорошо освоен в промышленности, что обеспечивает минимизацию  производственных издержек;

    • невысокая себестоимость готовой платы;

    • высокая ненадежность, сохраняющаяся на протяжении всего эксплуатационного срока изделия;

    • уровень плотности компоновки элементов четырехслойных МПП достаточен для реализации большинства типичных проектов, в том числе предполагающих разводку сложных принципиальных схем.

    В процессе производства электронных плат мы используем высококачественные материалы:

    • СФ/СТФ – стеклоткань с гальваностойкой медной фольгой;

    • FR4 – фольгированный многослойный стеклотекстолит;

    • FR4/FR5 HighTg – термостойкий стеклотекстолит, соответствующий нормам RoHS.

    На завершающем этапе производства обеспечивается визуальный и оптический контроль качества, а также электротестирование платы и контроль импеданса с использованием современного оборудования.

    Технические возможности и применяемые материалы

    Наименование параметра/характеристики Возможности производства/ограничения

    Максимальное количество слоев в МПП

    40

    Минимальная ширина проводника/минимальный зазор для внешних слоев МПП:

    • для фольги толщиной 18 мкм
    • для фольги толщиной 35 мкм
    • для фольги толщиной 70 мкм
    • для фольги толщиной 105 мкм

    0,15/0,15 мм

    0,22/0,22 мм

    0,30/0,30 мм

    0,35/0,35 мм

    Минимальная ширина проводника/минимальный зазор для внутренних слоев МПП:

    • для фольги толщиной 18 мкм
    • для фольги толщиной 35 мкм

    0,20/0,20 мм

    0,22/0,22 мм

    Толщина меди на внешних и внутренних слоях МПП

    18/35 мм

    Минимальный диаметр монтажных отверстий

    0,6 мм

    Диаметр металлизированных полуотверстий

    0,6-5,0 мм

    Минимальная ширина пазов, выполняемых фрезерованием

    1 мм

    Минимальная ширина пазов, выполняемых по технологии drill slot

    0,6 мм

    Минимальная длина пазов, выполняемых по технологии drill slot

    2d

    Максимальная длина стороны (печатная плата с краевым разъемом)

    250 мм

    Максимальная высота ламели

    32 мм

    Толщина гальванических покрытий:

    • Никелирование
    • Золочение

    Ni 5-7 мкм

    Подслой Ni 5-7 мкм, Au – 1-3 мкм

    Производство МПП методом попарного прессования позволяет в кратчайшие сроки наладить серийный выпуск плат по предоставленной клиентом принципиальной схеме. Стоимость заказа определяется индивидуально с учетом объема выпускаемой партии, срочности изготовления, а также технологической сложности производства.

    Свяжитесь с менеджерами «Невской электронной компании», чтобы получить более подробную консультацию. Наши специалисты детально объяснят принципы технологии изготовления многослойных плат и помогут оптимизировать себестоимость продукции.

    Полное руководство по процессу производства печатных плат


    Перейти к: Шаг 1: Проектирование печатной платы | Шаг 2: Обзор проекта и инженерные вопросы | Шаг 3: Печать дизайна печатной платы | Шаг 4: Печать меди для внутреннего слоя | Шаг 5: Протравка внутренних слоев или сердцевины для удаления меди | Шаг 6: Выравнивание слоев | Шаг 7: Автоматическая оптическая проверка | Шаг 8: Ламинирование слоев печатной платы | Шаг 9: Бурение | Шаг 10: Покрытие печатной платы | Шаг 11: Визуализация внешнего слоя | Шаг 12: Травление внешнего слоя | Шаг 13: Внешний слой AOI | Шаг 14: Нанесение паяльной маски | Шаг 15: Приложение шелкографии | Шаг 16: Чистовая обработка печатной платы | Шаг 17: Проверка электрической надежности | Шаг 18: Профилирование и выход | Шаг 19: Проверка качества и визуальный осмотр | Шаг 20: Упаковка и доставка

    Запросить бесплатное предложение

    Что такое процесс производства печатных плат?

    Процесс производства печатных плат (PCB) требует сложной процедуры для обеспечения рабочих характеристик готового продукта.Хотя печатные платы могут быть однослойными, двухслойными или многослойными, используемые процессы изготовления различаются только после изготовления первого слоя. Из-за различий в структуре печатных плат для изготовления некоторых из них может потребоваться 20 или более этапов.

    Количество этапов производства печатных плат зависит от их сложности. Пропуск любого шага или сокращение процедуры может отрицательно повлиять на производительность печатной платы. Однако после успешного завершения печатные платы должны правильно выполнять свои задачи как ключевые электронные компоненты.

    Какие части печатной платы?

    Печатная плата состоит из четырех основных частей:

    • Подложка: Первая и самая важная — это подложка, обычно сделанная из стекловолокна. Стекловолокно используется, потому что оно обеспечивает прочность сердцевины печатной платы и помогает противостоять поломке. Думайте о подложке как о «скелете» печатной платы.
    • Медный слой: В зависимости от типа платы этот слой может быть либо медной фольгой, либо сплошным медным покрытием.Независимо от того, какой подход используется, цель меди остается прежней — передавать электрические сигналы к печатной плате и от нее, так же, как ваша нервная система передает сигналы между вашим мозгом и мышцами.
    • Паяльная маска: Третья часть печатной платы — это паяльная маска, которая представляет собой слой полимера, который помогает защитить медь от короткого замыкания от контакта с окружающей средой. Таким образом, паяльная маска действует как «кожа» печатной платы.
    • Шелкография: Последняя часть печатной платы — шелкография.Шелкография обычно находится на стороне компонентов платы, используемой для отображения номеров деталей, логотипов, настроек переключателей символов, ссылок на компоненты и контрольных точек. Шелкография также может быть известна как легенда или номенклатура.

    Узнать цену и время выполнения

    Теперь, когда мы ознакомились с основами печатных плат и анатомии печатных плат, мы рассмотрим весь процесс создания печатной платы.

    Как производится печатная плата?

    Этапы процесса проектирования печатной платы начинаются с проектирования и проверки и продолжаются до изготовления печатных плат.Многие шаги требуют компьютерного управления и инструментов с механическим приводом для обеспечения точности и предотвращения коротких замыканий или неполных замыканий. Готовые платы должны пройти строгие испытания, прежде чем они будут упакованы и доставлены клиентам.

    Шаг первый: проектирование печатной платы

    Начальным этапом производства любой печатной платы, конечно же, является дизайн. Производство и проектирование печатной платы всегда начинается с плана: разработчик составляет проект печатной платы, который удовлетворяет всем изложенным требованиям.Наиболее часто используемое программное обеспечение для проектирования, используемое разработчиками печатных плат, — это программа под названием Extended Gerber, также известная как IX274X.

    Когда дело доходит до проектирования печатных плат, Extended Gerber — отличное программное обеспечение, поскольку оно также работает как выходной формат. Extended Gerber кодирует всю информацию, которая нужна проектировщику, такую ​​как количество медных слоев, количество необходимых паяльных масок и другие элементы обозначения компонентов. После того, как чертеж печатной платы закодирован программным обеспечением Gerber Extended, все различные части и аспекты конструкции проверяются, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.

    После завершения проверки разработчиком готовый проект печатной платы отправляется в завод по изготовлению печатных плат, чтобы можно было построить печатную плату. По прибытии план конструкции печатной платы проходит вторую проверку изготовителем, известную как проверка конструкции для изготовления (DFM). Правильная проверка DFM гарантирует, что конструкция печатной платы соответствует, как минимум, допускам, необходимым для изготовления.

    Шаг второй: Анализ проекта и инженерные вопросы

    Другой ключевой этап процесса изготовления печатной платы включает проверку конструкции на предмет возможных ошибок или недостатков.Инженер просматривает каждую часть конструкции печатной платы, чтобы убедиться, что нет недостающих компонентов или неправильных структур. После получения разрешения инженера дизайн переходит к этапу печати.

    Шаг третий: печать проекта печатной платы

    После завершения всех проверок проект печатной платы можно распечатать. В отличие от других планов, таких как архитектурные чертежи, планы печатных плат не печатаются на обычном листе бумаги 8,5 x 11. Вместо этого используется особый тип принтера, известный как плоттерный принтер.Плоттерный принтер делает «пленку» печатной платы. Конечный продукт этой «пленки» очень похож на прозрачные пленки, которые раньше использовались в школах — по сути, это фото-негатив самой доски.

    Внутренние слои печатной платы представлены двумя цветами чернил:

    • Черные чернила: Используются для медных проводов и схем печатной платы
    • Прозрачные чернила: Обозначает непроводящие области печатной платы, такие как основание из стекловолокна.

    На внешних слоях печатной платы эта тенденция обратная — прозрачные чернила относятся к линии медных дорожек, но черные чернила также относятся к областям, где медь будет удалена.

    Каждый слой печатной платы и соответствующая паяльная маска получают свою собственную пленку, поэтому для простой двухслойной печатной платы требуется четыре листа — по одному для каждого слоя и по одному для соответствующей паяльной маски.

    После того, как пленка напечатана, они выравниваются, и в них проделывается отверстие, известное как регистрационное отверстие. Отверстие для регистрации используется в качестве ориентира для выравнивания пленок позже в процессе.

    Шаг четвертый: печать меди для внутренних слоев

    Шаг четвертый — это первый шаг в процессе, на котором производитель начинает изготовление печатной платы.После того, как дизайн печатной платы напечатан на куске ламината, медь предварительно приклеивается к тому же куску ламината, который служит структурой для печатной платы. Затем медь вытравливается, чтобы показать более ранний чертеж.

    Затем ламинатную панель покрывают фоточувствительной пленкой, называемой резистом. Резист состоит из слоя фотоактивных химикатов, которые затвердевают после воздействия ультрафиолета. Резист позволяет техническим специалистам получить идеальное соответствие между фотографиями чертежа и тем, что напечатано на фоторезисте.

    Как только резист и ламинат выровнены, используя отверстия, сделанные ранее, на них попадает волна ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет проходит через полупрозрачные части пленки, укрепляя фоторезист. Это указывает на участки меди, которые предназначены для использования в качестве проходов. Напротив, черные чернила предотвращают попадание любого света на участки, которые не должны затвердевать, чтобы их можно было позже удалить.

    После подготовки платы ее промывают щелочным раствором, чтобы удалить остатки фоторезиста.Затем доску промывают под давлением, чтобы удалить все, что осталось на поверхности, и оставляют сохнуть.

    После высыхания единственный резист, который следует оставить на печатной плате, — это поверх меди, которая остается как часть печатной платы, когда она окончательно высвобождается. Техник просматривает печатные платы, чтобы убедиться в отсутствии ошибок. Если ошибок нет, переходите к следующему шагу.

    Шаг пятый: Протравка внутренних слоев или сердцевины для удаления меди

    Перед продолжением процесса изготовления печатной платы необходимо удалить лишнюю медь с сердечника или внутренних слоев печатной платы.Травление включает покрытие необходимой меди на плате и воздействие на остальную часть платы химическими веществами. Процесс химического травления удаляет всю незащищенную медь с печатной платы, оставляя только необходимое количество платы.

    Этот этап может варьироваться по времени или количеству используемого растворителя для травления меди. В больших печатных платах или печатных платах с более тяжелой структурой может использоваться больше меди, что приводит к большему количеству меди, которая должна подвергаться травлению для удаления. Следовательно, для этих плат потребуется дополнительное время или растворитель.

    Если процесс производства печатных плат предназначен для многослойных конструкций

    Многослойные печатные платы требуют дополнительных действий для учета дополнительных слоев конструкции во время их изготовления. Эти шаги отражают многие из тех, что используются при изготовлении однослойных печатных плат. Однако этапы повторяются для каждого слоя доски. Кроме того, в многослойных печатных платах медная фольга обычно заменяет медное покрытие между слоями.

    Визуализация внутреннего слоя

    Визуализация внутреннего слоя выполняется по тем же процедурам, что и печать дизайна печатной платы.Дизайн распечатывается на плоттерном принтере для создания пленки. Также распечатывается паяльная маска для внутреннего слоя. После совмещения обоих, машина создает отверстие для совмещения в пленках, чтобы помочь сохранить правильное выравнивание пленок со слоями в дальнейшем.

    После добавления меди в ламинат для внутреннего слоя техники помещают пленку с печатью поверх ламината и выравнивают их, используя отверстия для совмещения.

    Ультрафиолетовый свет обнажает пленку, также известную как резист, чтобы отвердить химические вещества светлых участков в напечатанном узоре.Эти затвердевшие участки не смываются во время фазы травления, а с незатвердевших участков под темной пленкой будет удалена медь.

    Травление внутреннего слоя

    После визуализации области, покрытые белыми чернилами, затвердеют. Этот закаленный материал защищает медь под ней, которая остается на плате после травления.

    Техники сначала промывают доску щелочью, чтобы удалить с доски остатки резиста, который не затвердел.Эта очистка обнажает участки, закрывающие непроводящие части печатной платы. Затем рабочие сотрут излишки меди с этих непроводящих участков, погрузив плату в медный растворитель, чтобы растворить открытую медь.

    Удаление резиста

    На этапе удаления резиста удаляется весь оставшийся резист, покрывающий медь внутреннего слоя печатной платы. Очистка оставшегося резиста гарантирует, что медь не будет препятствовать ее проводимости.После удаления резиста слой готов к проверке своей основной конструкции.

    Пробойник для пост-травления

    Пуансон для пост-травления выравнивает слои и пробивает в них отверстие, используя отверстия совмещения в качестве направляющих. Как и при последующем осмотре этого отверстия и совмещении, перфорация происходит с компьютера, который точно направляет машину, известную как оптический перфоратор. После оптического штампа слои переходят на автоматический оптический контроль внутреннего слоя (AOI).

    Внутренний слой AOI

    При автоматическом оптическом контроле внутреннего слоя используется компьютер для тщательного исследования внутреннего слоя на предмет неполных рисунков или резиста, которые все еще могут быть на поверхности. Если слой печатной платы проходит AOI, он переходит в процесс.

    Оксид внутреннего слоя

    Оксид, нанесенный на внутренний слой, обеспечивает лучшее соединение медной фольги и изолирующих слоев эпоксидной смолы между внутренним и внешним слоями.

    Layup

    Этап наложения в процессе изготовления многослойной печатной платы происходит, когда машина помогает выровнять, нагреть и склеить слои вместе со слоем медной фольги и изоляционным материалом между внутренним и внешним слоями. Обычно компьютеры управляют этими машинами, потому что выравнивание слоев и соединение должно быть точным для правильной структуры печатной платы.

    Ламинирование

    При ламинировании используется тепло и давление, чтобы расплавить связующую эпоксидную смолу между слоями.Правильно ламинированные печатные платы будут плотно удерживать свои слои вместе с эффективной изоляцией между слоями.

    Рентгеновское выравнивание

    При сверлении многослойных плит после ламинирования рентгеновское излучение обеспечивает центровку сверла. Эти отверстия позволяют создавать соединения между слоями многослойной печатной платы. Поэтому точность их размещения и размера по отношению к остальной части слоя и другим слоям имеет решающее значение. После выравнивания слоев на рентгеновских лучах печатная плата подвергается сверлению, после чего выполняется девятый этап изготовления односторонней или двусторонней печатной платы.

    Шаг шестой: выравнивание слоев

    После очистки каждого слоя печатной платы они готовы к выравниванию слоев и оптическому контролю. Отверстия, сделанные ранее, используются для выравнивания внутреннего и внешнего слоев. Чтобы выровнять слои, технический специалист помещает их на перфоратор, известный как оптический штамп. Оптический перфоратор продвигает штифт вниз через отверстия, чтобы выровнять слои печатной платы.

    Шаг седьмой: Автоматическая оптическая проверка

    После оптической штамповки другая машина выполняет оптический контроль, чтобы убедиться в отсутствии дефектов.Этот автоматический оптический контроль невероятно важен, потому что после того, как слои соединены вместе, любые существующие ошибки не могут быть исправлены. Чтобы подтвердить отсутствие дефектов, машина AOI сравнивает печатную плату с расширенным дизайном Gerber, который служит моделью производителя.

    После того, как печатная плата прошла проверку — то есть ни техник, ни машина AOI не обнаружили каких-либо дефектов — она ​​переходит к последней паре этапов изготовления и производства печатной платы.

    Шаг AOI имеет решающее значение для работы печатной платы.Без него платы, которые могут иметь короткое замыкание, не соответствовать проектным спецификациям или иметь лишнюю медь, которая не была удалена во время травления, могли бы пройти через остальную часть процесса. AOI предотвращает появление дефектных плат, служа контрольной точкой качества в середине производственного процесса. Позже этот процесс повторяется для внешних слоев после того, как инженеры завершат их визуализацию и травление.

    Шаг восьмой: ламинирование слоев печатной платы

    На шестом шаге процесса все слои печатной платы собираются вместе, ожидая ламинирования.После подтверждения того, что слои не содержат дефектов, они готовы к сплавлению. Процесс ламинирования печатной платы выполняется в два этапа: этап укладки и этап ламинирования.

    Внешняя часть печатной платы сделана из кусков стекловолокна, предварительно пропитанных / покрытых эпоксидной смолой. Оригинальный кусок подложки также покрыт слоем тонкой медной фольги, которая теперь содержит травления для медных следов. Когда внешний и внутренний слои готовы, пора соединить их вместе.

    Укладка этих слоев производится металлическими зажимами на специальном столе пресса. Каждый слой укладывается на стол с помощью специальной булавки. Техник, выполняющий процесс ламинирования, начинает с размещения слоя эпоксидной смолы с предварительно нанесенным покрытием, известной как пропитка или препрег, на выравнивающую ванну стола. Слой подложки помещается поверх предварительно пропитанной смолы, а затем слой медной фольги. За медной фольгой, в свою очередь, следуют дополнительные листы предварительно пропитанной смолы, которые затем завершаются куском и одним последним куском меди, известным как нажимная плита.

    Как только медная пластина пресса установлена, стопка готова к прессованию. Техник переносит его на механический пресс и прижимает слои друг к другу. В рамках этого процесса булавки затем пробиваются сквозь стопку слоев, чтобы убедиться, что они надежно закреплены.

    Если слои закреплены должным образом, стопку печатных плат передают в следующий пресс, пресс для ламинирования. В ламинатном прессе используется пара нагретых пластин для приложения тепла и давления к стопке слоев.Тепло пластин расплавляет эпоксидную смолу внутри преграда, и давление пресса объединяется, чтобы сплавлять стопку слоев печатной платы вместе.

    После того, как слои печатной платы прижаты друг к другу, нужно немного распаковать. Технику необходимо удалить верхнюю прижимную пластину и штифты, которые были ранее, что затем позволяет им вытащить саму печатную плату.

    Девять шагов: сверление

    Перед сверлением используется рентгеновский аппарат для определения места сверления.Затем просверливаются регистрационные / направляющие отверстия, чтобы стопку печатных плат можно было закрепить до того, как будут просверлены более конкретные отверстия. Когда приходит время просверлить эти отверстия, сверло с компьютерным управлением используется для выполнения самих отверстий, руководствуясь файлом из расширенного дизайна Гербера.

    По окончании сверления любая дополнительная медь, оставшаяся по краям, обтачивается.

    Десять ступеней: покрытие печатной платы

    После того, как панель просверлена, она готова к нанесению покрытия.В процессе нанесения покрытия используются химические вещества для сплавления всех различных слоев печатной платы вместе. После тщательной очистки печатная плата обрабатывается рядом химикатов. Часть этого процесса купания покрывает панель слоем меди толщиной в микрон, которая наносится поверх самого верхнего слоя и в только что просверленные отверстия.

    Перед заполнением отверстий медью они просто служат для обнажения стекловолоконной подложки, из которой состоит внутренняя часть панели. Купание этих отверстий в меди покрывает стенки ранее просверленных отверстий.

    Шаг одиннадцатый: визуализация внешнего слоя

    Ранее в процессе (шаг четвертый) на панель печатной платы был нанесен фоторезист. На шаге одиннадцатом пора нанести еще один слой фоторезиста. Однако на этот раз фоторезист наносится только на внешний слой, так как его еще нужно отобразить. После того, как внешние слои были покрыты фоторезистом и отображены, на них наносят покрытие точно так же, как внутренние слои печатной платы были нанесены на предыдущем этапе.Однако, несмотря на то, что процесс такой же, внешние слои покрываются оловом, чтобы защитить медь от внешнего слоя.

    Шаг двенадцатый: травление внешнего слоя

    Когда приходит время протравить внешний слой в последний раз, оловянный кожух используется для защиты меди во время процесса травления. Любая нежелательная медь удаляется с использованием того же медного растворителя, что использовалось ранее, а олово защищает ценную медь в зоне травления.

    Одно из основных различий между травлением внутреннего и внешнего слоя касается участков, которые необходимо удалить.В то время как внутренние слои используют темные чернила для проводящих областей и прозрачные чернила для непроводящих поверхностей, эти чернила перевернуты для внешних слоев. Следовательно, непроводящие слои покрыты темными чернилами, а медь — светлыми чернилами. Эти легкие чернила позволяют лужению покрывать медь и защищать ее. Инженеры удаляют ненужную медь и любое оставшееся покрытие резиста во время травления, подготавливая внешний слой для AOI и маскирования припоем.

    Тринадцать шагов: внешний слой AOI

    Как и внутренний слой, внешний слой также должен проходить автоматическую оптическую проверку.Этот оптический контроль гарантирует, что слой точно соответствует требованиям конструкции. Он также проверяет, что на предыдущем шаге из слоя была удалена вся лишняя медь, чтобы создать правильно работающую печатную плату, которая не будет создавать неправильные электрические соединения.

    Шаги четырнадцать: нанесение паяльной маски

    Панели требуют тщательной очистки перед нанесением паяльной маски. После очистки поверхность каждой панели покрывается эпоксидной краской и пленкой для паяльной маски.Затем ультрафиолетовый свет падает на платы, указывая, где нужно удалить паяльную маску.

    Как только техники снимают паяльную маску, печатная плата отправляется в печь для отверждения маски. Эта маска обеспечивает дополнительную защиту меди платы от повреждений, вызванных коррозией и окислением.

    Шаг пятнадцатый: Приложение шелкографии

    Поскольку информация о печатных платах должна находиться непосредственно на плате, изготовители должны печатать важные данные на поверхности платы в процессе, называемом нанесением шелкографии или печатью легенды.Эта информация включает следующее:

    • Регистрационный номер компании
    • Предупреждающие таблички
    • Знаки или логотипы производителей
    • Номера деталей
    • Локаторы кеглей и аналогичные марки

    После печати вышеуказанной информации на печатных платах, часто на струйном принтере, на печатные платы наносится обработка поверхности. Затем они переходят к этапам тестирования, резки и проверки.

    Шаг шестнадцатый: Чистовая обработка печатной платы

    Для отделки печатной платы требуется покрытие из токопроводящих материалов, например следующих:

    • Иммерсионное серебро: Низкие потери сигнала, не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS, покрытие может окисляться и тускнеть
    • Жесткое золото: Прочный, длительный срок хранения, соответствует требованиям RoHS, не содержит свинца, дорого
    • Иммерсионное золото, полученное методом химического восстановления никеля (ENIG): Один из наиболее распространенных вариантов отделки, длительный срок хранения, соответствует требованиям RoHS, дороже, чем другие варианты
    • Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL): Экономичный, долговечный, поддающийся переработке, содержит свинец, не соответствует требованиям RoHS
    • Бессвинцовый HASL: Экономичный, не содержащий свинца, соответствует требованиям RoHS, поддается переработке
    • Иммерсионное олово (ISn): Популярно для запрессовки, жесткие допуски для отверстий, соответствие RoHS, обращение с печатной платой может вызвать проблемы с пайкой, усы олова
    • Органический консервант для пайки (OSP): Соответствует RoHS, экономичный, короткий срок хранения
    • Никель, полученный методом химического восстановления, палладиевое иммерсионное золото (ENEPIG ): высокая прочность припоя, снижает коррозию, требует тщательной обработки для обеспечения надлежащих характеристик, менее экономична, чем варианты, в которых не используется золото или палладий

    Выбор правильного материала зависит от проектных требований и бюджета заказчика.Однако нанесение такой отделки создает важную особенность печатной платы. Отделка позволяет сборщику монтировать электронные компоненты. Металлы также покрывают медь, чтобы защитить ее от окисления, которое может произойти на воздухе.

    Шаг семнадцатый: Проверка электрической надежности

    После нанесения покрытия на печатную плату и ее отверждения (при необходимости) технический специалист выполняет серию электрических тестов на различных участках печатной платы для проверки работоспособности.Электрические испытания должны соответствовать стандартам IPC-9252, Руководства и требования к электрическим испытаниям незаполненных печатных плат. Основные выполняемые тесты — это проверка целостности цепи и изоляции. Проверка целостности цепи проверяет наличие любых отключений в печатной плате, известных как «обрыв». С другой стороны, тест на изоляцию цепи проверяет значения изоляции различных частей печатной платы, чтобы проверить, нет ли коротких замыканий. Хотя электрические испытания в основном существуют для проверки работоспособности, они также служат проверкой того, насколько хорошо первоначальная конструкция печатной платы выдерживала производственный процесс.

    Помимо основного тестирования электрической надежности, существуют другие тесты, которые можно использовать для определения работоспособности печатной платы. Один из основных тестов, используемых для этого, известен как тест «кровать гвоздей». В этом тексте к контрольным точкам на печатной плате прикреплено несколько пружинных приспособлений. Затем пружинные приспособления подвергают контрольные точки на печатной плате давлением до 200 г, чтобы увидеть, насколько хорошо печатная плата выдерживает контакт под высоким давлением в своих контрольных точках.

    Если печатная плата прошла испытания на электрическую надежность — и любые другие испытания, которые производитель решит осуществить, — ее можно переходить к следующему этапу: разводка и осмотр.

    Шаг восемнадцатый: профилирование и выход

    Профилирование требует от инженеров-изготовителей определения формы и размера отдельных печатных плат, вырезанных из строительной платы. Эта информация обычно находится в файлах Gerber проекта. Этот этап профилирования направляет процесс фрезерования, программируя, где машина должна создавать счёты на строительной доске.

    Разводка или надрезание позволяет легче отделить доски.Фрезерный станок или станок с ЧПУ создает несколько небольших деталей по краям доски. Эти края могут позволить доске быстро сломаться без повреждений.

    Однако некоторые производители могут использовать вместо этого V-образную канавку. Эта машина сделает V-образные надрезы по бокам доски.

    Оба варианта надрезания печатных плат позволят платам аккуратно разделиться без растрескивания плат. Подрезав доски, производители отламывают их от строительной доски, чтобы переместить на следующий этап.

    Шаг девятнадцатый: Проверка качества и визуальный осмотр

    После надрезания и разрушения плат печатная плата должна пройти одну окончательную проверку перед упаковкой и отправкой. Эта последняя проверка проверяет несколько аспектов конструкции плат:

    • Размеры отверстий должны совпадать на всех слоях и соответствовать проектным требованиям.
    • Размеры платы должны соответствовать размерам, указанным в проектных спецификациях.
    • Изготовители должны обеспечивать чистоту, чтобы на панелях не было пыли.
    • Готовые доски не должны иметь заусенцев или острых краев.
    • Все платы, не прошедшие испытания на электрическую надежность, должны пройти ремонт и повторные испытания.

    Шаг двадцатый: упаковка и доставка

    Последний этап изготовления печатных плат — упаковка и доставка. Упаковка обычно включает в себя материал, который герметизирует печатные платы для защиты от пыли и других посторонних материалов. Затем запечатанные доски помещаются в контейнеры, которые защищают их от повреждений во время транспортировки.Наконец, они отправляются на доставку покупателям.

    Как реализовать эффективный процесс производства печатных плат

    Часто за процессами проектирования и изготовления печатных плат стоят разные стороны. Во многих случаях контрактный производитель (CM) может изготовить печатную плату на основе конструкции, созданной производителем оригинального оборудования (OEM). Совместная работа этих групп по компонентам, проектированию, форматам файлов и материалам платы обеспечит эффективный процесс и плавный переход между этапами.

    Компоненты

    Проектировщик должен проконсультироваться с изготовителем о доступных компонентах. В идеале производитель должен иметь под рукой все компоненты, требуемые по проекту. Если чего-то не хватает, разработчику и изготовителю необходимо будет найти компромисс, чтобы обеспечить более быстрое производство при соблюдении минимальных проектных спецификаций.

    Соображения при проектировании для производства (DFM)

    Проектирование для производства учитывает, насколько хорошо дизайн может продвигаться на различных этапах производственного процесса.Часто производитель, обычно CM, имеет набор руководящих принципов DFM для своего предприятия, с которыми OEM может проконсультироваться на этапе проектирования. Разработчик может запросить эти руководящие принципы DFM, чтобы сообщить свою конструкцию печатной платы для адаптации к производственному процессу производителя.

    Форматы файлов

    Связь между OEM и CM имеет решающее значение для обеспечения полного изготовления печатной платы в соответствии с проектными спецификациями OEM. Обе группы должны использовать одинаковые форматы файлов для дизайна.Это предотвратит ошибки или потерю информации, которые могут возникнуть в случаях, когда файлы должны изменить формат.

    Картонные материалы Производители

    OEM могут разрабатывать печатные платы из более дорогих материалов, чем ожидает CM. Обе стороны должны согласиться с имеющимися материалами и с тем, что лучше всего подойдет для конструкции печатной платы, оставаясь при этом рентабельным для конечного покупателя.

    По вопросам обращайтесь в Millennium Circuits

    Высококачественное проектирование и производство печатных плат являются критически важными компонентами работы печатных плат в электронике.Понимание сложности процесса и того, почему должен происходить каждый шаг, даст вам лучшее представление о стоимости и усилиях, вложенных в каждую печатную плату.

    Если вашей компании нужны печатные платы для какой-либо работы, свяжитесь с нами в Millennium Circuits Limited. Мы работаем, чтобы поставлять нашим клиентам небольшие и большие партии печатных плат по конкурентоспособным ценам.

    Как изготавливаются печатные платы »Электроника

    Процесс, с помощью которого голые печатные платы, печатные платы, используемые в электронных продуктах, даже немного важен, как сборка с компонентами..


    Производство печатных плат Включает:
    Основы производства печатных плат Как правильно выбрать производителя печатной платы


    Процесс производства печатных плат очень важен для всех, кто работает в электронной промышленности. Печатные платы, PCB, очень широко используются в качестве основы для электронных схем. Печатные платы используются для обеспечения механической основы, на которой может быть построена схема. Соответственно, практически во всех схемах используются печатные платы, и они разработаны и используются в миллионах.

    Хотя сегодня печатные платы составляют основу практически всех электронных схем, они обычно воспринимаются как должное. Тем не менее, технологии в этой области электроники продвигаются вперед. Размеры дорожек уменьшаются, количество слоев в платах увеличивается, чтобы приспособиться к возросшей требуемой связности, а правила проектирования улучшаются, чтобы обеспечить возможность работы с небольшими устройствами SMT и адаптировать процессы пайки, используемые в производстве.

    Процесс изготовления печатной платы может осуществляться разными способами, и существует множество вариантов.Несмотря на множество небольших вариаций, основные этапы процесса изготовления печатной платы одинаковы.

    Составные части печатной платы

    Печатные платы могут быть изготовлены из различных материалов. Наиболее широко используется в виде плит на основе стекловолокна, известных как FR4. Это обеспечивает разумную степень стабильности при изменении температуры и не вызывает серьезных поломок, но при этом не является чрезмерно дорогостоящим. Для печатных плат в недорогих коммерческих продуктах доступны другие более дешевые материалы.Для высокопроизводительных радиочастотных конструкций, где важна диэлектрическая проницаемость подложки и требуются низкие уровни потерь, можно использовать печатные платы на основе ПТФЭ, хотя с ними гораздо труднее работать.

    Чтобы сделать печатную плату с дорожками для компонентов, сначала получают плату с медным покрытием. Он состоит из материала подложки, обычно FR4, с медным покрытием обычно с обеих сторон. Эта медная оболочка состоит из тонкого слоя медного листа, прикрепленного к плате.Это соединение обычно очень хорошо для FR4, но сама природа ПТФЭ делает это более трудным, и это добавляет сложности при обработке печатных плат из ПТФЭ.

    Базовый процесс производства печатных плат

    Когда выбраны и доступны голые печатные платы, следующим шагом будет создание необходимых дорожек на плате и удаление нежелательной меди. Изготовление печатных плат обычно осуществляется с использованием процесса химического травления. Наиболее распространенной формой травления печатных плат является хлорид железа.

    Для получения правильного рисунка следов используется фотографический процесс. Обычно медь на неизолированных печатных платах покрывается тонким слоем фоторезиста. Затем он подвергается воздействию света через фотопленку или фото-маску, детализирующую требуемые дорожки. Таким образом изображение дорожек переносится на фоторезист. После этого фоторезист помещается в проявитель, так что только те области платы, где необходимы дорожки, покрываются резистом.

    Следующим этапом процесса является размещение печатных плат в хлористом железе для протравливания участков, где не требуются дорожки или медь. Зная концентрацию хлорида железа и толщину меди на плате, ее помещают в пену для травления на необходимое время. Если печатные платы находятся в травлении слишком долго, некоторая четкость теряется, так как хлорид железа будет иметь тенденцию подрезать фоторезист.

    Хотя большинство печатных плат производятся с использованием фотографической обработки, доступны и другие методы.Один из них — использовать специализированный высокоточный фрезерный станок. Затем машина управляется для фрезерования меди в тех областях, где она не требуется. Очевидно, что управление автоматизировано и управляется файлами, созданными программным обеспечением для проектирования печатных плат. Эта форма производства печатных плат не подходит для больших партий, но является идеальным вариантом во многих случаях, когда требуются очень небольшие количества прототипов печатных плат.

    Другой метод, который иногда используется для прототипа печатной платы, — это печать устойчивых к травлению чернил на печатной плате с использованием процесса шелкографии.

    Многослойные печатные платы

    С увеличением сложности электронных схем не всегда возможно обеспечить все необходимые соединения, используя только две стороны печатной платы. Это происходит довольно часто, когда разрабатываются плотные микропроцессоры и другие подобные платы. В этом случае требуются многослойные плиты.

    Производство многослойных печатных плат, хотя и использует те же процессы, что и для однослойных плат, требует значительно большей точности и контроля производственного процесса.

    Платы изготавливаются из гораздо более тонких отдельных плат, по одной на каждый слой, которые затем склеиваются вместе, чтобы получить общую печатную плату. По мере увеличения количества слоев отдельные платы должны становиться тоньше, чтобы готовая печатная плата не стала слишком толстой. Кроме того, совмещение между слоями должно быть очень точным, чтобы все отверстия совпадали.

    Для склеивания различных слоев между собой плита нагревается для отверждения связующего материала. Это может привести к некоторым проблемам с деформацией.Большие многослойные доски могут иметь отчетливую деформацию, если они неправильно спроектированы. Это может произойти, в частности, если, например, один из внутренних слоев является плоскостью питания или заземлением. Хотя это само по себе нормально, если некоторые достаточно значительные участки нужно оставить свободными от меди. Это может вызвать деформации в печатной плате, которые могут привести к деформации.

    Отверстия и переходные отверстия для печатной платы

    Отверстия, часто называемые сквозными отверстиями или переходными отверстиями, необходимы в печатной плате для соединения различных слоев в разных точках.Отверстия также могут потребоваться для установки компонентов с выводами на печатной плате. Дополнительно могут потребоваться некоторые крепежные отверстия.

    Обычно внутренние поверхности отверстий имеют слой меди, так что они электрически соединяют слои платы. Эти «гальванические сквозные отверстия» производятся с использованием процесса гальваники. Таким образом можно соединить слои доски.

    Затем сверление выполняется с помощью сверлильных станков с числовым программным управлением, данные поступают из программного обеспечения для проектирования печатных плат CAD.Стоит отметить, что уменьшение количества отверстий разного размера может помочь снизить стоимость изготовления печатной платы.

    Может потребоваться, чтобы некоторые отверстия существовали только в центре платы, например, когда необходимо соединить внутренние слои платы. Эти «глухие переходные отверстия» просверливаются в соответствующих слоях до того, как слои печатной платы будут склеены вместе.

    Паяльное покрытие для печатных плат и сопротивление припоя

    При пайке печатной платы необходимо, чтобы области, которые не должны быть припаяны, были защищены слоем так называемого паяльного резиста.Добавление этого слоя помогает предотвратить нежелательные короткие замыкания на печатных платах, вызванные припоем. Паяльный резист обычно состоит из полимерного слоя и защищает плату от припоя и других загрязнений. Цвет припоя резиста обычно темно-зеленый или красный.

    Чтобы компоненты, добавленные к плате, выводные или SMT, можно было легко припаять к плате, открытые участки платы обычно «луженые» или покрываются припоем. Иногда доски или участки досок могут быть покрыты золотом.Это может быть применимо, если некоторые медные пальцы будут использоваться для краевых соединений. Поскольку золото не тускнеет и обладает хорошей проводимостью, оно обеспечивает хорошее соединение при невысокой стоимости.

    Шелкография для печатных плат

    Часто бывает необходимо напечатать текст и разместить другие мелкие отпечатки на печатной плате. Это может помочь в идентификации платы, а также в маркировке местоположения компонентов, чтобы помочь в поиске неисправностей и т. Д. Шелкография, созданная программным обеспечением для проектирования печатных плат, используется для добавления маркировки на плату после других производственных процессов для пустой платы. были завершены.

    Прототип печатной платы

    В рамках любого процесса разработки обычно рекомендуется создать прототип перед тем, как приступить к полноценному производству. То же самое и с печатными платами, на которых прототип печатной платы обычно изготавливается и испытывается перед полным производством. Как правило, прототип печатной платы необходимо изготовить быстро, так как всегда есть необходимость завершить этап проектирования оборудования при разработке продукта. Поскольку основной целью прототипа печатной платы является проверка фактического макета, часто допустимо использовать несколько иной процесс производства печатной платы, поскольку потребуется лишь небольшое количество прототипов печатных плат.Однако всегда разумно придерживаться как можно ближе к окончательному процессу изготовления печатной платы, чтобы гарантировать, что в окончательную печатную плату будет внесено мало изменений и несколько новых элементов.

    Процесс производства печатных плат является важным элементом жизненного цикла производства электроники. В производстве печатных плат задействовано много новых областей технологии, что позволило значительно улучшить как в уменьшении размеров используемых компонентов и направляющих, так и в надежности плат.

    Другие строительные идеи и концепции:
    Пайка Пайка компонентов SMT ESD — электростатический разряд Производство печатных плат Сборка печатной платы
    Вернуться в меню «Строительные методы». . .

    3 различных процесса производства печатных плат

    В текущем процессе производства печатных плат в основном используются три технологии производства: субтрактивная , аддитивная и полуаддитивная .

    1. Субтрактивное производство : субтрактивное производство — это самый ранний процесс производства печатных плат, а также относительно зрелая производственная технология. Фоточувствительные резистивные материалы, такие как сухие пленки, обычно используются для завершения переноса рисунка, а материал используется для защиты следов и сквозных отверстий.

    Медный слой незащищенной области удаляется кислотным или щелочным травильным раствором, образуя следы цепи за счет удаления слоя меди.
    Субтрактивный процесс также известен как процесс производства печатных плат для палатки / негативной пленки.

    Типичный процесс производства этой печатной платы: сначала прикрепите светочувствительную сухую пленку к поверхности (пленка-ламинат), затем накройте негативной пленкой (прозрачная часть — это узор, который необходимо сохранить), облучайте сухую пленку ультрафиолетом. свет через нег-пленку. Пленка полимеризуется под облучением, тем самым переносится рисунок на пленке на сухую пленку (экспонирование). Неполимеризованная сухая пленка затем растворяется с использованием раствора карбоната натрия, оставляя обнаженную сухую пленку (проявка).Медь, не покрытая сухой пленкой, после проявления будет протравлена ​​(протравлена) травителем. Наконец, полимеризованная сухая пленка удаляется с помощью средства для удаления пленки (удаление пленки), после чего мы получаем следы цепи.

    Преимущество:

    • Подходит для производства NPTH (сквозное отверстие без покрытия), подключенных к земле, и больших NPTH

    • Возможность изготовления печатной платы с большим содержанием остаточной меди с обеих сторон

    • Более короткий технологический процесс и относительно низкая стоимость

    Недостатки:

    • Невозможно изготовить PTH (плакированное сквозное отверстие) со сварными кольцами того же размера или без кольца, не подходит для больших PTH

    • Не подходит для печатных плат с толстостенной медью и толстой медью

    2. Добавка : печать рисунка схемы на подложке без медной фольги с последующим нанесением покрытия для формирования медных дорожек. Поскольку следы необходимо добавить на печатную плату, это называется аддитивным процессом производства печатных плат.
    Аддитивный процесс производства печатных плат предъявляет высокие требования к химическому медному покрытию и способности связывания между медным покрытием и подложкой.
    Этот вид процесса изготовления печатных плат прост, не требуется CCL (ламинат с медным покрытием +), не нужно беспокоиться о диспергируемости гальванического покрытия (полностью химическое меднение), поэтому аддитивный метод в основном используется для производства недорогих двусторонних Печатная плата.

    3. Полуаддитивный (mSAP) : процесс производства полуаддитивных печатных плат был разработан для получения более тонких следов. В этом процессе часть меди сначала наносится на плакированные медью ламинаты, а затем снова наносится гальваническое покрытие, покрывая области, которые не нуждаются в гальванике (нанесение рисунка). Поскольку этот процесс требует вторичного меднения, он называется полуаддитивным или процессом производства печатных плат с узором / положительной пленкой.

    Типичный процесс производства полуаддитивных печатных плат таков, что к поверхности CCL прикрепляется сухая пленка, имеющая хорошее сопротивление покрытию.Далее, накройте позитивной пленкой (непрозрачная часть представляет собой рисунок, который необходимо сохранить), сухую пленку облучают УФ-светом, непокрытая сухая пленка полимеризуется, тем самым передавая рисунок на пленке на сухую пленку. Неполимеризованная сухая пленка была растворена с помощью раствора карбоната натрия, рисунок схемы будет появляться при оставлении открытой сухой пленки. Затем на медь наносят гальваническое покрытие в соответствии с требованиями заказчика, а на следующем этапе на медь наносят покрытие оловом для защиты рисунка от травления.Затем полимеризованная сухая пленка удаляется с помощью средства для удаления пленки, визуализируется нежелательная медь, которая будет вытравлена ​​травильным раствором, теперь следы схемы должны быть защищены оловом. Наконец, снимите банку, чтобы закончить обработку.

    Преимущество:

    • Возможность изготовления РТН со сварочными кольцами того же размера или без кольца, подходит для больших РТН

    • Позволяет производить платы с высоким соотношением сторон, подходит для печатных плат с толстой медью и толстой медью

    Недостатки:

    • Не может производить большие NPTH

    • Не подходит для печатной платы с большим остаточным содержанием меди на обеих сторонах

    • Этот процесс производства печатных плат является относительно долгим и относительно высокой стоимостью

    Все вышеперечисленные процессы производства печатных плат используются в нашем производстве печатных плат, чтобы соответствовать разным конструкциям печатных плат и бюджетам.И если у вас есть какие-либо вопросы по этому поводу, пожалуйста, свяжитесь с нами.

    Как производится печатная плата

    19.04.2018 | Автор: Стар Симпсон,

    Предоставлено Bay Area Circuits

    Как делается печатная плата? Возможно, у вас есть приблизительное представление о необходимых шагах: кто-то разрабатывает схему, которая превращается в макет для физического проекта, который затем экспортируется в машиночитаемые файлы.Где-то после этого эти файлы отправляются производителю печатных плат (PCB) или в «дом плат», который каким-то образом производит платы, а затем отправляет их обратно дизайнерам. Вуаля, печатные платы! Хотя вы можете легко найти информацию о конструкции печатной платы, мы попытались ответить на вопрос: что происходит за кулисами у производителя печатной платы? Bay Area Circuits, производитель печатных плат из Кремниевой долины, специализирующийся на производстве прототипов с быстрым поворотом, любезно предоставил нам возможность взглянуть на процесс изнутри.Мы подробно опишем этот процесс, проиллюстрировав фотографиями, отслеживающими производство печатных плат из набора Circuit Classics от Star Simpson, вдохновленного Форрестом Мимсом.

    Вот прохождение:

    Фон:

    Первое, что нужно знать о печатной плате, — это сколько слоев проводящей меди образуют «стопку» — 1, 2 или много. Двусторонние платы являются наиболее распространенными: это платы с проводящими медными рисунками на передней и обратной сторонах, с межслойными соединениями, называемыми переходными отверстиями, между слоями, выполненными с помощью просверленных токопроводящих отверстий, называемых переходными отверстиями, которые соединяют одну сторону с другой.Многослойные платы состоят из чередующихся слоев проводящих и изоляционных материалов, соединенных вместе. Bay Area Circuits может изготавливать до 30-слойных печатных плат! Многослойные печатные платы сложнее (и дороже) в производстве и требуют дополнительных процессов, которые не используются при производстве двусторонних печатных плат. Мы рассмотрим производственные процессы как для двусторонних, так и для многослойных печатных плат.

    Независимо от окончательного размера печатной платы, она изготавливается путем изготовления большого массива плат на одном листе, называемом панелью.Даже если ваша печатная плата размером с учетную карточку, ее производство начнется с листа материала, плакированного медью, обычно 18 x 24 дюйма, и дизайн будет воспроизведен на этом листе, чтобы произвести как можно больше плат из Это. (Это в конечном итоге является критическим элементом для понимания объемных цен на печатные платы: ваши затраты на плату основаны на количестве производимых панелей, а не на количестве отдельных частей, которые вы хотите заказать.) Это относится к процессам, описанным здесь, потому что до самый последний шаг, когда отдельные платы вырезаются из большого листа, все производство печатных плат имеет дело с печатными платами в этом большом формате панели.

    1. ПЕРЕДНЯЯ КОНЦЕПЦИЯ

    Шаг 1 . После размещения заказа производитель первым делом должен изучить конструкции печатных плат и подготовить их к производству. У каждого производителя будет свой подход к этому процессу, но в основном это означает создание набора пошаговых инструкций для сборки печатной платы. Файлы дизайна проверяются и готовятся к производству. В Bay Area Circuits планировщик также создаст набор инструкций, называемых «карточкой процесса» (или «путешественником»), который будет путешествовать вместе с работой по мере ее завершения.Кроме того, инженер CAM выполнит анализ проекта и преобразует файлы проекта в формат данных, используемый для производства.

    Чтобы начать процесс, каждому набору проектных данных и связанных характеристик присваивается уникальный номер инструмента. В будущем, если клиент повторно заказывает точно такой же дизайн и вносит какие-либо изменения, даже такие незначительные, как цвет печатной платы, ему присваивается новый номер инструмента. Это помогает обеспечить надлежащее отслеживание, поскольку некоторые клиенты повторно используют один и тот же номер детали даже при внесении изменений.

    Затем планировщик создаст карту процесса, которая содержит такую ​​информацию, как этапы производства, необходимые для производства печатной платы, количество и срок оплаты. Для этого им потребуется просмотреть всю информацию, относящуюся к проекту, включая все детали заказа на поставку, производственные чертежи и специальные инструкции. На основе этой информации они обеспечат доступность необходимых материалов для проекта и построят карту процесса, отражающую требуемый производственный процесс.Карта процесса также содержит штрих-код, и по мере перехода проекта от процесса к процессу штрих-код сканируется. Это позволяет им определять точное местоположение и статус любого производственного проекта и даже то, какие операторы выполняли каждый процесс.

    Когда планирование завершено, настала очередь CAM-инженера провести углубленный анализ данных и создать инструменты, необходимые для производства печатной платы. Инженеры CAM следуют подробному контрольному списку для каждого проекта, и вот основные обязанности:

    Очистка данных

    CAM Engineer загрузит данные в программное обеспечение CAM и выполнит базовую очистку данных, включая проверку имен файлов и назначений, а также выравнивание слоев.Это необходимо, потому что, хотя данные предоставляются в стандартном формате (например, Gerber, ODB ++), каждый пакет программного обеспечения для проектирования печатных плат может выводить данные немного по-разному.

    Проверка и редактирование данных сверления / фрезерования

    Затем инженер CAM проверит, что размер отверстия и количество отверстий в файле данных соответствуют тому, что указано в производственном чертеже. (Следует отметить, что не каждый дизайнер предоставляет производственный чертеж. Хотя это предпочтительно, но это ни в коем случае не ограничивает представление.) Они также проверяют наличие какой-либо специальной фрезерования или вырезов, а также отверстий с металлическим покрытием или без него. В зависимости от требований может существовать несколько процессов детализации и маршрутизации, которым требуются уникальные файлы для каждого процесса.

    PCB Edits

    На этом этапе инженер CAM запускает проверку правил проектирования (DRC), чтобы просмотреть файлы изображений и внести необходимые изменения. Это включает в себя настройку размеров сверла, добавление маркировки ВАС (логотип и код даты), редактирование слоев, шелкографии и паяльной маски по мере необходимости, а также добавление компенсации травления.(Травление — это химическое удаление меди для получения рисунка цепи. Необходимо рассчитать отношение глубины травления или толщины проводника к количеству бокового травления или поднутрения.)

    Панелирование

    Отдельная доска будет размещена на производственной панели в соответствии с наилучшей посадкой, которую предоставит отдел планирования. К панели добавляются границы, метки и инструменты. Опытные дизайнеры плат с гибкими размерами плат заранее рассмотрят размер панелей, чтобы обеспечить максимальную подгонку и ограничить отходы для достижения наилучшего уровня цен.

    Выходы

    Наконец, инженер CAM сгенерирует все файлы сверления, файлы маршрутов, файлы изображений, файлы автоматической оптической проверки («AOI») и тестовые файлы, необходимые для завершения различных производственных процессов. Эти файлы будут доступны операторам на каждой производственной машине с помощью компьютерного оборудования с сетевых серверов.

    2. ФОТОСЪЕМКА

    Теперь, когда инженерные работы завершены, следующий этап производственного процесса называется фотопечатью.Лазерный фотоплоттер используется для создания фотоинструментов, которые будут использоваться в процессе паяльной маски и шелкографии. На каждый отдельный слой наносится кусок пленки. Толщина пленки составляет 7 мил, а общий размер обычно составляет около 18 дюймов x 24 дюйма, что соответствует наиболее распространенному размеру панелей печатных плат. Многие производители, в том числе Bay Area Circuits, сократили или полностью отказались от использования пленок, используя специальное оборудование для лазерной прямой визуализации (LDI), которое создает изображение непосредственно на сухой пленке, что снижает затраты и может быть более точным процессом.Все внутренние и внешние слои теперь производятся с использованием прямого лазерного изображения.

    3. ИЗОБРАЖЕНИЕ И РАЗРАБОТКА / ТРАВЛЕНИЕ / ПОЛОСКА (DES)

    Процесс формирования изображения используется для нанесения первичного изображения (дорожек, контактных площадок, металлического заземления и т. Д.) На печатную плату. Затем процесс DES используется для создания / подготовки медного рисунка для процесса нанесения покрытия.

    Шаги к изображению и DES:

    1. Нанесите сухую пленку с возможностью фотоизображения на медные панели.
    2. Снимите панели с помощью прямого лазерного изображения.
    3. Проявите сухую пленку. Все области, облученные лазером, останутся, в то время как неэкспонированные области будут развиваться. Оставшаяся пленка будет действовать как барьер для травления, чтобы предотвратить травление проводящего рисунка, обнажая при этом любую нежелательную медь (это для внутренних слоев).
    4. Удалите оголенную медь с панели.
    5. Снимите оставшуюся сухую пленку, чтобы на внутренних слоях остался последний проводящий рисунок меди.

    4. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА (только для многослойной печатной платы)

    Automated Optical Inspection, или AOI, используется для проверки слоев многослойной печатной платы перед их ламинированием.Оптика проверяет слои, сравнивая фактическое изображение на панели с проектными данными печатной платы. Любые различия, включая лишнюю или отсутствующую медь, могут привести к короткому замыканию или разрыву. Это позволяет производителю выявлять любые дефекты, которые могут предотвратить проблемы после того, как внутренние слои склеены вместе. Как вы можете себе представить, на этом этапе гораздо легче исправить короткое замыкание или разрыв, чем когда слои были соединены вместе. Фактически, если обрыв или короткое замыкание не обнаружено на этом этапе, его, вероятно, не обнаружат до конца производственного процесса, во время электрических испытаний, когда уже слишком поздно исправлять.

    Наиболее частыми событиями, которые происходят во время процесса создания образа слоя и приводят к короткой или открытой проблеме, являются:

    1. Изображение экспонируется неправильно, что приводит к увеличению или уменьшению размеров элементов.
    2. Плохая устойчивость сухой пленки к адгезии, что может привести к появлению зазубрин, порезов или проколов на протравленном узоре.
    3. Медь недостаточно протравлена, оставляя нежелательную медь или вызывая увеличение размера элемента или короткое замыкание.
    4. Медь протравлена, удаляя необходимые элементы из меди, создавая элементы меньшего размера или разрезы.

    В конечном счете, AOI — важная часть производственного процесса, которая помогает обеспечить точность, качество и своевременную доставку печатной платы.

    5. ОКСИД (только для многослойной печатной платы)

    Оксид

    (называемый черным оксидом или коричневым оксидом в зависимости от процесса) — это химическая обработка внутренних слоев многослойных печатных плат перед ламинированием для увеличения шероховатости плакированной меди и повышения прочности сцепления ламината. Этот процесс помогает предотвратить расслоение или разделение между любыми слоями основного материала или между ламинатом и проводящей фольгой после завершения производственного процесса.

    6. ЛАМИНАЦИЯ (только для многослойной печатной платы)

    Для изготовления многослойной печатной платы чередующиеся слои листа стекловолокна с пропиткой эпоксидной смолой, называемого препрегом, и проводящие материалы сердцевины ламинируются вместе при высокой температуре и давлении с помощью гидравлического пресса. Давление и тепло заставляют препрег плавиться и соединять слои вместе. После охлаждения полученный материал следует тем же производственным процессам, что и двусторонняя печатная плата. Вот более подробная информация о процессе ламинирования на примере 4-слойной печатной платы:

    Для 4-слойной печатной платы с готовой толщиной 0.062 ”, мы обычно начнем с медного сердечника FR4 толщиной 0,040”. Ядро уже было обработано посредством визуализации внутреннего слоя, но теперь требуется препрег и внешний медный слой. Препрег называется стекловолокном «стадии В». Он не будет жестким, пока к нему не приложат тепло и давление. Таким образом, позволяя ему течь и связывать медные слои вместе по мере отверждения. Медь представляет собой очень тонкую фольгу, обычно 0,5 унции. (0,0007 дюйма) или 1 унция. Толщиной 0,0014 дюйма, которая добавляется снаружи препрега.Затем штабель помещается между двумя толстыми стальными пластинами и помещается в пресс для ламинирования (цикл прессования зависит от множества факторов, включая тип материала и толщину). Например, материал FR4 весом 170 тг, обычно используемый для многих деталей, прессуется при температуре 375 ° F в течение 150 минут при давлении 300 фунтов на квадратный дюйм. После остывания материал готов переходить к следующему процессу.

    7. СВЕРЛЕНИЕ

    Конструкции печатных плат

    обычно требуют использования некоторого количества просверленных отверстий для крепления компонентов, соединения медных слоев вместе или для установки печатной платы в ее корпус.

    Отверстия просверливаются с использованием передовых систем прецизионного сверления, в которых используются твердосплавные режущие инструменты, специально разработанные для быстрого удаления стружки в чрезвычайно абразивных материалах. Сверление выполняется через штабель из 2-3 панелей за раз, в зависимости от обрабатываемого объема. Точные размеры и расположение отверстий программируются в сверлильном станке на основе предоставленных проектировщиком данных, в частности, файла сверления с числовым программным управлением (NC). (Совет: начинающие дизайнеры часто забывают отправить файл сверления ЧПУ — пропуск этого приводит к задержкам производства.) Некоторые программные пакеты требуют, чтобы вы экспортировали этот файл отдельно от экспорта файла Gerber, но оба они необходимы вашему производителю.

    Тонкий лист алюминия используется как «входной материал», а твердый картон используется как «выходной материал». Это обеспечивает прямое движение сверл и уменьшает заусенцы на медной фольге, проходящей через печатную плату. Размеры просверленных отверстий обычно примерно на 5 мил больше, чем желаемый размер готовых металлических сквозных отверстий, что позволяет покрыть их медью, сохраняя при этом размер отверстия в пределах допуска после нанесения покрытия.

    8. ОСАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ МЕДИ

    После завершения процесса сверления тонкий слой меди наносится химическим способом на все открытые поверхности панели, включая стенки отверстий, с использованием процесса химического нанесения покрытия. Этот процесс необходим для нанесения тонкого проводящего покрытия из меди на стекловолокно стенки отверстия, чтобы впоследствии на отверстия можно было гальванизировать. Толщина химического осаждения обычно составляет от 45 до 60 миллионных долей дюйма.

    9. ВНЕШНИЙ СЛОЙ СУХОЙ ПЛЕНКИ

    После химического осаждения меди необходимо нанести изображения внешнего слоя для подготовки панели к гальванике.

    Этот этап производственного процесса начинается с использования ламинатора для покрытия внешних слоев голой медной панели сухой пленкой, материалом для фотоизображения (также известным как фоторезист или сухой пленочный резист). Этот процесс похож на тот, который используется для изображения внутренних слоев многослойной печатной платы. Затем сухая пленка экспонируется с помощью прямого лазерного изображения.Как и при обработке внутреннего слоя, экспонированная пленка остается, а неэкспонированная пленка будет проявляться. Это оставляет проводящий рисунок и отверстия открытыми для покрытия медью.

    10. ПЛАСТИНА

    Следующим шагом является процесс нанесения гальванического покрытия, при котором медь наносится на проводящий рисунок и на стенки отверстий печатной платы, чтобы удовлетворить требованиям к конструкции схемы. Печатная плата покрывается медью (электролит серной кислоты / сульфата меди), в которой используется источник постоянного тока для подачи тока на анодные и катодные шины.Покрываемая панель помещается на стойку и соединяется с катодной штангой. Медные аноды свисают в растворе с анодных стержней. При подаче тока медь из раствора осаждается на проводящей поверхности платы и на стенках отверстий, в то время как медь с анодов разлагается на электролит. Обычно на печатную плату наносится покрытие толщиной около 1 мил (0,001 дюйма).

    После завершения меднения панель будет покрыта лужением для нанесения тонкого покрытия из олова, которое будет служить барьером от травления при травлении печатной платы.

    11. ПОЛОСА И ТРАВЛЕНИЕ

    После нанесения покрытия на панель необходимо удалить оставшуюся сухую пленку резиста и медь, которая находится под ним. Панель теперь будет проходить процесс стрип-травления-полоски (SES). С панели удаляется резист, и медь, которая теперь обнажена и не покрыта оловом, будет вытравлена, так что останутся только следы и контактные площадки вокруг отверстий и другие медные узоры. Наконец, оставшееся олово, которое покрывает следы и отверстия, химически удаляется / очищается, оставляя медь и обнаженный ламинат печатной платы.

    На этом «кости» печатной платы готовы. Остальные шаги, которые необходимо выполнить, добавят защиту печатной платы, отделку поверхности, выбранную в зависимости от того, как печатная плата будет собираться / использоваться, а также процессы тестирования и проверки для обеспечения точности и уровня качества.

    12. ПАЯ МАСКА И ЛЕГЕНДА

    На большинство печатных плат нанесена паяльная маска Liquid Photo Imageable (LPI) для защиты медной поверхности и предотвращения образования паяных перемычек между компонентами, что приводит к коротким замыканиям во время сборки.

    LPI Solder Mask — это светочувствительный резист на основе эпоксидной смолы. Он наносится путем использования процесса трафаретной печати, чтобы полностью покрыть панель. После короткого «цикла отверждения прилипания» панель подвергается воздействию УФ-излучения с помощью фотолитографии (экспонирование через пленочный инструмент) или прямого лазерного формирования изображений с использованием УФ-лазера. Так же, как процесс изображения для меди, вся открытая паяльная маска остается, в то время как неэкспонированная паяльная маска будет удалена при обработке через проявитель. Затем паяльная маска запекается в духовке для отверждения, затвердевания и прилипания к плате.

    Существуют альтернативы традиционному процессу трафаретной печати для нанесения паяльной маски с использованием струйной технологии. В Bay Area Circuits экспериментировали с одной альтернативой.

    После процесса паяльной маски может быть применена легенда, которая печатает буквы или символы на печатной плате, которые служат полезной ссылкой во время сборки. Легенда может быть нанесена с использованием процесса трафаретной печати, идентичного процессу нанесения паяльной маски, но существуют и другие варианты, такие как принтеры Direct Legend, которые также используют струйную технологию.

    В большинстве случаев цвет паяльной маски зеленый, а цвет легенды белый. Почему? Некоторые предполагают, что зеленый цвет имеет военное происхождение, в то время как другие считают, что он просто обеспечивает лучший цвет фона для контраста с белой легендой. Как бы то ни было, цвет паяльной маски не имеет никакого отношения к функции (если только печатная плата не используется в светодиодном приложении, для которого часто требуется белая паяльная маска с высокой отражающей способностью). Однако некоторые дизайнеры действительно используют цвета, чтобы визуально различать версии (пример: прототипы печатных плат = красный, производственные печатные платы = зеленый).Большинство производителей печатных плат предлагают на выбор некоторое количество стандартных цветов; зеленый, синий, красный, желтый, черный и белый являются наиболее распространенными. Но как насчет нестандартных цветов, таких как уникальный синий, использованный в проекте Circuit Classics? Изготовитель не может приобрести у поставщика нестандартные цвета; вместо этого производителю необходимо смешивать стандартные цвета вместе для достижения желаемого результата. Для получения индивидуального цвета может потребоваться изрядное количество труда и материалов, поэтому не многие производители предлагают эту услугу.В Bay Area Circuits заметили рост спроса на нестандартные цвета, поскольку эстетика печатных плат сегодня имеет большее значение, чем когда-либо. Для проекта Circuit Classics было создано множество цветовых образцов, и заказчику была предоставлена ​​цветовая палитра для выбора. После выбора цвета формула архивируется, чтобы обеспечить согласованность с будущими производственными циклами. Но будьте осторожны, хотя нестандартные цвета не обязательно дороже, может потребоваться соответствующая настройка и минимальная стоимость партии.

    13.ОТДЕЛКА ПОВЕРХНОСТИ

    Последний химический процесс, используемый для изготовления печатной платы, — это обработка поверхности. Хотя паяльная маска покрывает большую часть схемы, обработка поверхности предназначена для предотвращения окисления оставшейся открытой меди. Это важно, потому что паять окисленную медь нельзя. Существует множество различных вариантов отделки поверхности, которые можно нанести на печатную плату. Наиболее распространенным является уровень для пайки горячим воздухом (HASL), который предлагается как с выводами, так и без свинца. Но в зависимости от технических характеристик печатной платы, ее применения или процесса сборки подходящие варианты отделки поверхности могут включать в себя иммерсионное золото без электрохимического никеля (ENIG), мягкое золото, твердое золото, иммерсионное серебро, иммерсионное олово, органический консервант для пайки (OSP) и другие.

    Нанесение каждой поверхностной отделки может незначительно отличаться в процессе, но включает в себя погружение панели в химическую ванну для покрытия любой открытой меди с желаемой отделкой.

    14. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ

    На данный момент печатная плата завершена в формате большой панели. Но перед тем, как отдельные печатные платы будут выведены из панели, будет проведено электрическое испытание с помощью тестера с летающим датчиком. Платы проверяются на соответствие списку цепей, который либо предоставляется заказчиком вместе с файлами данных, либо создается из файлов данных заказчика изготовителем печатной платы.Тестер использует несколько движущихся рычагов или зондов для контакта с точками на медной схеме и передачи электрического сигнала между ними. Любые короткие замыкания или обрывы будут идентифицированы, что позволит оператору либо отремонтировать, либо выбросить печатную плату как неисправную. В зависимости от сложности конструкции и количества контрольных точек электрическое испытание может занять от нескольких секунд до нескольких часов.

    Кроме того, в зависимости от различных факторов, таких как сложность конструкции, количество слоев и фактор риска компонентов, некоторые заказчики предпочитают отказаться от электрических испытаний, чтобы сэкономить время и деньги.Это может быть нормально для простых двусторонних печатных плат, где мало что может пойти не так, но мы всегда рекомендуем электрические испытания многослойных конструкций, независимо от сложности. (Совет: предоставление производителю «списка соединений» в дополнение к файлам проекта и примечаниям по изготовлению — один из способов предотвратить возникновение непредвиденных ошибок.)

    15. ИЗГОТОВЛЕНИЕ

    После завершения электрического тестирования панели печатной платы отдельные платы готовы к отсоединению от панели. Этот процесс выполняется станком с ЧПУ или маршрутизатором, который направляет каждую плату из панели в желаемую форму и требуемый размер.Обычно используемые фрезы имеют размер 0,030–0,093, и для ускорения процесса несколько панелей могут быть уложены друг на друга по две или три в высоту, в зависимости от общей толщины каждой. Во время этого процесса станок с ЧПУ также может выполнять прорези, фаски и скошенные кромки, используя фрезы различных размеров.

    Вместо того, чтобы разводить отдельные небольшие платы, печатные платы можно разводить как массивы, содержащие несколько плат с выступами или линиями надреза. Это позволяет упростить сборку нескольких плат одновременно, позволяя сборщику разбирать отдельные платы после завершения сборки.

    Наконец, доски будут проверены на чистоту, наличие острых краев, заусенцев и т. Д. И при необходимости очищены.

    16. МИКРОСЕКЦИЯ

    Микросрезы (также известные как поперечные сечения) — это необязательный шаг в процессе производства печатной платы, но это ценный инструмент, используемый для проверки внутренней конструкции печатной платы как для проверки, так и для целей анализа отказов. Чтобы создать образец для микроскопического исследования материала, поперечное сечение печатной платы вырезается и помещается в мягкий акрил, который затвердевает вокруг него в форме хоккейной шайбы.Затем срез полируется и просматривается под микроскопом. Можно провести детальный осмотр, проверяя многочисленные детали, такие как толщина покрытия, качество сверления и качество внутренних соединений.

    17. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

    Теперь, когда печатные платы оказались электрически исправными и были проложены индивидуально, последним шагом является завершение процесса проверки, выполняемой для того, чтобы убедиться, что печатные платы соответствуют как визуальным, так и эксплуатационным стандартам. Инспектор начнет с изучения всей документации, связанной с проектом, включая карту процесса, описывающую каждый производственный процесс, а также любую документацию, предоставленную заказчиком, например производственный чертеж.Затем инспектор оценит печатные платы, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям заказчика и стандартам, изложенным в отраслевых руководящих документах:

    IPC-A-600 — Приемлемость печатных плат, который определяет отраслевой стандарт качества для приемки печатных плат.

    IPC-6012 — Квалификационные и эксплуатационные требования для жестких плат, в которых устанавливаются типы жестких плат и описываются требования, которым необходимо соответствовать во время производства для трех классов производительности плат — Класса 1, 2 и 3.

    • Печатная плата класса 1 будет иметь ограниченный срок службы, и там, где требуется, просто функция продукта конечного использования (например, устройство открывания гаражных ворот).
    • Печатная плата класса 2 — это такая плата, для которой желательны, но не критичны непрерывная производительность, увеличенный срок службы и бесперебойное обслуживание (например, материнская плата ПК).
    • Печатная плата класса 3 будет включать конечное использование, когда постоянная высокая производительность или производительность по требованию критичны, отказ недопустим, и продукт должен работать, когда это необходимо (например,системы управления полетом или защиты).

    В общем, разница между классами достигается за счет более жестких допусков и контроля, что приводит к более надежному продукту. И, как нетрудно догадаться, чем выше класс, тем дороже плата. В Bay Area Circuits они производят все печатные платы в соответствии со стандартом класса 2, если в стандарте класса 3 не указано иное.

    Независимо от указанного класса, размеры отверстий проверяются с помощью калибраторов, паяльная маска и условные обозначения визуально проверяются на предмет общего внешнего вида, паяльная маска проверяется, чтобы увидеть, есть ли какие-либо посягательства на контактные площадки, а также качество и покрытие поверхности. исследуется.

    Важно, чтобы дизайнеры ознакомились с Руководством по проверке IPC и с тем, как они связаны с проектированием печатных плат, заказом и производственным процессом. Не все печатные платы созданы равными, и понимание этих рекомендаций поможет гарантировать, что произведенный продукт соответствует вашим ожиданиям как по эстетике, так и по характеристикам.

    Если вы зашли так далеко, вы должны иметь гораздо лучшее представление о процессах и усилиях, необходимых для производства печатной платы. Если вы хотите узнать больше, я рекомендую вам воспользоваться огромным количеством информации, ресурсов и инструментов, доступных в Интернете.А если вы начинающий или опытный разработчик печатных плат, посетите своего местного производителя печатных плат. Потратив время на экскурсию по объекту и узнав больше о процессе, вы наверняка станете лучшим дизайнером!

    Узнайте о процессах производства печатных плат

    Давным-давно, до того, как началось проектирование печатных плат, проектировщики схем совершали целую экскурсию по цеху печатных плат. Они общались с производителями и со всеми лицом к лицу, несмотря на их ожидания в отношении ввода и вывода.Это помогло им понять и предотвратить ошибки. Но сегодняшняя эра аутсорсинга изменила этот сценарий. Люди теперь передают на аутсорсинг большую часть своих досок. Поэтому Sierra Circuits действительно прозрачна в отношении своего производственного процесса. Знание процесса не может исключить, но определенно может в значительной степени отследить возможности ошибок.

    Прежде чем мы углубимся в этапы производства, давайте определимся с основным материалом.

    Этапы производства

    Конструкция и выпуск

    Изготовление печатной платы начинается с дизайна.Производство печатной платы всегда начинается с определенной схемы: дизайнер создает чертеж печатной платы, который соответствует всем изложенным требованиям. Заказчик предоставляет производителям базовый дизайн дизайнерам в формате Gerber.

    После того, как макет печатной платы загружен в программное обеспечение Gerber Extended, все различные аспекты дизайна проверяются, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.

    Готовый проект печатной платы отправляется на завод по производству печатных плат. По прибытии конструкция проходит вторую проверку изготовителем, известную как проверка конструкции для изготовления (DFM).Правильная проверка DFM гарантирует, что конструкция печатной платы является производимой.

    Из файла в фильм

    Производители используют специальный принтер, называемый плоттером, который делает фотопленку печатных плат для печати печатных плат. Производители будут использовать пленки для визуализации печатных плат. Хотя это лазерный принтер, это не стандартный лазерный принтер.

    Но этот съемочный процесс из-за миниатюризации и технического прогресса больше не подходит. Он, можно сказать, устаревает.Сейчас мы в основном используем LDI.

    Традиционный метод визуализации требует фотоинструмента и ультрафиолетового света для передачи изображений. Однако LDI использует только облучение, управляемое компьютером, для непосредственного нанесения рисунка схемы на плату. Панель покрыта слоем фоторезиста. Файлы CAM предварительно загружаются в лазер. Схема печатается на плате в цифровом виде.

    Для идеального совмещения всех пленок сделаны регистрационные отверстия.

    Передача изображения: внутренние слои

    При производстве печатных плат чистота является серьезным поводом для беспокойства.На этом этапе крайне важно, чтобы частицы пыли не оседали на ламинате. Далее на панель наносится слой фоточувствительной пленки, называемый фоторезистом. Фоторезист состоит из слоя фотореактивных химикатов, которые полимеризуются под воздействием ультрафиолетового света. Эта панель теперь расположена под управляемым компьютером лазером. Компьютер сканирует поверхность платы в цифровое изображение. Сопоставляя цифровое изображение с предварительно загруженным файлом проекта CAD / CAM, который содержит спецификации для желаемого изображения, предназначенного для платы, лазер используется для непосредственной генерации изображения на плате.Затем на внутренних слоях платы проявляется негативное изображение.

    Удаление нежелательной меди

    Пленка и картон светятся УФ-светом. Свет проходит через необходимые участки пленки, укрепляя следы платы на фоторезисте.

    Незатвердевший фоторезист удаляется, а затвердевший резист защищает желаемую медь, плата переходит к нежелательному удалению меди. Мы используем кислотный травитель, чтобы смыть излишки меди.Между тем медь, которую мы хотим сохранить, остается полностью покрытой слоем фоторезиста.

    Процесс травления — очень важный этап в производстве печатных плат, поэтому требует особого внимания.

    Офорт

    При изготовлении печатных плат травление — это процесс удаления нежелательной меди (Cu) с печатной платы. Нежелательная медь — это не что иное, как медь без цепи, удаленная с платы. В результате получается желаемый рисунок схемы.Во время этого процесса базовая медь или стартовая медь удаляются с платы.

    Перед процессом травления желаемое дизайнером изображение схемы переносится на печатную плату с помощью процесса, называемого фотолитографией. Это формирует схему, которая решает, какая часть меди должна быть удалена.

    Производители печатных плат обычно используют процесс влажного травления. При влажном травлении нежелательный материал растворяется при погружении в химический раствор.

    Есть два метода мокрого травления:

    1.Кислотное травление (хлорид железа и хлорид меди).

    2. Щелочное травление (аммиачно)

    Кислотный метод стравливания внутренних слоев печатной платы. В этом методе используются химические растворители, такие как хлорид железа (FeCl3) ИЛИ хлорид меди (CuCl2).

    Щелочной метод стравливания внешних слоев печатной платы. Здесь используются химические вещества: хлорид меди (CuCl2 Castle, 2h3O) + гидрохлорид (HCl) + пероксид водорода (h3O2) + вода (h3O).Щелочной метод — быстрый процесс и немного дорогостоящий.

    Важными параметрами, которые следует учитывать в процессе травления, являются скорость движения панели, распыление химикатов и количество вытравленной меди. Весь процесс осуществляется в конвейерной распылительной камере высокого давления.

    После удаления нежелательной меди плата обрабатывается для снятия изоляции, тогда как с платы удаляется олово или олово / постное покрытие или фоторезист.

    Проверка и выравнивание слоев

    Когда все слои чистые и готовые, производители обеспечивают выравнивающие пуансоны для выравнивания.Отверстия для совмещения выравнивают внутренние слои с внешними. Техник помещает слои в машину, называемую оптическим штампом, для точного совмещения внутреннего и внешнего слоев.

    После того, как слои выровнены, невозможно исправить какие-либо ошибки, возникающие на внутренних слоях. Таким образом, машина выполняет автоматический оптический осмотр панелей, чтобы подтвердить, что плата полностью свободна от дефектов.

    Ламинирование

    Теперь выровненные слои ждут объединения.На этом этапе, когда слои готовы и подтверждены, их просто нужно соединить. Здесь печатная плата принимает форму.

    Все начинается с нанесения слоя препрега на выравнивающий верх. Далее поверх слоя меди укладываются листы препрега. Теперь он готов к прессованию.

    Компьютер склеивающего пресса управляет процессом нагрева пакета, приложения давления и охлаждения пакета с контролируемой скоростью.

    Бурение

    Все компоненты, предназначенные для дальнейшего использования, такие как соединение медью через отверстия и выводы с выводами, зависят от точности просверленных отверстий.Для определения местоположения пятен от сверления используется рентгеновский локатор. Затем пробиваются соответствующие регистрационные отверстия, чтобы закрепить стопку для серии предстоящих отверстий. Перед сверлением производители размещают буферную доску над и под мишенью сверла, чтобы обеспечить чистое отверстие без заусенцев.

    Гальваническое и химическое осаждение меди

    Первым этапом процесса нанесения покрытия является химическое осаждение очень тонкого слоя меди на стенках отверстий.После тщательной очистки панель последовательно проходит химические ванны. На поверхность панели наносится слой меди толщиной в один микрон. Медь входит в недавно просверленные отверстия.

    Визуализация внешнего слоя

    При визуализации внутреннего слоя мы нанесли на панель фоторезист. Мы сделаем это снова, за исключением того, что на этот раз мы визуализируем внешние слои панели с дизайном печатной платы. Мы начинаем со слоев в стерильной комнате, чтобы предотвратить прилипание загрязнений к поверхности слоя, затем наносим слой фоторезиста на панель.Затем используйте LDI для печати изображения. Созданный здесь образ является положительным.

    Покрытие

    Вернемся к обшивке. Непокрытые участки панели со ступени фоторезиста внешнего слоя покрываются медью. После нижележащего медного покрытия панель, по большей части, покрывается оловом, что позволяет удалить всю медь, оставшуюся на плате, которую планируется удалить. Олово защищает сегмент панели, который должен оставаться закрепленным медью во время последующей стадии травления.Обрывки травления, нежелательная медная фольга с платы. В процессе мы наносим медное покрытие толщиной не менее 1 мил (25 микрон).

    Удаление фоторезиста

    После нанесения покрытия фоторезист становится нежелательным, и его необходимо удалить с панели. Это делается в горизонтальном процессе, содержащем чистый щелочной раствор, который эффективно удаляет фоторезист, оставляя основную медь панели открытой для удаления в следующем процессе травления.

    Окончательное травление

    Олово защищает идеальную медь на этой стадии. Нежелательно обнаженные медь и медь под остальным слоем резиста удаляются. В этом травлении мы используем аммиачный травитель, чтобы удалить нежелательную медь. Между тем, на этом этапе олово обеспечивает необходимую медь.

    На данном этапе обосновываются проводящие регионы и связи.

    Удаление олова

    После травления медь на печатной плате покрывается травильным резистом, т.е.е., банка, которая больше не требуется. Поэтому мы снимаем его, прежде чем продолжить. Для удаления олова можно использовать концентрированную азотную кислоту. Азотная кислота очень эффективна при удалении олова и не повреждает медные дорожки цепи под металлическим оловом. Таким образом, теперь у вас есть четкий отчетливый контур меди на печатной плате.

    Нанесение паяльной маски

    Паяльная маска наносится на обе стороны платы, но перед этим панели покрываются чернилами эпоксидной паяльной маски.Платы получают вспышку ультрафиолетового излучения, которая проходит через паяльную маску. Покрытые участки останутся незатвердевшими и будут удалены.

    Наконец, плату помещают в печь для отверждения паяльной маски.

    Зеленый был выбран в качестве стандартного цвета паяльной маски, потому что он не напрягает глаза. Прежде чем машины могли проверять печатные платы в процессе производства и сборки, все проверки проводились вручную. Верхний свет, используемый техническими специалистами для проверки плат, не отражается от зеленой паяльной маски и лучше всего подходит для их глаз.

    Поверхность Печатные платы

    получают выравниваемые горячим воздухом контактные площадки после маскирования припоем для лучшей паяемости. Выравнивание горячим воздухом приводит к получению однородных подушек. Чтобы добавить печатной плате дополнительную способность к пайке, мы иногда наносим на них химическое покрытие золотом или серебром. Sierra Circuits может обрабатывать несколько типов отделки поверхности в соответствии с конкретными требованиями клиентов.

    HASL, без HASL, ENIG, ENEPIG

    Шелкография

    Это самый художественный процесс изготовления печатных плат.На почти готовой плате нанесены удобочитаемые буквы, которые обычно используются для идентификации компонентов, контрольных точек, номеров компонентов печатных плат и печатных плат, предупреждающих символов, логотипов компаний, кодов дат и знаков производителя. Наконец, печатная плата переходит на последнюю стадию покрытия и отверждения.

    Электрические испытания

    В качестве окончательного определения производители печатных плат проверяют работоспособность платы. Они используют автоматизированную процедуру для обеспечения соответствия платы ее конструкции. Ложе из гвоздей, летающий зонд и т. Д.такие тесты.

    Испытание летающего зонда

    Тест «летающего зонда» изначально работал только для тестирования «голой» платы. Но теперь мы знаем, что FICT или FPT эффективны в печатных платах, которые создают проблемы с доступностью. Кроме того, в виде прототипов и производства малых и средних объемов. Это связано с тем, что Flying Probe расширяет преимущества внутрисхемных испытаний до приложений, в которых невозможно использовать эту гвоздь (нет доступа), слишком долго для сборки (прототип) или слишком дорого для оправдания (высокое смешение / малый объем).Он использует программную инструкцию для перемещения летающих зондов. электромеханические контроллеры в летающих датчиках доступа к плате. Оснащен четырехколесным тестером летающего зонда по оси X-Y и движется с высокой скоростью. Мы оборудуем камеру на тестере летающего зонда для проверки полярности компонентов. Таким образом, тестер с летающим зондом может сократить количество необходимых испытательных приспособлений. Также становится намного проще вносить изменения, особенно в такие функции, как контактная площадка или положение компонентов. Достаточно просто изменить программное обеспечение.

    Опять же, летающие зонды могут получать доступ к контактам компонентов напрямую или через автоматическое зондирование контрольных точек. Для них не требуются контрольные точки. Это улучшает тестовое покрытие по сравнению с внутрисхемными тестами, в которых используются гвозди. Он использует переходные отверстия на плате как встроенные контрольные точки и использует их как контрольные точки. Таким образом, контрольные точки больше не действуют.

    Профилирование и оценка

    Заключительный этап производства — профилирование печатных плат и их вырезание из производственной панели.Используемый метод использует либо фрезер, либо V-образную канавку. Фрезерный станок оставляет небольшие выступы по краям платы, а V-образный паз прорезает диагональные каналы по обеим сторонам платы. Оба способа позволяют доскам легко выскакивать из панели.

    Процесс производства печатных плат: подробное руководство

    После утверждения конструкции печатной платы и получения производителем ваших окончательных производственных файлов начинается изготовление или изготовление печатной платы. Здесь ваша виртуальная печатная плата превращается в физическую печатную плату.

    1. Визуализация дизайна

    После нескольких проверок ваш дизайн печатной платы готов к печати. Производитель вашей печатной платы использует специализированный принтер, называемый плоттерным принтером, для преобразования файлов дизайна печатной платы в пленки. Эти пленки похожи на фотонегативы на вашей принципиальной схеме.

    При печати внутренние слои печатной платы имеют два цвета чернил:

    ● Черные чернила, обозначающие медные следы и цепи печатной платы
    ● Прозрачные чернила, обозначающие непроводящие области печатной платы, такие как основание из стекловолокна

    На внешнем слое:

    ● Прозрачные чернила, обозначающие медные пути
    ● Черные чернила, обозначающие область, где медь будет вытравлена ​​

    Пленки также имеют регистрационное отверстие, предназначенное для выравнивания печатных плат на более поздних этапах производственного процесса.Пленки будут храниться в надежном месте, чтобы избежать несанкционированного контакта.

    2. Печать внутренних слоев на меди

    Этот шаг в процессе производства печатной платы знаменует начало изготовления самой печатной платы. Процесс начинается с основной формы печатной платы, которая представляет собой ламинатную плату, изготовленную из материала подложки. Материалом подложки обычно служат эпоксидная смола и стекловолокно.

    ● Дизайн печатной платы напечатан на ламинатной плате
    ● Медь предварительно приклеена с обеих сторон ламинатной платы
    ● Затем медь протравливается, обнажая дизайн печатной платы в соответствии с пленкой
    ● Затем ламинатная плата покрывается с фоточувствительной пленкой resist

    3.Ультрафиолетовая очистка

    Резист состоит из слоя фотореактивных химикатов. Производители печатных плат подвергают покрытые резистом ламинатные плиты воздействию ультрафиолетового или ультрафиолетового света, который укрепляет слой фотореактивных химикатов.

    ● УФ-свет проходит через полупрозрачные части пленки, укрепляя фоторезист
    ● Но УФ-свет не может укрепить участки с черными чернилами
    ● Только затвердевшие участки сохраняются как медные дорожки, остальная часть платы обозначена прочь
    ● Плата промывается щелочным раствором для удаления остатков фоторезиста
    ● Заключительная мойка под давлением удаляет все остатки
    ● Плата высушена
    ● Технический специалист проверяет плату на наличие ошибок перед переходом к следующему этапу

    Цель использования фоторезиста и струйной обработки УФ-светом — убедиться, что фактическое изготовление печатной платы идеально соответствует схематическим чертежам.

    4. Протравливание внутреннего слоя

    При производстве печатных плат важны чистые линии. Таким образом, этот процесс производства печатной платы удаляет лишнюю медь с печатной платы. В противном случае случайное пятнышко грязи могло бы вызвать короткое замыкание или остаться разомкнутым. После этого шага у вас останется только медь, необходимая для изготовления печатных плат.

    ● Обычно внутренний слой меди удаляется химическим травлением.
    ● Фоторезист защищает необходимую медь на плате от травления
    ● Время и растворитель, необходимые для травления, могут варьироваться в зависимости от размера плат
    ● Больше платы часто требуют больше времени и / или растворителя

    5.Выравнивание слоя

    После очистки ламинатные доски готовы к выравниванию слоев. Как правило, производители печатных плат используют оптический перфоратор — специализированный станок, который пропускает штифт через регистрационные отверстия для выравнивания внутреннего и внешнего слоев.

    6. Оптический контроль

    Когда слои чистые и готовы к работе, их необходимо правильно выровнять. Таким образом, техник помещает слои в оптическую пробивную машину.

    Это называется оптическим контролем.Это гарантирует, что на печатных платах отсутствуют какие-либо дефекты, поскольку после объединения слоев не остается места для исправления ошибок.

    ● Разработчик будет использовать машину автоматизированного оптического контроля (AOI) для проверки
    ● Машина AOI сравнивает печатные платы с исходными схематическими диаграммами
    ● Машина AOI сканирует слои с помощью лазерного датчика и выполняет электронное сравнение
    ● Производитель печатных плат отбрасывает дефектные печатные платы на этом этапе
    ● Процесс повторяется для внешних слоев после их визуализации и травления

    7.Ламинирование и прессование слоев

    На этом этапе изготовления печатных плат печатная плата начинает обретать форму. Бездефектные слои сплавлены и ламинированы вместе для создания печатных плат в следующих двух шагах.

    Lay Up или Layer Up

    При этом процессе между внешним слоем печатных плат (сделанным из стекловолокна, предварительно покрытым эпоксидной смолой) и слоем тонкой медной фольги (с травлениями для медных следов). Процесс осуществляется на специализированном столе пресса с использованием металлических зажимов.

    ● Оператор использует специальный штифт для размещения каждого слоя на столе
    ● Сначала оператор помещает слой предварительно покрытой эпоксидной смолы, называемой препрега, на выравнивающую ванну стола.
    ● Затем он помещает слой подложки поверх предварительно пропитанной эпоксидной смолы
    ● Слой медной фольги помещается поверх слоя подложки
    ● Больше листов предварительно пропитанной смолы помещается поверх слоя медной фольги
    ● Стопка обрабатывается медным или алюминиевым прессом пластина
    ● Оператор следит за правильной установкой стопки, чтобы предотвратить смещение во время выравнивания
    ● Теперь стопка готова для склеивания

    Ламинирование или склеивание

    Перед склеиванием оператор переносит стопку на механический пресс для сплавления слоев.

    ● Оператор помещает стопку в пресс для ламината
    ● Компьютер склеивающего пресса управляет прессом для ламината
    ● Компьютер нагревает пластины пресса и прикладывает давление в соответствии с калибровками, сплавляя слои печатной платы
    ● После снятия верхней пластины пресса и булавки, техник вытащит печатную плату

    8. Бурение

    Считается наиболее важным этапом в процессе производства печатной платы, сверление закладывает основу для переходных отверстий и соединения между различными слоями печатной платы.

    Все компоненты, которые появятся позже, такие как соединение медью через отверстия и выводы с выводами, зависят от точности прецизионных отверстий.

    Сверление платы

    требует высочайшей точности, потому что даже малейшая ошибка может привести к значительным финансовым потерям.

    Вот почему ведущие профессиональные китайские производители печатных плат обычно используют станки для сверления печатных плат с компьютерным управлением. Эти станки могут просверливать отверстия диаметром до 100 микрон, используя шпиндели с пневматическим приводом, которые вращаются со скоростью 150 000 об / мин.Сверление также требует времени, поскольку средняя печатная плата имеет более ста точек сверления.

    ● Перед сверлением рентгеновский локатор определяет места сверления
    ● Доска из буферного материала помещается под мишень для сверления, чтобы обеспечить чистое сверление
    ● Сначала просверливаются регистрационные или направляющие отверстия, чтобы закрепить стопку печатных плат
    ● Компьютер -управляемый станок сверлит цель с использованием оригинальной конструкции в качестве направляющей
    ● После сверления дополнительный слой меди по краям удаляется профилированием

    9.Покрытие печатной платы

    После сверления следующий шаг — гальваника. Покрытие печатной платы — это процесс заполнения просверленных отверстий медью, чтобы позволить току проходить от поверхности платы к внутренним слоям, между двумя слоями или между двумя поверхностями. Процесс включает серию химических ванн.

    ● Тщательная очистка панели печатной платы
    ● Размещение панели в нескольких химических ваннах, в которых осаждается тонкий слой меди толщиной около одного микрона
    ● Контроль процесса нанесения покрытия на печатную плату с помощью компьютеров

    10.Внешний слой изображения

    Как и во втором шаге, этот шаг также включает нанесение другого фоторезиста на панель печатной платы. Однако фоторезист наносится только на внешний слой для визуализации. Процесс проходит в стерильной среде.

    ● Штифты закрепляют прозрачные пленки с черными чернилами и предотвращают перекос
    ● Панель печатной платы после покрытия фоторезистом переходит в желтую комнату
    ● Удар ультрафиолетового излучения укрепляет фоторезист
    ● Удаление незатвердевшего резиста, защищенного черными чернилами

    11.Травление внешнего слоя

    Травление внешнего слоя подготавливает панель печатной платы к AOI (автоматизированному оптическому контролю) и пайке. Во время этого процесса удаляется нежелательная медь из внешних слоев.

    ● Слой меди наносится методом гальваники
    ● После первоначальной обработки медной ванны гальваническое покрытие оловом используется для защиты меди в критической области
    ● Плата печатной платы проходит автоматическую оптическую проверку (AOI), чтобы убедиться, что слой меди соответствует желаемому характеристики

    12.Паяльная маска

    Нанесение паяльной маски необходимо, так как она добавляет защитный слой на внешние поверхности печатной платы, подготавливая ее к процессу пайки. По сути, он маскирует участки, не требующие пайки.

    ● Панель печатной платы очищена от примесей или нежелательной меди.
    ● На поверхность нанесена чернильная эпоксидная смола и пленка для паяльной маски.
    ● Обработка УФ-светом используется для обозначения участков, которые не нуждаются в пайке.
    ● Паяльная маска удалена из негарантированных участков
    ● Печатная плата отправляется в печь для отверждения паяльной маски

    13.Шелкография

    Шелкография — это когда вся информация печатается прямо на доске с помощью струйного принтера. Обычно в него входят:

    ● Идентификационный номер компании
    ● Предупреждающие таблички
    ● Логотип или символы производителя печатной платы
    ● Номера компонентов
    ● Устройства определения местоположения контактов и другая маркировка

    14. Обработка поверхности

    Почти готовые панели для печатных плат требуют покрытия из проводящего материала, как правило, в соответствии со спецификациями заказчика.Это добавляет печатной плате дополнительные способности солдата. Результатом этого процесса является чистовая обработка поверхности.

    Вот список токопроводящих материалов, используемых для отделки поверхностей, с их преимуществами и недостатками.

    a) Иммерсионное серебро:

    Преимущества

    ● Низкие потери сигнала
    ● Отсутствие свинца
    ● Соответствие RoHS
    ● Поверхность, пригодная для обработки, для производителей, которые хотят запрессовать вставки штифтов в печатную плату

    Недостатки

    ● Покрытие может окисляться и тускнеть.Однако сильное потускнение поверхности может решить эту проблему
    ● В случаях, когда поверхность не защищена, иммерсионное серебро имеет короткий срок хранения
    ● Не подходит для нескольких процессов сборки

    б) Золото:

    Преимущества

    ● Прочный, так как он имеет двухслойное металлическое покрытие, которое защищает поверхность печатной платы.
    ● Не содержит свинца, что означает, что он экологически безопасен
    ● Длительный срок хранения
    ● Соответствует RoHS

    Недостатки

    ● Дороже по сравнению с другими видами отделки поверхности, так как выполняется сложный процесс и не подлежит повторной обработке.

    c) Золото с иммерсионным никелем, не содержащее никеля (ENIG):

    Преимущества

    ● Очень часто
    ● Длительный срок хранения
    ● Соответствует RoHS

    Недостатки

    ● Относительно дороже, чем большинство других видов отделки

    d) Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL):

    Преимущества

    ● Экономичный
    ● Долговечный
    ● Возможность повторной обработки
    ● Обеспечивает большое окно обработки

    Недостатки

    ● Содержит свинец
    ● Не соответствует требованиям RoHS

    e) Бессвинцовый HASL:

    Преимущества

    ● Экономичный
    ● Бессвинцовый
    ● Соответствует RoHS
    ● Возможность повторного использования

    Недостатки

    ● Не подходит для многократных процессов оплавления / сборки
    ● Процесс требует использования канцерогена тиомочевины
    ● Трудно измерить толщину

    е) Иммерсионное олово (ISn):

    Преимущества

    ● Популярно для запрессовки
    ● Жесткие допуски для отверстий
    ● Соответствует RoHS

    Недостатки

    ● Может вызвать проблемы с пайкой

    г) Органический консервант паяемости (OSP):

    Преимущества

    ● Соответствует RoHS
    ● Экономично

    Недостатки

    ● Короткий срок хранения

    ч) Палладиевое иммерсионное золото, не содержащее никель, химическое нанесение (ENEPIG):

    Преимущества

    ● Высокая прочность припоя
    ● Снижение коррозии

    Недостатки

    ● Требует тщательной обработки для достижения оптимальных характеристик.
    ● Менее рентабельно по сравнению с отделками, в которых не используется золото или палладий.
    Для дизайнеров и производителей при выборе наилучшего покрытия необходимо уравновесить доступные варианты с учетом стоимости материалов. и требования к производительности.

    15. Тестирование

    Тестирование печатной платы также является важным этапом производственного процесса. Производитель вашей печатной платы будет использовать различные методы тестирования, чтобы убедиться, что печатные платы работают и соответствуют исходным проектным спецификациям. Мы подробно рассмотрим хорошо зарекомендовавшие себя методы тестирования печатных плат позже в этом посте.

    16. Профилирование

    Профилирование — это, по сути, последний этап производственного процесса печатной платы.До этого мудреца печатные платы представляют собой одну строительную панель. Используя оригинальные файлы дизайна, печатные платы разрезаются на отдельные платы. Есть два наиболее распространенных способа разделения печатных плат:

    Оценка : этот метод, также известный как разводка, включает вырезание нескольких небольших выступов по краям печатных плат.

    V-образная канавка : в этом методе станок с ЧПУ делает V-образные надрезы вдоль стороны печатных плат

    Вы можете легко сломать печатные платы после профилирования, независимо от используемого метода.

    17. Окончательная проверка качества

    После профилирования каждая печатная плата проходит окончательный визуальный осмотр и проверку качества. После окончательной проверки производитель упакует и отправит исправные печатные платы.

    Следующие проверки помогают определить исправные и исправные печатные платы:

    ● Ремонт и повторное тестирование всех плат, не прошедших проверку печатных плат
    ● Идеальное выравнивание всех печатных плат с их исходными проектными спецификациями
    ● Проверка и поддержание стерильной среды для предотвращения загрязнения и ошибок
    ● Проверка всех готовых печатных плат на наличие заусенцев или острых краев
    ● Идеально соответствие размеров отверстий на всех слоях печатной платы
    ● Приведение размеров отверстий в соответствие со спецификациями проекта

    18.Упаковка и отгрузка

    На этом этапе упаковываются и отправляются печатные платы по назначению. Стандартный дизайн упаковки защищает печатные платы от пыли и других факторов окружающей среды. Однако упаковка может измениться в зависимости от технических требований клиента, а также производителя печатной платы.

    Процесс производства печатных плат (PCB) — Производство печатных плат и сборка печатных плат

    Процесс производства печатных плат — этапы изготовления печатных плат.Rayming является одним из производителей печатных плат в Китае, имеет 10-летний опыт производства печатных плат. Возможность печатной платы 1 — 56 слоев.

    В RayMing мы делаем все возможное, чтобы качество нашей работы соответствовало ожиданиям наших клиентов и превосходило их. Команда RayMing использует новейшие технологии и оборудование для производства печатных плат, чтобы удовлетворить спрос на качество. Наша приверженность предоставлению качественных продуктов и услуг для печатных плат помогла нам заслужить доверие и уважение наших клиентов.

    Мы постоянно работаем над созданием инновационных решений и не жалеем средств на приобретение новейших технологий производства печатных плат и опытных сотрудников. Благодаря этому мы занимаем сильные позиции по предоставлению первоклассных услуг, от производства печатных плат до сборки, тестирования и доставки.

    Этапы изготовления печатной платы

    Первый: поколение пленок для печатных плат

    Пленки для всех слоев меди и паяльной маски сделаны из майлара, экспонированного фотографией.Мы создаем эти фильмы из ваших файлов дизайна, создавая точное (1: 1) кинопредставление вашего дизайна. При отправке файлов Gerber каждый отдельный файл Gerber представляет собой один слой печатной платы.

    Секунда: Выбор сырья для печатной платы

    Промышленный ламинат FR-4 толщиной 1,6 мм, плакированный медью с двух сторон. Панели будут иметь размер, позволяющий разместить много досок.

    3-й: Отверстия для сверления печатной платы

    Сквозные отверстия, необходимые для вашей конструкции печатной платы, создаются из предоставленных вами файлов с помощью сверл с ЧПУ и твердосплавных сверл.

    4-й: печатная плата, не содержащая электролитическую медь

    Чтобы сквозные отверстия электрически соединялись с различными слоями печатной платы, в сквозные отверстия химическим способом наносится тонкий слой меди. Эта медь позже будет утолщена посредством электролитического меднения (шаг 6).

    5-й: нанесение фоторезиста на печатную плату и изображение

    Чтобы перенести дизайн печатной платы из электронных данных САПР на физическую печатную плату, мы начинаем с нанесения на панель светочувствительного фоторезиста, покрывающего всю площадь платы.Затем изображение пленки с медным слоем (шаг первый) помещается на плату, источник УФ-излучения высокой интенсивности освещает непокрытую часть фоторезиста. Затем мы химически проявляем плату (удаляем с панели неэкспонированный фоторезист), создавая контактные площадки и следы.

    6-я: пластина с шаблоном печатной платы

    Этот этап представляет собой электрохимический процесс, при котором в отверстия и на поверхность печатной платы наносится медь. Как только на схеме и в отверстиях будет увеличена толщина меди, мы накладываем дополнительный слой олова на открытую поверхность.Это олово защитит медь с гальваническим покрытием во время процесса травления (шаг 7) и позже будет удалено.

    7-й: Полоса печатной платы и травление печатной платы

    Этот процесс состоит из нескольких этапов. Первый — химически удалить фоторезист с панели. Затем только что обнаженная медь химически удаляется (протравливается) с панели. Олово, нанесенное на этапе 6, защищает желаемую медную схему от травления. На этом этапе определяется принципиальная схема печатной платы.Наконец, защитный слой олова химически удаляется (зачищается), чтобы обнажить медную схему.

    8-я: паяльная маска для печатной платы

    Затем мы покрываем всю панель жидким слоем паяльной маски. Используя пленки и ультрафиолетовый свет высокой интенсивности (аналогично шагу 5), мы обнажаем паяемые области печатной платы. Основная функция паяльной маски — защищать большую часть медных цепей от окисления, повреждения и коррозии, а также поддерживать изоляцию цепей во время сборки.

    9-я: Легенда печатной платы (шелкография)

    Затем мы печатаем на панели позиционные обозначения, логотипы и другую информацию, содержащуюся в электронных файлах. Этот процесс очень похож на процесс струйной печати, но разработан специально для печатных плат

    .

    10-й: Поверхность печатной платы

    Затем на панели наносится окончательная обработка поверхности. Эта обработка поверхности (припой из олова / свинца или иммерсионное серебро, позолота) используется для защиты меди (паяемых поверхностей) от окисления, а также служит местом для пайки электронных компонентов на печатной плате.

    11-е: Изготовление печатных плат

    Наконец, но не в последнюю очередь, мы проложим периметр печатной платы от большей панели с помощью оборудования ЧПУ. Печатная плата готова и быстро отправлена ​​вам.

    Это односторонний процесс производства печатных плат и двусторонних печатных плат. Производство многослойных печатных плат будет более сложным. нужна пресс-ламинация.

    После 11 этапов изготовления печатной платы мы проведем 100% электронное тестирование вашей печатной платы.

    RayMing будет вашим универсальным поставщиком для всех типов печатных плат, изготовления печатных плат и сборки печатных плат под ключ. Мы специализируемся на печатных платах с большим количеством слоев, прототипах печатных плат и полном спектре услуг по производству электроники. Каждая печатная плата изготовлена ​​в соответствии с высочайшими стандартами качества, включая платы Flex PCB и Rigid Flex PCB, а также сборки печатных плат. Наши услуги по сборке электроники не имеют себе равных по скорости, качеству и мастерству. RayMing PCB — ваш главный источник, от неизолированных печатных плат до сборки коробки и окончательной сборки, с самыми конкурентоспособными ценами в отрасли и стремлением к полному удовлетворению потребностей клиентов.

    Печатная плата изготовлена ​​из подложки из материала FR-4 и медных проводников, проложенных по всей плате, по которым проходит электрический ток или сигналы по всей плате.

    Перед проектированием печатной платы разработчик электронных схем должен пойти в цех по изготовлению печатных плат и получить полные знания о возможностях и ограничениях предприятия по изготовлению печатных плат. Это очень важно, потому что многие разработчики печатных плат не знают об ограничениях оборудования для изготовления печатных плат, и когда они отправляют файлы проекта в цех / предприятие по изготовлению печатных плат, их возвращают обратно и просят внести изменения, чтобы удовлетворить возможности / ограничения процесса изготовления печатных плат.Однако, если разработчик схем работает в компании, где нет собственного цеха по изготовлению печатных плат, и эта компания передает задания на внешний завод по изготовлению печатных плат в другой стране, то разработчик должен связаться с изготовителем в режиме онлайн и запросить ограничения или спецификации, такие как макс / мин. толщина меди, максимальное количество слоев, наименьший диаметр отверстия и максимальный размер панели печатной платы.

    В этой статье мы сосредоточимся на процессе производства печатных плат, поэтому эта статья будет полезна разработчикам схем, поскольку они смогут шаг за шагом получить исчерпывающие знания о процессе производства печатных плат и избежать ошибок проектирования, о которых говорилось выше.

    Производственный процесс от проектирования до готовой печатной платы

    Процесс 1 #: Дизайн печатной платы и файл GERBER

    Разработчик схем рисует схемы в программном обеспечении САПР, которые будут использоваться для компоновки печатной платы. Разработчик должен согласовать с производителем печатной платы программное обеспечение, используемое для компоновки конструкции печатной платы, чтобы не было проблем с совместимостью. Самыми популярными программами для проектирования печатных плат САПР являются Altium Designer, Eagle, ORCAD и Mentor PADS.

    После того, как проект печатной платы принят к изготовлению, разработчик сгенерирует файл проекта, принятого производителями печатных плат. Этот файл называется «файлом GERBER». Файл Gerber — это стандартный файл, используемый большинством изготовителей печатных плат для демонстрации компонентов компоновки печатной платы, таких как слои слежения за медью, паяльная маска и т. Д. Файл Gerber представляет собой файл двухмерного векторного изображения. Расширенный Gerber обеспечивает идеальный результат.

    Программное обеспечение имеет алгоритм, определенный пользователем / разработчиком, который имеет ключевые элементы, такие как ширина дорожки, расстояние между краями платы, расстояние между дорожками и отверстиями и размер отверстий.Этот алгоритм запускается разработчиком, чтобы проверить наличие ошибок в конструкции. После проверки конструкции она отправляется на завод по изготовлению печатных плат, где выполняется проверка DFM. Проверка DFM (Design for Manufacturing) используется для обеспечения минимальных допусков при проектировании печатной платы.

    Процесс 2 #: GERBER to Photo Film

    Специальный принтер, используемый для печати фотопленки печатных плат, называется «плоттером». Эти плоттеры будут печатать печатные платы на пленках.Эти пленки используются для изображения печатной платы. Плоттеры очень точны в технологии печати, что позволяет получать детализированную пленку дизайна печатной платы.

    Пластиковый лист, выходящий из плоттера, является печатной платой, напечатанной черными чернилами. В случае внутреннего слоя черные чернила представляют собой проводящую медную дорожку, в то время как пустая часть является непроводящей частью. С другой стороны, для внешнего слоя черные чернила будут вытравлены, а пустая область — для меди. Эти пленки следует хранить должным образом, чтобы избежать ненужных контактов или отпечатков пальцев.

    Каждому слою соответствует отдельный лист пленки. Паяльная маска имеет отдельную пленку. Все эти пленки должны быть выровнены вместе, чтобы выровнять печатную плату. Это выравнивание печатной платы достигается путем регулировки стола, на котором размещаются листы пленки, и после небольшой калибровки стола достигается оптимальное выравнивание. Пленки должны иметь регистрационные отверстия, чтобы точно прилегать друг к другу. Регистрационные штифты войдут в регистрационные отверстия.

    Процесс 3 #: Печать внутреннего слоя: фоторезисты и медь

    Сейчас эти фотопленки печатаются на медной фольге.Основная структура печатной платы состоит из ламинатной доски. Материал сердечника — эпоксидная смола и стекловолокно, известное как материал основы. В ламинат входит медь, из которой строится печатная плата. Подложка pcb создает прочную платформу для печатной платы. Медь покрыта с двух сторон. Процесс включает удаление меди, чтобы показать дизайн с пленок.

    Обеззараженная среда очень важна для очистки печатной платы от медного ламината. Необходимо следить за тем, чтобы частицы пыли не лежали на печатной плате, иначе это приведет к короткому замыканию или размыканию цепи.

    Теперь фоторезист наложен.Фоторезист изготовлен из светочувствительного химического вещества, которое затвердевает при воздействии ультрафиолетового излучения. Необходимо следить за тем, чтобы фотопленки и фоторезистивные пленки точно совпадали друг с другом.

    Эти фотопленки и фоторезистивные пленки устанавливаются на ламинатную доску с помощью удерживающих штифтов. Теперь применяется УФ-излучение. Черные чернила на фотопленке будут блокировать ультрафиолетовый свет, тем самым предотвращая попадание меди под пленкой и не затвердевая фоторезист под следами черных чернил.Чистая область пропускает УФ-свет, таким образом укрепляя лишний фоторезист, который будет удален.

    Затем плату промывают щелочным раствором, чтобы удалить излишки фоторезиста. Доска теперь высохнет.

    Печатная плата теперь доступна с резистом, покрывающим медь, используемую для создания дорожек цепи. Если плата представляет собой двухслойную печатную плату, она будет отправлена ​​на сверление, в противном случае для многослойной потребуется больше шагов.

    Процесс 4 #: Удаление нежелательной меди

    Мощный раствор медного растворителя используется для удаления излишков меди точно так же, как щелочной раствор удаляет излишки фоторезиста.Медь, которая находится под затвердевшим фоторезистом, не удаляется.

    Теперь будет удален затвердевший фоторезист, защищающий желаемую медь. Это достигается смыванием печатной платы другим растворителем.

    Процесс 5 #: выравнивание слоев и оптический контроль

    После того, как все слои будут готовы к вышеупомянутым шагам, они будут совмещены друг с другом. Это можно сделать, пробив отверстия для регистрации, как указано в предыдущем шаге.Техник разместит все слои в машине, известной как «оптический штамп». Эта машина точно пробьет отверстия.

    Слои размещены, и возникшая ошибка не может быть отменена.

    Автоматическая оптическая инспекционная машина обнаружит любые дефекты с помощью лазера и сравнит цифровое изображение с файлом Gerber.

    Процесс 6: Наслоение и склеивание

    На этом этапе все слои, включая внешний слой, будут склеены друг с другом.Все слои будут уложены на подложку.

    Внешний слой изготовлен из стекловолокна, «пропитанного» эпоксидной смолой, называемой препрегом. Верх и низ подложки будут покрыты тонким слоем меди с травлением следов меди.

    Для склеивания / прессования слоев используется тяжелый стальной стол с металлическими зажимами. Слои плотно закреплены на столе, чтобы избежать смещения при выравнивании.

    Слой препрега накладывается на стол выравнивания, затем на него накладывается слой подложки, затем кладется медный лист.Аналогичным образом укладываются другие листы препрега и, наконец, стопка завершается алюминиевой фольгой.

    Компьютер автоматизирует процесс прессования связки, нагрева стопки и охлаждения с контролируемой скоростью.

    Теперь техник снимет уплотнительные штифты и прижимные пластины, чтобы распаковать штабель.

    Процесс 7: Бурение

    Пришло время просверлить отверстия в печатной плате стека. Прецизионное сверло с большой точностью выполняет отверстия диаметром 100 микрон.Эта дрель с пневматическим приводом имеет скорость вращения шпинделя около 300 тыс. Об / мин. Но даже при такой скорости процесс сверления требует времени, потому что каждое отверстие требует времени, чтобы просверлить его идеально. Идентификатор на основе рентгеновских лучей точно определяет места сверления.

    Файлы сверления также генерируются проектировщиком печатных плат, которые передаются в производство печатных плат на более раннем этапе. Этот файл для сверления определяет микроперемещение сверла и места для просверливания отверстий. Эти отверстия теперь станут переходными отверстиями и отверстиями после нанесения покрытия.

    Процесс 8: Гальваника и осаждение меди

    После тщательной очистки панель PCB обработана химическим напылением. При этом на поверхность панели наносится тонкий слой меди (толщиной 1 микрон). Медь течет в просверленные отверстия. Стенки отверстий целиком покрыты медью. Весь процесс погружения и удаления контролируется компьютером

    Процесс 9 #: визуализация внешнего слоя

    Так же, как и для внутренних слоев, фоторезист наносится на внешний слой, панель препрега и пленка с черной краской, соединенные вместе, теперь обрабатываются ультрафиолетовыми лучами в желтой комнате.Фоторезист затвердевает. Теперь панель проходит через машину, чтобы смыть затвердевший резист, защищенный непрозрачностью черных чернил.

    Процесс 10: Покрытие внешнего слоя:

    Гальваническая панель с тонким слоем меди. После первичного меднения панель покрывается лужением, которое позволяет удалить всю медь, оставшуюся на плате. Олово предотвращает то, что часть панели должна оставаться покрытой медью во время стадии травления. Травление удалило нежелательную медь с панели.

    Процесс 11: травление

    Нежелательные медь и медь под слоем остаточного резиста будут удалены. Химические вещества используются для очистки излишков меди. С другой стороны, олово покрывает желаемую медь. Теперь он наконец-то приводит к правильным соединениям и отслеживает

    Процесс 12: Нанесение паяльной маски

    Панели очищены, и на них нанесены чернила из эпоксидной паяльной маски. Ультрафиолетовое излучение попадает на плату, которая проходит через фотопленку паяльной маски.Закрытые секции останутся нетвердыми и будут удалены. Теперь плата помещена в духовку для восстановления паяльной маски.

    Процесс 13: Обработка поверхности

    HASL (выравнивание пайки горячим воздухом) дает печатной плате дополнительные возможности для пайки. RayPCB обеспечивает иммерсионное золото и иммерсионное серебро HASL. HASL дает равномерные колодки. Это приводит к чистоте поверхности.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.