Prozessablauf bei der Herstellung von Leiterplatten
Printed Circuit Boards (PCB) werden in fast allen elektronischen Geräten verwendet. Der Herstellungsprozess von Leiterplatten kann wie folgt zusammengefasst werden:
1. Schneiden
Schneiden ist der Prozess, bei dem die chemisch gereinigte kupferplattierte Platte entsprechend der Produktionsgröße in kleine Stücke geschnitten wird, die auf der Produktionslinie hergestellt werden können. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Kratzer zu vermeiden, wurden die Ecken der Platine abgerundet.
2. Trockenfilmlaminierung der inneren Schicht
Durch automatisches Heißverarbeiten wird ein trockener Photoresistfilm auf die Platine aufgebracht. Dieser Schritt im PCB-Prozessablauf findet in einem staubfreien Raum mit gelbem Licht statt, da der Fotolackfilm sehr empfindlich auf UV-Licht reagiert.
3. Belichtung
Als nächstes richten Sie die gedruckte Schaltungsfolie perfekt auf die Platine aus und senden Sie die Platine dann mit UV-Lampen an den Drucker, um den lichtempfindlichen Film entsprechend der gedruckten Schaltungsfolie zu härten. Nach diesem Schritt wird die Schaltung auf den trockenen Photoresistfilm übertragen. Bemerkenswert ist, dass die Schaltungsteile nicht belichtet werden, der Bereich ohne Schaltungen jedoch UV-Licht ausgesetzt wird und dadurch weich bleibt.
4. Entwicklung
Während der Entwicklungsphase im PCB-Flow dient die alkalische Lösung zum Auswaschen von nicht ausgehärteten Fotolacken. Danach wird das Bild der inneren Schicht mit blauem Resist gedruckt, der der chemischen Lösung in der Ätzstufe widersteht.
5. Radierung
Das Ätzen ist ein Schlüsselschritt der Schichtabbildung, bei dem eine Säurelösung verwendet wird, um unerwünschtes Kupfer zu entfernen und das Muster zu skizzieren. Nach dem Ätzen wird die Platte gereinigt, um die überschüssige chemische Lösung auszuwaschen.
6. Abisolieren
Beim Ablösen wird der belichtete trockene Photoresistfilm, der die Kupferoberfläche schützt, mit Natriumhydroxidlösung vollständig abgezogen, um das Schaltungsmuster freizulegen.
7. Automatische optische Inspektion (AOI) der inneren Schicht
Dieser Schritt im Herstellungsprozess von Leiterplatten bestätigt genau, dass es keine Defekte gibt, und stellt sicher, dass die gebaute Leiterplatte von hoher Qualität ohne Herstellungsfehler ist. Das Arbeitsprinzip von AOI besteht darin, die hochauflösende Bildkamera zum schnellen Aufnehmen zu verwenden und dann die aufgenommenen Bilder mit den Originaldateien zu vergleichen, wodurch die versteckten Gefahren wie Kurzschlüsse und Unterbrechungen grundsätzlich behoben werden können.
8. Behandlung mit braunem Oxid
Der Zweck der Behandlung mit braunem Oxid besteht darin, eine mikroskopische Rauhigkeit und eine organische Metallschicht auf der Innenschichtoberfläche durch eine chemische Behandlung zu bilden, um die Haftung zwischen den Schichten zu verbessern und Probleme wie Delamination zu vermeiden.
9. Laminierung
Im tatsächlichen Betrieb werden die diskrete mehrschichtige Platte und das Prepreg zusammengepresst, um eine mehrschichtige Platte mit der erforderlichen Anzahl von Schichten und Dicke zu bilden. Schließlich vervollständigt die Kupferfolie den Aufbau im Leiterplatten-Prozessablauf. Die Kombinationen aus einer Kupferfolie und einem Prepreg befinden sich oben bzw. unten und schließen die innere Schicht sandwichartig ein, um den Stapel zu bilden.
Der Stapel wird in der Laminiermaschine verarbeitet, was bis zu 2 Stunden dauert. Nach der Verarbeitung unter hohem Druck und hoher Temperatur wird eine einzelne laminierte Platte geformt und anschließend der Kaltpresse zugeführt.
In dieser Phase müssen verschiedene Faktoren wie die Gleichmäßigkeit der Kupferverteilung, die Symmetrie des Stapels, das Design und das Layout der Sacklöcher und vergrabenen Löcher beim Design detailliert berücksichtigt werden.
10. Bohren
Das Bohren hat 2 Hauptzwecke, einen zum Verbinden von Lastkomponenten, einen anderen zum Verbinden der Kupferschichten. In dieser Phase befindet sich kein Kupfer in den Löchern, daher kann der Strom nicht durch die Platine fließen.
11. Verkupferung
Die gebohrte Leiterplatte wird im sinkenden Kupferzylinder einer Oxidations-Reduktions-Reaktion unterzogen, um eine Kupferschicht zur Metallisierung der Löcher zu bilden. Das Kupfer wird auf der Oberfläche des ursprünglich isolierten Substrats abgeschieden, um leitfähige Löcher zu erhalten, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der inneren Schicht und der äußeren Schicht erreicht wird. Die Phase des Leiterplattenherstellungsprozesses findet in einer Reihe von Chemikalien- und Spülbädern statt.
12. Grundprozess der äußeren Schicht
Der grundlegende PCB-Prozessablauf der Außenschicht ist ähnlich dem der Innenschicht, das die Außenschicht-Trockenfilmlaminierung, Belichtung, Entwicklung, Ätzen, Abziehen des belichteten trockenen Photoresistfilms, chemische Kupferabscheidung und die automatische optische Inspektion (AOI) der Außenschicht umfasst.
Die äußere Musterplattierung folgt dem chemischen Kupferprozess, betont aber die Kupferverteilung. Das Kupfer wird nicht nur über die gesamte äußere Schichtoberfläche abgeschieden, sondern auch innerhalb der Löcher. Die gesamte Leiterplatte, die beim Galvanisieren als Kathode fungiert, durchläuft mehrere Bäder mit Elektrolytkupfer zur Elektrolyse. Danach wird die Kupferschicht der äußeren Schicht und der Löcher auf eine bestimmte Dicke plattiert, um die Anforderungen der Kupferdicke der endgültigen Leiterplatte zu erfüllen. Anders als beim chemischen Kupferprozess der inneren Schicht wird die Platine auch in das elektrolytische Zinn getaucht, um das Kupfer beim anschließenden Ätzprozess zu schützen.
13. Ätzen der äußeren Schicht
Es gibt drei Hauptschritte im PCB-Fluss. Zunächst werden alle Rückstände und der Trockenfilm entfernt, aber das unerwünschte Kupfer bleibt zurück. Als nächstes durchläuft die Platine die chemische Lösung, um das unerwünschte Kupfer und Zinn wegzuätzen. Schließlich werden die Schaltungsbereiche und Verbindungen richtig definiert.
14. Lötmaske
Lötstopplack ist einer der kritischsten Schritte bei der Herstellung von Leiterplatten, hauptsächlich durch Siebdruck oder Auftragen von Lötstopplacktinte, um eine Lötstopplackschicht auf die Oberfläche der Leiterplatte zu beschichten. Durch Belichtung und Entwicklung werden die Pads und Löcher freigelegt und die Lötstoppmaske wird gehärtet. Schließlich werden die ungeschützten und ungehärteten Anteile durch Sonneneinstrahlung ausgewaschen.
15. Siebdruck
Diese Stufe druckt die erforderlichen Zeichen oder Teilesymbole im Siebdruck auf die Leiterplattenoberfläche und belichtet sie dann unter UV-Licht.
16. Oberflächenbeschaffenheit
Die Lötbarkeit von blankem Kupfer selbst ist ziemlich gut, aber bei längerer Einwirkung der Luft kann es leicht feucht und oxidiert werden. Das blanke Kupfer liegt meist in Form von Oxid vor, das wahrscheinlich nicht lange im Originalzustand verbleibt. Daher ist eine Oberflächenbehandlung der Kupferoberfläche erforderlich, um eine gute Lötbarkeit und elektrische Eigenschaften sicherzustellen. Die gängigsten Oberflächenbehandlungen sind Tauchzinn, Chemisch Nickel Tauchgold (ENIG), Tauchsilber, Vergoldung usw.
17. Profil
Schneiden Sie die Platine auf die gewünschte Form und Größe zu.
18. Elektrische Messung
Simulieren Sie den Zustand der Leiterplatte und überprüfen Sie die elektrische Leistung, um zu sehen, ob eine Unterbrechung oder ein Kurzschluss vorliegt.
19. Endgültige Qualitätskontrolle, Verpackung und Lager
Überprüfen Sie das Aussehen, die Größe, den Lochdurchmesser, die Dicke, die Markierung usw. der Platine, um die Kundenanforderungen zu erfüllen. Die qualifizierten Produkte werden in Bündeln verpackt, die leicht zu lagern und zu transportieren sind.
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