Co to jest dwustronna produkcja PCB?

Dwustronna płytka drukowana (lub dwuwarstwowa płytka drukowana) to płytka drukowana pokryta miedzią po obu stronach, od góry i od dołu. Na środku znajduje się warstwa izolacyjna. Aby korzystać z obwodów po obu stronach, musi istnieć odpowiednie połączenie obwodów między obiema stronami. „Mostami” między takimi obwodami są przelotki wywoławcze. Przelotka to mały otwór na pokrytej metalem płytce PCB, który można połączyć z obwodami po obu stronach.

Rysunek 1. Płytka dwustronna

 

Planowanie i Preprodukcja

Przed rozpoczęciem produkcji producent przegląda dane CAD i inne informacje (folie, rysunki mechaniczne i specyfikacje).

  • Liczba płyt na panel główny
  • Wybierz rozmiar panelu z najbardziej ekonomicznego powodu.
  • Funkcje i informacje do dodania podczas panelizacji. Takie jak symbole UL, kupony testowe, numery warstw i granice są obecnie wybierane
  • Materiały warstwowe
  • Rozmiary wierconych otworów
  • Otwory narzędziowe lub lokalizacje docelowe

Dwustronny proces produkcji PCB

W poniższej sekcji opisano kroki związane z produkcją dwustronnej płytki z maską lutowniczą na gołej miedzi (SMOBC), platerowanymi otworami przelotowymi (PTH) i pozłacanymi stykami oraz legendą komponentów.

 

  • Przygotowanie materiału

Na podstawie informacji o podróżnym – w tym numerów i rozmiarów płyt, a także wszelkich specjalnych instrukcji, producent przygotowuje materiały niezbędne do realizacji zamówienia. Obwody drukowane zaczynają się od szkła epoksydowego pokrytego miedzią jako surowca. Istnieje wiele materiałów wykorzystywanych do produkcji PCB dla użytkowników i producentów PCB do wyboru. Różne marki i materiały mają różne właściwości, a różne materiały zapewniają również różne korzyści, takie jak FR4, podłoże ceramiczne, podłoże żelazne, podłoże aluminiowe itp.

Fr-4, jeden z materiałów zmniejszających palność szeroko stosowanych w podłożach na bazie PCB. Płyta FR4 jest ekonomiczna i niedroga i może utrzymać stabilność i bezpieczeństwo płyty PCB w ekstremalnych warunkach temperaturowych.

Jednak FR4 nie nadaje się do obwodów drukowanych o wysokiej częstotliwości i dużej prędkości. W tej chwili musimy wybrać materiały o wysokiej częstotliwości, takie jak seria RO4000 Rogersa, seria RT5000/6000, seria TLX firmy Tacanic i tak dalej. Aluminium, metal lub miedź jako podłoże dla PCB LED lub PCB aluminiowego są stosowane w przemyśle oświetleniowym LED.

 

  • Cięcie CCL (laminat platerowany miedzią)

Następnym krokiem jest docięcie deski zgodnie z wymaganiami. Surowa płytka PCB jest dość duża. Dostępne są różne rozmiary, takie jak 37 x 49 cali, 41 x 49 cali i 43 x 49 cali. Dlatego jest cięty w wymaganych rozmiarach, które można wykorzystać w maszynach. Rozmiar płytki uzyskany po cięciu nie jest zgodny z rozmiarem obwodu; jest znacznie większy. Twój rozmiar PCB może być mały, więc wiele obwodów na płytce może sprawić, że proces będzie ekonomiczny.

 

  • Wiercenie

Płytka drukowana trafia do automatycznej wiertarki, która szybko tworzy otwory w płytce. Maszyna samodzielnie zmienia wiertła; wszystko jest zautomatyzowane.

 

  • gratowanie

Wraz z poprawą procesów wiercenia można tworzyć otwory bez zadziorów. Jednak większość producentów przetwarza przewiercone panele za pomocą maszyny do gratowania. Panele przechodzą przez szczotki lub tarcze ścierne, które mechanicznie usuwają wszelkie przypalenia miedzi na brzegach otworów. Gratowanie usuwa również wszelkie odciski palców i tlenki, tworząc gładką, błyszczącą powierzchnię.

 

  • Bezprądowe osadzanie miedzi (powlekanie przez otwory, PTH)

Bezprądowe osadzanie Cu przez otwory jako otwory początkowo składa się z żywicy epoksydowej. Po osadzeniu Cu, panel zanurza się w kwasie i roztworze przeciw matowieniu, aby zapobiec utlenianiu. Występuje w dwóch rodzajach – poziomym i pionowym. Pozioma PTH jest przeznaczona do osadzania węgla, a pionowa PTH do osadzania Cu. Miedź bezprądowa jest jednym z najważniejszych kroków w dwustronna płytka drukowana i wielowarstwowe procesy produkcyjne PCB. Ponieważ wszystkie płytki drukowane z 2 lub więcej warstwami wykorzystują platerowane otwory przelotowe do łączenia przewodów między warstwami.

 

Rysunek 2. Bezprądowe osadzanie miedzi (powlekanie przez otwory, PTH)

 

  • Obrazowanie zdjęć

W obrazowaniu fotograficznym wzór obwodów negatywu obrazu jest przenoszony na panel PCB. Najpierw panel pokryty jest warstwą fotorezystu. Najpopularniejszym materiałem fotorezystywnym jest błona ochronna do powlekania suchą warstwą, która jest fotopolimerem światłoczułym na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Jest dostarczany na rolce i nakładany poprzez obróbkę panelu za pomocą podgrzewanych rolek na gorącym laminatorze rolkowym. Po nałożeniu folii płyta jest gotowa do ekspozycji na światło UV w celu drukowania obwodów.

Cały proces odbywa się w pomieszczeniu, w którym są tylko żółte światła. Dzieje się tak, ponieważ folie fotorezystywne są wrażliwe na inne światło. Folia z projektem obwodu jest nakładana na płytkę; nakłada się go obustronnie. Następnie płyta przechodzi przez komorę na światło UV. Gdy płytka jest wystawiona na działanie światła UV, część obwodu jest utwardzana, podczas gdy część nadmierna pozostaje taka sama.

 

  • Poszycie wzoru

Najpierw panele są mocowane w stojakach galwanicznych i zanurzane w serii kąpieli chemicznej, która oczyszcza miedziany wzór tworzący obwody. Następnie panele zanurzane są w roztworze miedzianym. Roztwór i panele mają przeciwne ładunki elektrolityczne. Te przeciwne bieguny powodują migrację jonów miedzi do niepowlekanych obszarów miedzi na panelu, osadzając pożądaną grubość miedzi na powierzchni płytek iw otworach. Po miedziowaniu panele są przenoszone z wanny do wanny. Wzór obwodów jest pokryty dodatkową miedzią, jest dodatkowo cynkowany lutem cynowym lub cynowo-ołowiowym.

 

  • Rozwijanie i wytrawianie

Panele umieszcza się w zbiorniku lub maszynie natryskowej w celu usunięcia materiału obrazowego. Ten krok jest również nazywany usuwaniem oporu. Po zdjęciu warstwy ochronnej panele umieszcza się w przenośniku do wytrawiania natryskowego lub zbiorniku wsadowym, w którym wytrawiacz chemiczny (związek na bazie amoniaku) usuwa odsłoniętą miedź, ale nie atakuje powłoki cynowej lub cynowo-ołowiowej, co chroni miedź pod spodem. Pokrycie cyną lub cyną/ołowiem nazywa się ochroną przed trawieniem. Następnie cyna lub cyna/ołów jest chemicznie usuwana z miedzi, odsłaniając wzór obwodów miedzianych.

 

  • Maskowanie lutowania

Zielony, biały, niebieski i inne kolory maski lutowniczej na obwodzie to cienka warstwa polimeru, która działa jak izolator między dwiema liniami przewodzącymi. Zapobiega powstawaniu zwarć. Maskę nakłada się na całą deskę, a następnie suszy. Usuń nadmiar maski lutowniczej, która znajduje się nad obwodem. Na płytkę nakładana jest folia zawierająca wzory obwodów. Następnie deska przechodzi przez komorę UV. Lut inny niż obwód jest utwardzany, podczas gdy maska ​​lutownicza na obwodzie pozostaje taka sama. Na koniec maska ​​lutownicza na obwodzie jest czyszczona.

 

  • Wykończenie powierzchni

Miedź na płycie może ulec utlenieniu. Nie może trwać długo. Dlatego konieczne jest nałożenie wykończenia powierzchni na miedź, aby chronić ją przed utlenianiem. Dostępnych jest wiele rodzajów wykończeń powierzchni, a klienci mogą wybierać według swoich potrzeb. Możesz wybrać HASL, OSP, ENIG, ENEG, ENEPIG, cynę zanurzeniową, srebro zanurzeniowe itp.

 

  • Złocenie i niklowanie

Stosowane są inne wykończenia poszycia, najczęściej złoto. Jednak miedź i złoto mają tendencję do dyfuzji między ciałami stałymi (przy czym miedź robi to szybciej); proces jest przyspieszany przez podwyższoną temperaturę. Miedź na śladowej powierzchni utlenia się, co powoduje zwiększoną rezystancję styku (migrująca miedź do złota może powodować matowienie i korozję złota). Można to zminimalizować, powlekając warstwę barierową między miedzią a złotem. Nikiel jest powszechnie stosowany jako warstwa barierowa zapobiegająca migracji złota do miedzi na torach. (Bariera niklowa pomaga zmniejszyć zarówno liczbę, jak i efekt porów w porównaniu z powlekaniem złotem bezpośrednio na miedzianej podstawie). Powłoka ochronna niklu zapewnia kilka korzyści. Służy jako podkład do złota dla dodatkowej twardości, a także zapewnia skuteczną warstwę bariery dyfuzyjnej między złotem a miedzią. Nikiel/złoto zapewnia wykończenie, które jest odporne na ciepło i korozję, przyjazne dla środowiska, lutowalne drutem i trwałe (niklowa płyta dolna poprawia charakterystykę zużycia złota), aczkolwiek przy wyższych kosztach niż zwykłe wykończenia lutowane. Tradycyjnie na miedzianych ścieżkach używanych do styków klawiatury lub palców krawędzi nakładano powłokę niklową/złotą, aby zapewnić przewodzącą, odporną na korozję powłokę. Takie podejście zapewnia korzyści przy lutowaniu,

 

  • Stosowanie legendy komponentów

Etykiety na płytce drukowanej nazywane są sitodrukiem. Można ich używać do oznaczania komponentów i wstawiania logo. Na tym etapie płytka PCB wchodzi do gigantycznej drukarki, która drukuje etykiety na płytce. Sitodruki są dostępne w różnych kolorach, takich jak czerwony, niebieski, żółty i czarny, ale standardowym kolorem jest biały.

 

  • Separacja lub cięcie

maszyna do cięcia przecina obwody i tworzy z nich oddzielne części.

 

  • Testy elektryczne

W tym celu wykorzystywany jest test Flying Probe. Jest to prosty test, w którym występuje wiele sond. Sondy są umieszczane nad połączeniami i przepływa przez nie prąd. Sprawdza, czy obwód działa zgodnie z oczekiwaniami, czy nie. Na przykład, jeśli nie ma połączenia między dwoma ścieżkami, prąd nie powinien przepływać, jeśli sondy są do nich podłączone.

 

Rysunek 3. Dwustronny proces produkcji PCB

 

Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące wyświetlania orientacji PCB (płytka drukowana). Zapraszamy do kontaktu: Zapytania dotyczące sprzedaży, Obsługa klienta or Pomoc techniczna.

Przeczytaj także: Jak projektować płytki drukowane??