Przebieg procesu produkcji płytek drukowanych
Płytki drukowane (PCB) są stosowane niemal w każdym sprzęcie elektronicznym. Proces produkcji płytek drukowanych można podsumować jako następujące etapy:
1. Tnący
Cięcie to proces cięcia oczyszczonego na sucho panelu pokrytego miedzią na małe kawałki zgodnie z rozmiarem produkcyjnym, które można wytworzyć na linii produkcyjnej. Aby zapewnić bezpieczną obsługę i zmniejszyć problemy z zarysowaniami, rogi deski zostały zaokrąglone.
2. Laminowanie suchej warstwy wewnętrznej warstwy
Na płytę nakładana jest sucha folia fotorezystywna w procesie automatycznej obróbki na gorąco. Ten etap przepływu procesu PCB odbywa się w wolnym od kurzu pomieszczeniu z żółtym światłem, ponieważ folia fotorezystu jest bardzo wrażliwa na światło UV.
3. Ekspozycja
Następnie idealnie wyrównaj folię z obwodem drukowanym z płytką, a następnie wyślij płytkę do drukarki za pomocą lamp UV, aby utwardzić folię światłoczułą zgodnie z folią do obwodów drukowanych. Po tym etapie obwód jest przenoszony na suchą folię fotorezystu. Warto zauważyć, że części obwodu nie są odsłonięte, ale obszar bez obwodów jest wystawiony na działanie światła UV, dzięki czemu pozostaje miękki.
4. Rozwój
Podczas fazy opracowywania w przepływie PCB roztwór alkaliczny jest używany do wypłukiwania pozostawionych nieutwardzonych fotomasek. Następnie obraz warstwy wewnętrznej jest drukowany przez niebieską maskę, która będzie odporna na działanie roztworu chemicznego na etapie trawienia.
5. Trawienie
Trawienie jest kluczowym etapem obrazowania warstw, przy użyciu roztworu kwasu w celu usunięcia niechcianej miedzi i zarysowania wzoru. Po wytrawieniu deska jest czyszczona, aby wypłukać nadmiar roztworu chemicznego.
6. Rozbiórki
Zdzieranie polega na całkowitym oderwaniu odsłoniętej suchej warstwy fotorezystu, która chroni powierzchnię miedzi roztworem wodorotlenku sodu w celu odsłonięcia wzoru obwodu.
7. Automatyczna kontrola optyczna warstwy wewnętrznej (AOI)
Ten krok w procesie produkcji płytek drukowanych dokładnie potwierdzi całkowity brak wad i zapewni, że zbudowana płytka drukowana będzie wysokiej jakości bez wad produkcyjnych. Zasada działania AOI polega na używaniu aparatu fotograficznego o wysokiej rozdzielczości do szybkiego fotografowania, a następnie porównywania przechwyconych zdjęć z oryginalnymi plikami, co może zasadniczo rozwiązać ukryte zagrożenia, takie jak zwarcia i otwarte obwody.
8. Leczenie brązowym tlenkiem
Celem obróbki brązowego tlenku jest utworzenie mikroskopijnej chropowatości i warstwy metalu organicznego na powierzchni warstwy wewnętrznej poprzez obróbkę chemiczną w celu zwiększenia adhezji między warstwami i uniknięcia takich problemów jak rozwarstwienie.
9. Laminowanie
W rzeczywistej pracy, dyskretna płyta wielowarstwowa i prepreg są dociskane razem w celu utworzenia płyty wielowarstwowej o wymaganej liczbie warstw i grubości. Wreszcie folia miedziana uzupełnia stos w przepływie procesu PCB. Kombinacje folii miedzianej i prepregu znajdują się odpowiednio na górze i na dole, układając wewnętrzną warstwę, tworząc stos.
Stack-up jest przetwarzany w maszynie do laminowania, co trwa do 2 godzin. Po obróbce pod wysokim ciśnieniem i temperaturą formowana jest pojedyncza płyta laminowana, a następnie przenoszona do prasy na zimno.
Na tym etapie podczas projektowania należy szczegółowo rozważyć różne czynniki, takie jak równomierność rozmieszczenia miedzi, symetria stosu, projekt i rozmieszczenie ślepych i zakopanych otworów.
10. Wiercenie
Wiercenie ma 2 główne cele, jednym jest łączenie elementów obciążenia, drugim jest łączenie warstw miedzi. Na tym etapie w otworach nie ma miedzi, dlatego prąd nie może płynąć przez płytkę.
11. Miedziowanie
Przewiercona płytka PCB przechodzi reakcję utleniania-redukcji w tonącym miedzianym cylindrze, tworząc warstwę miedzi w celu metalizacji otworów. Miedź jest osadzana na powierzchni pierwotnie izolowanego podłoża w celu uzyskania przewodzących otworów, dzięki czemu uzyskuje się połączenie elektryczne między warstwą wewnętrzną a warstwą zewnętrzną. Etap procesu produkcji płytek drukowanych odbywa się w szeregu kąpieli chemicznych i płuczących.
12. Podstawowy proces warstwy zewnętrznej
Podstawa przepływu procesu PCB w warstwie zewnętrznej jest podobna do wewnętrznej, który obejmuje laminowanie warstwy zewnętrznej na sucho, naświetlanie, wywoływanie, wytrawianie, usuwanie odsłoniętej suchej warstwy fotorezystu, osadzanie chemicznej miedzi i automatyczną kontrolę optyczną warstwy zewnętrznej (AOI).
Zewnętrzna powłoka wzorcowa jest zgodna z chemicznym procesem miedzi, ale podkreśla rozkład miedzi. Miedź osadza się nie tylko na całej powierzchni warstwy zewnętrznej, ale także wewnątrz otworów. Cała płytka drukowana, która działa jako katoda do galwanizacji, przechodzi przez kilka kąpieli z miedzią elektrolityczną w celu wytworzenia elektrolizy. Następnie warstwa miedzi w warstwie zewnętrznej i otworach jest powlekana do określonej grubości, aby spełnić wymagania grubości miedzi na gotowej płytce PCB. W odróżnieniu od procesu chemicznej miedzi w warstwie wewnętrznej, płyta zostanie również zanurzona w elektrolitycznej cynie, aby chronić miedź w późniejszym procesie trawienia.
13. Trawienie warstwy zewnętrznej
Istnieją trzy główne etapy przepływu PCB. Po pierwsze, wszystkie pozostałości i sucha warstwa są usuwane, ale niechciana miedź pozostaje. Następnie płytka przechodzi przez roztwór chemiczny, aby wytrawić niechcianą miedź i cynę. Wreszcie obszary obwodów i połączenia są odpowiednio zdefiniowane.
14. Maska lutownicza
Solder mask to jeden z najbardziej krytycznych etapów produkcji płytek drukowanych, głównie poprzez sitodruk lub powlekanie tuszem soldermaski, aby pokryć warstwę soldermaski na powierzchni płytki. Poprzez naświetlanie i wywoływanie, pady i otwory są odsłonięte, a maska lutownicza zostaje utwardzona. Wreszcie części niezabezpieczone i nieutwardzone przez nasłonecznienie zostaną wypłukane.
15. Sitodruk
Ten etap drukuje wymagane znaki lub symbole części na powierzchni płyty metodą sitodruku, a następnie naświetla je w świetle UV.
16. Wykończenie powierzchni
Lutowalność samej czystej miedzi jest całkiem dobra, ale długotrwała ekspozycja na powietrze łatwo ulega zawilgoceniu i utlenieniu. Czysta miedź ma tendencję do występowania w postaci tlenku, który prawdopodobnie nie utrzyma się w swoim pierwotnym stanie przez długi czas. Dlatego wymagana jest obróbka powierzchni miedzi, aby zapewnić dobrą lutowność i właściwości elektryczne. Najczęstszymi rodzajami obróbki powierzchni są zanurzenie w cynie, bezprądowe niklowane złoto zanurzeniowe (ENIG), srebro zanurzeniowe, złocenie itp.
17. Profil
Przytnij płytkę PCB do wymaganego kształtu i wymiarów.
18. Pomiar elektryczny
Symuluj stan płytki PCB i sprawdź wydajność elektryczną, aby sprawdzić, czy nie ma przerwy lub zwarcia.
19. Ostateczna kontrola jakości, opakowanie i zapas
Sprawdź wygląd, rozmiar, średnicę otworu, grubość, oznakowanie itp. płyty, aby spełnić wymagania klienta. Zakwalifikowane produkty pakowane są w paczki, które są łatwe do przechowywania i transportu.
Sprawdź również: Właściwości materiału PCB