Het begrijpen van het PCB-fabricage- en assemblageproces is niet alleen belangrijk voor fabrikanten, maar ook voor ingenieurs, productmanagers en inkoopteams.Zelfs wanneer de PCB-productie wordt uitbesteed aan een contractfabrikant, uw begrip van het proces heeft een directe invloed op uw ontwerpkeuzes, de opbrengst en de betrouwbaarheid van uw eindproduct op de lange termijn.

Deze gids begeleidt u stapsgewijs door het volledige PCB-fabricage- en assemblageproces.hoogfrequente PCB'sVoor het begin van de productie wordt ten zeerste aanbevolen om een DFM (Design for Manufacturability) review en een PCB prototyping fase uit te voeren om uw ontwerp te valideren.

Het fabricageproces begint met de voorbereiding van het materiaal. PCB-laminaat (koperbekleed bord) wordt schoongemaakt om oxidatie en oppervlakteverontreiniging te verwijderen, en vervolgens gesneden tot de vereiste paneldimensies.In dit stadium worden de randen afgesneden en de hoeken afgerond om boeren te elimineren die de verwerking stroomafwaarts kunnen beïnvloeden.

Opmerking voor keramische PCB's:Het uitgangspunt verschilt: keramisch poeder wordt gemengd met een organisch bindmiddel tot een pasta-schimmel, die vervolgens in vellen wordt geschraapt voordat het verder wordt verwerkt.

De vorming van de interne laag van het circuit is een kernstap die door alle PCB-typen wordt gedeeld.Het schakelpatroon van uw Gerber-bestanden wordt gereproduceerd op het koperoppervlak door middel van een volgorde van laminatie, blootstelling en ontwikkeling.

Het proces begint met een oppervlaktevoorbehandeling · het reinigen van het laminaat en het verhogen van de oppervlakte ruwheid om de hechting te verbeteren.Een lichtgevoelige droge film wordt vervolgens op het koperen oppervlak thermisch gelatidEen PCB-film (kunstwerk) wordt over de droge film geplaatst en blootgesteld aan UV-licht: de transparante gebieden van de film laten de UV-straling toe de droge film onderin te hoeden, terwijl de ondoorzichtige gebieden deze blokkeren.

Na blootstelling wordt een natriumcarbonaatoplossing (Na2CO3) gebruikt om de ongehuurde droge film weg te wassen.Een etseringsoplossing verwijdert dan dit ongewenste koperTen slotte verwijdert natriumhydroxide (NaOH) de overgebleven geharde droge film, waardoor de afgewerkte innerlijke laagcircuits worden onthuld.

Belangrijkste detail:Innerlijke laag kunstwerk gebruikt een negatieve film; buitenste laag kunstwerk gebruikt een positieve film de logica is omgekeerd.Een AOI (Automatic Optical Inspection) scan wordt uitgevoerd nadat het circuit van elke laag is gegenereerdVoor meerlagige PCB's met vier of meer koperschichten wordt elke binnenste laag afzonderlijk verwerkt volgens dezelfde methode.

In deze stap worden de voltooide binnenste koperschichten en PP (prepreg – een composiet van hars en glasvezelstof) afwisselend gestapeld en onder hoge hitte en druk aan elkaar gebonden.met een vermogen van niet meer dan 50 W.

Het lamineerproces bestaat uit vijf onderstappen: bruinmaken (chemisch ruwmaken van de binnenoppervlakken van koper om de binding met PP te verbeteren), nietten (vooraf stapelen en samenpinnen van de lagen),laagstapeling, laminatie door middel van een warmpers en naverwerking (boren van registratiegaten en afwerking van het paneel).

Opmerking:Voor hoogfrequente PCB's is het isolatiemateriaal PTFE in plaats van PP. Flexible PCB's gebruiken PI (polyimide) of PET-film als dielectrische laag.

Voor PCB's met geplateerde door-gaten (PTH) is boren een essentiële stap. FR4, hoogfrequente en metalen PCB's worden mechanisch geboord.en keramische PCB's gebruiken laserboren om fijnere gatdiameter te bereiken.

HDI PCB's:Blinde vias, begraven vias, overgeslagen vias en gestapelde vias worden elk afzonderlijk met behulp van een laser op afzonderlijke lagen geboord.Hoogfrequente PCB's vereisen na het boren ook een plasmabehandeling om het boringsvlek van de gatwanden te reinigen.

Na het boren zijn de gatwanden niet-geleidend (hars en glasvezel).

Dit gebeurt in twee fasen: ten eerste, elektroless koperplating: een activator legt palladiumdeeltjes op de holwanden, die fungeren als katalysatoren voor een chemische koperreductie reactie.Een dunne koperlaag van ongeveer 0Ten tweede, elektroplatering koper: het gat koper is elektroplaat om de dikte te verhogen tot 5 ‰ 10 μm, het vormen van een duurzame geleidende kanaal tussen de lagen.

Het proces weerspiegelt de vorming van de interne laag van het circuit, maar met één belangrijk verschil: er wordt een positieve film gebruikt.de droge film over de circuits wordt weggespoeld, waardoor het koperen circuit blootstaat en klaar is voor het platten.

Het blootgestelde koperen circuit wordt een tweede keer geëlektroplaatst, ook wel "secondary copper plating" genoemd, om de koperen dikte op te bouwen tot de in uw ontwerp gedefinieerde specificatie.Een tinlaag wordt vervolgens over het koperen circuit geplatteerd om te fungeren als een etch resist, waardoor de sporen van het circuit tijdens de daaropvolgende etseringsstap worden beschermd.

Een chemische oplossing verwijdert de geharde droge film, waardoor de ongewenste koperen gebieden worden blootgesteld.een andere chemische oplossing verwijdert de tinlaag van het koperen circuitOp dit punt is de fundamentele koperstructuur van het PCB voltooid.

Het soldeermasker is de beschermende coating die wordt aangebracht op het PCB-oppervlak, de gekleurde laag (groen is het meest gebruikelijk, hoewel zwart, rood, blauw en wit standaardopties zijn) die u op een afgewerkt bord ziet.Het beschermt kopersporen tegen oxidatie en voorkomt soldeerbruggen tijdens de montage.

Soldeermaskentinten worden aangebracht door schermdruk of spraycoating in strikte overeenstemming met de soldeermaskenschaal in uw Gerber-bestanden, vervolgens gehard door blootstelling en bakken.

Opmerking:Flexible PCB's gebruiken een bedekkingsfilm (PI of PET) in plaats van een vloeibare soldeermasker.Naakte/naakte PCB's “typisch gebruikt voor ontwerpverificatie ” worden geproduceerd zonder soldeermasker.

Componentreferentie-aanduidingen, polariteitsmarkeringen, bedrijfslogo's en certificeringsmerken worden met inkt op het soldeermasker gescreend en door bakken gehard.Deze legendes zijn permanent en dienen als essentiële gidsen tijdens PCB-assemblage, testen en onderhoud op het veld.

De blootgestelde koperen pads – de gebieden waar de onderdelen zullen worden gelast – vereisen een oppervlakteafwerking om oxidatie te voorkomen en een goede lasbaarheid te garanderen.Het kiezen van de juiste oppervlakteafwerking voor uw toepassing heeft een directe invloed op de samenstellingsopbrengst en de levensduur van het product.

• ENIG (electroless Nickel Immersion Gold)- de meest veelzijdige optie; uitstekende soldeerbaarheid en houdbaarheid
• HASL / loodvrij HASL- kosteneffectief voor algemeen gebruik
• OSP (organisch soldeerbaar conserveringsmiddel)- plat, RoHS-conform, geschikt voor fijne-pitch componenten
• Zilver met onderdompeling- uitstekend voor de integriteit van het hoogfrequente signaal
• Onderdompeling van tin- een vlak oppervlak, geschikt voor verbindingsstukken
• Harde goud / ENEPIG- voor gouden vingers, randconnectoren en hoog slijtage toepassingen

Als u niet zeker weet welke oppervlakte afwerking u moet specificeren, is ENIG een betrouwbare standaard voor de meeste PCB-ontwerpen.

Het PCB-paneel wordt naar zijn uiteindelijke bordcontour gerukt of gesneden.en hoogfrequente PCB'sHalve gaten (castellate gaten) zijn ook beschikbaar voor FR4-platen die als modules worden gemonteerd.

Flexible PCB's en keramische PCB's worden geprofileerd met behulp van lasersnijden om de fijne randtoleranties te bereiken die hun toepassingen vereisen.

Ondanks de AOI-inspectie bij elke laag is een laatste elektrische test van het complete bord essentieel om te controleren of alle schakelingen correct zijn aangesloten en dat er geen onbedoelde kortsluitingen of openingen zijn.

Vliegende proefproevenHet gebruikt bewegende sondes om elk net op het pcb te controleren op openingen en shorts ­ geen aangepaste bevestiging vereist, waardoor het ideaal is voor prototypes en kleine bestellingen.

Bevestigingsonderzoek (nagelbed)gebruikt een op maat gemaakte proefmachine en is geschikt voor grote productie voor snelle, uitgebreide elektrische verificatie.

Bij DuxPCB bieden we ookvierdraad Kelvin-weerstandstestsvoor automobiel-, medische, defensie- en ruimtevaarttoepassingen: een nauwkeurige methode voor het meten van microweerstandswaarden die niet kunnen worden gedetecteerd door standaard elektrische tests.

Voor de verzending ondergaat elk PCB een uitgebreide eindinspectie die drie gebieden bestrijkt:

Afmetingscontroles:Boordcontour, tolerantie gat tot rand, totale dikte, diameter gat, breedte en afstand tussen sporen, ringbreedte, boog en draai, en via koperplaat dikte.

oppervlaktecontroles:Leegte, verstopte gaten, koper blootstelling, vreemde deeltjes, extra of ontbrekende gaten, gouden vinger defecten, en legende kwaliteit.

Betrouwbaarheidscontrole:Soldeerbaarheid, peelingsterkte, adhesie van het soldeermasker, gouden adhesie, weerstand tegen thermische schokken, impedantie (voor gecontroleerde impedantieontwerpen) en ionische besmetting.

De assemblage met de Surface Mount Technology (SMT) is de dominante methode voor moderne elektronica.

Printwerk van soldeerpasta¢ Soldeerpasta wordt op PCB-pads aangebracht door middel van een met laser gesneden stensel.SPI (Solder Paste Inspection)Een 3D-inspectiesysteem controleert het volume en de positie van de pasta.Plaatsing van onderdelen¢ Pick-and-place machines monteren SMD-componenten met hoge snelheid en precisie.RöntgenonderzoekGebruikt voor het inspecteren van verborgen soldeerverbindingen, met name onder BGA-verpakkingen.terugvloeiend solderen Het plaatje gaat door een nauwkeurig gecontroleerd temperatuurprofiel om de soldeersluitingen te smelten en vast te stellen.AOI (Automatic Optical Inspection)

Voor PCB's die doorgaten componenten bevatten: connectoren, transformatoren, grote condensatoren en soortgelijke onderdelen: doorgaten assemblage volgt SMT.met een gewicht van niet meer dan 10 kgDe leidingen worden afgesneden en het bord wordt voor het verdergaan visueel geïnspecteerd.

Na de assemblage biedt DuxPCB een reeks diensten met toegevoegde waarde om uw pad van prototype tot eindproduct te ondersteunen:

• Functioneel testen (FCT)
• IC-programmering
• Conforme coating¢ Beschermingscoating voor toepassingen in ruwe omstandigheden
• Verbrandingstest / thermische verouderingstest¢ Uitgebreide stresstests voor betrouwbaarheidsscreening
• Montage in een doos¢ Volledige productintegratie met inbegrip van behuizingen, kabels en mechanische onderdelen

Alle eindproducten worden pas verzonden nadat zij de definitieve functionele verificatie hebben doorstaan.

Of u nu een prototype ontwikkelt of op schaal gaat naar massaproductie, het begrijpen van het PCB-fabricage- en assemblageproces helpt u betere ontwerpbeslissingen te nemen,effectiever communiceren met uw fabrikant, en kostbare herzieningen in de toekomst verminderen.

Bij DuxPCB ondersteunen we klanten in elke fase van de DFM review en prototyping tot turnkey PCBA en box-build levering.Neem contact op met ons team voor een gratis technische beoordeling en offerte.

© DuxPCB. Oorspronkelijke inhoud. Gelieve DuxPCB te crediteren als u dit artikel reproduceert of verwijst.