Zrozumienie procesu wytwarzania i montażu PCB ma znaczenie nie tylko dla producentów, ale także dla inżynierów, menedżerów produktów i zespołów zakupowych.Nawet jeśli produkcja PCB jest zlecana na zewnątrz kontraktowemu producentowi, zrozumienie procesu bezpośrednio wpływa na wybór projektu, wskaźniki wydajności i długoterminową niezawodność produktu końcowego.
Podczas gdy FR4 PCB są używane jako podstawowe odniesienie, podkreślamy również kluczowe różnice dla PCB aluminiowych,PCB o wysokiej częstotliwościPrzed rozpoczęciem produkcji zdecydowanie zaleca się przeprowadzenie przeglądu DFM (Design for Manufacturability) oraz fazy prototypowania PCB w celu zweryfikowania projektu.
Proces wytwarzania rozpoczyna się od przygotowania materiału. Laminaty PCB (płyty pokryte miedzią) są czyszczone w celu usunięcia utleniania i zanieczyszczenia powierzchni, a następnie cięte do wymaganego rozmiaru panele.Przycinanie krawędzi i zaokrąglenie narożników wykonywane są na tym etapie w celu wyeliminowania burrów, które mogą mieć wpływ na przetwarzanie w dół.
Uwaga dla ceramicznych PCB:Punkty wyjścia różnią się: proszek ceramiczny miesza się z organicznym wiąźnikiem w celu utworzenia mieszanki pastowej, która następnie przed dalszym przetwarzaniem zostaje skrapnięta na arkusze.
Powstawanie obwodu warstwy wewnętrznej jest podstawowym krokiem wspólnym dla wszystkich typów PCB.wzór obwodu z plików Gerbera jest odtwarzany na powierzchni miedzi poprzez sekwencję laminacji, ekspozycji i rozwoju.
Proces ten rozpoczyna się od wstępnej obróbki powierzchni, czystki laminowanego materiału i zwiększenia chropowości powierzchni w celu poprawy przyczepności.Następnie na powierzchnię miedzianą nakłada się laminat suchej folii wrażliwej na światłoNa suchym filmie umieszczana jest folia PCB (artwork) i wystawiana na działanie promieniowania UV: przezroczyste obszary filmu pozwalają promieniowaniu UV wytrzymać suchy film znajdujący się pod nim, podczas gdy nieprzezroczyste obszary blokują go.
Po ekspozycji, rozpuszczalnik węglanu sodu (Na2CO3) jest używany do zmycia nieutwardzonej suchej folii.Następnie rozpuszczalnik do etsu usuwa tę niepożądaną miedźWreszcie wodorotlenek sodu (NaOH) odcina pozostały wytrzeźwiony suchy film, ujawniając gotowe obwody wewnętrznej warstwy.
Kluczowy szczegół:Wnętrze warstwy wykorzystuje film negatywny; zewnętrzne warstwy wykorzystują film pozytywny. Logika jest odwrotna.Po wygenerowaniu obwodu każdej warstwy wykonuje się skanowanie AOI (Automatic Optical Inspection)W przypadku wielowarstwowych płyt PCB z czterema lub więcej warstwami miedzi, każda warstwa wewnętrzna jest przetwarzana oddzielnie przy użyciu tej samej metody.
W tym etapie ukończone wewnętrzne warstwy miedzi i PP (prepreg ‡ kompozyt z żywicy i tkaniny z włókien szklanych) są naprzemiennie układane i wiązane ze sobą pod wysokim temperaturą i ciśnieniem,tworzące wielowarstwową strukturę PCB.
Proces laminowania obejmuje pięć podkroków: brązowanie (chemiczne wygrzebienie wewnętrznych powierzchni miedzi w celu poprawy wiązania z PP), nietowanie (przedstawianie i przypięcie warstw razem),układanie warstwy, laminowanie w gorącej prasie i przetwarzanie późniejsze (wiercenie otworów rejestracyjnych i przycinanie panelu do rozmiaru).
Uwaga:W przypadku PCB o wysokiej częstotliwości materiałem izolacyjnym jest PTFE zamiast PP. W elastycznych PCB jako warstwę dielektryczną wykorzystuje się folie PI (poliamid) lub PET.
W przypadku płyt PCB z płytami płytkowymi (PTH) wiercenie jest niezbędnym krokiem.i ceramiczne PCB używają wiertni laserowej w celu uzyskania drobniejszych średnic otworów.
PCB HDI:Ślepe, zakopane, przechodzące i układające się przewody są oddzielnie wiercone laserem na poszczególnych warstwach.PCB o wysokiej częstotliwości wymagają dodatkowo obróbki plazmowej po wierceniu w celu oczyszczenia smaru wiertniczego ze ścian otworu.
Po wierceniu ściany otworów są nieprzewodzące (żywica i włókno szklane).
Po pierwsze, bezelektryczne pokrycie miedzi: aktywator odkłada cząstki palidu na ścianach otworu, które działają jako nasiona katalityczne dla reakcji redukcji miedzi chemicznej.Cienka warstwa miedzi o średnicy około 0Po drugie, miedź galwanizowana: miedź do otworu jest galwanizowana, aby zwiększyć grubość do 5 ‰ 10 μm, tworząc trwały kanał przewodzący między warstwami.
Proces ten odzwierciedla tworzenie się obwodu wewnętrznego warstwy, ale z jedną kluczową różnicą: używa się pozytywnej folii.sucha folia na obszarach obwodu jest zmywana, pozostawiając miedź obwodu narażoną i gotową do pokrycia.
Miedź wykonana z wykrytego obwodu jest elektroplastyzowana po raz drugi, zwana "sekundarnym pokryciem miedzi", aby zbudować grubość miedzi do specyfikacji określonej w projekcie.Powierzchnia cyny jest następnie pokryta miedzią obwodu, aby działać jako odporność na etch, chroniąc ślady obwodów podczas następnego etapu grafowania.
Roztwór chemiczny usuwa suchą folie, odsłaniając niepożądane obszary miedzi.inny roztwór chemiczny usuwa warstwę cyny z miedzi obwoduW tym momencie podstawowa struktura miedziana PCB jest zakończona.
Maska lutowa to powłoka ochronna nakładana na powierzchnię płytki PCB, czyli warstwa kolorowa (najczęściej zielona, chociaż czarna, czerwona, niebieska i biała są standardowymi opcjami), którą widać na gotowej płytce.Chroni ślady miedzi przed utlenianiem i zapobiega powstawaniu mostów lutowych podczas montażu.
Atrament do maski lutowej jest nakładany przez drukowanie ekranowe lub powłokę natryskową w ścisłej zgodności z warstwą maski lutowej w plikach Gerbera, a następnie utwardzany przez ekspozycję i pieczenie.
Uwaga:Elastyczne PCB używają folii pokrywającej (PI lub PET) zamiast płynnej maski lutowej.Płytki płytek stałych/nagich ▌zazwyczaj stosowane do weryfikacji projektu ▌produkowane są bez maski lutowej.
Na masce lutowniczej drukowane są oznaczenia odniesienia do komponentów, znaki polarności, logo firmy i znaki certyfikacyjne za pomocą atramentu i utwardza się przez pieczenie.Te legendy są trwałe i służą jako niezbędne przewodniki podczas montażu PCB, testów i konserwacji terenowej.
Odkryte podkładki miedziane obszary, w których będą lutowane elementy wymagają wykończenia powierzchniowego w celu zapobiegania utlenianiu i zapewnienia dobrej łatwości lutowania.Wybór odpowiedniego wykończenia powierzchni dla aplikacji ma bezpośredni wpływ na wydajność montażu i długowieczność produktu.
Jeśli nie masz pewności, które wykończenie powierzchniowe określić, ENIG jest niezawodnym domyślnym rozwiązaniem dla większości projektów PCB.
Panel PCB jest przewracany lub cięty do końcowego konturów płyty.i PCB o wysokiej częstotliwościW przypadku płyt FR4, które zostaną zamontowane jako moduły, dostępne są również półdziury (dziury kastellowane).
Elastyczne PCB i ceramiczne PCB są profilowane za pomocą cięcia laserowego w celu osiągnięcia wymaganych tolerancji na drobne krawędzie.
Pomimo inspekcji AOI na każdej warstwie niezbędne jest ostateczne badanie elektryczne całej płyty w celu sprawdzenia, czy wszystkie obwody są prawidłowo podłączone i czy nie występują nieumyślne krótkie przejścia lub otwory.
Badania sondy latającejwykorzystuje przenośne sondy do sprawdzania każdej sieci na płytce PCB pod kątem otwarć i krótkich ̇ nie jest wymagana niestandardowa oprawka, co czyni ją idealną w przypadku prototypów i zleceń o niskiej wielkości.
Badanie urządzeń (łóżko paznokci)wykorzystuje niestandardowo wykonaną maszynę testową i nadaje się do produkcji dużych objętości w celu szybkiej, kompleksowej weryfikacji elektrycznej.
W DuxPCB oferujemy równieżczterodrukowe badania oporu Kelvinadla zastosowań w branży motoryzacyjnej, medycznej, obronnej i lotniczej ̇ precyzyjną metodę pomiaru wartości mikroodporności, których nie można wykryć standardowymi badaniami elektrycznymi.
Przed wysyłką każdy PCB podlega kompleksowej kontroli końcowej obejmującej trzy obszary:
Kontrola wymiarów:Kontur deski, tolerancja od otworu do krawędzi, grubość całkowita, średnica otworu, szerokość śladu i odległość, szerokość pierścienia pierścieniowego, łuk i skręty oraz grubość pokrycia miedzi.
Kontrole powierzchni:Pustki, zatkane otwory, ekspozycja na miedź, cząstki obce, dodatkowe lub brakujące otwory, defekty złotych palców i jakość legendy.
Weryfikacja niezawodności:Złotność, wytrzymałość od łuskowania, przyczepność do maski lutowej, przyczepność do złota, odporność na wstrząsy cieplne, impedancja (w przypadku konstrukcji z kontrolowaną impedancją) i poziom zanieczyszczenia jonowego.
Technologia montażu powierzchniowego (SMT) jest dominującą metodą montażu nowoczesnej elektroniki.
Drukowanie pasty lutowejPasty lutowe nakłada się na płytki PCB za pomocą szminki wyciętej laserowo.SPI (inspekcja pasty lutowej)System kontroli 3D sprawdza objętość i położenie pasty.Umieszczenie komponentów¢ Maszyny do wybierania i umieszczania montują komponenty SMD z dużą prędkością i precyzją.Badanie rentgenowskieUżywane do kontroli ukrytych złączy lutowych, szczególnie pod opakowaniami BGA.Lutowanie z powrotemW celu stopienia i ustawienia złączy lutowych płytka przechodzi przez precyzyjnie kontrolowany profil temperatury.AOI (Automatic Optical Inspection)
W przypadku płyt PCB, które zawierają elementy z otworami ̇ łączniki, transformatory, duże kondensatory i podobne części ̇ montaż z otworami następuje zgodnie z SMT. Przewody komponentów są wprowadzane przez otwory PTH,następnie lutowane lutowaniem falowymPrzed rozpoczęciem badania przecinki są obcinane i deska jest wizualnie sprawdzana.
Po montażu DuxPCB zapewnia szereg usług o wartości dodanej, które wspierają Twoją drogę od prototypu do gotowego produktu:
Wszystkie gotowe produkty są wysyłane dopiero po przejściu ostatecznej weryfikacji funkcjonalnej.
Niezależnie od tego, czy opracowujesz prototyp, czy skaliujesz produkcję na duże ilości, zrozumienie procesu wytwarzania i montażu PCB pomaga podejmować lepsze decyzje projektowe,skuteczniej komunikować się z producentem, i zmniejszyć kosztowne zmiany w przyszłości.
W DuxPCB, wspieramy klientów na każdym etapie od przeglądu DFM i prototypowania do pełnego PCBA pod klucz i dostaw w pudełku.Skontaktuj się z naszym zespołem, aby uzyskać bezpłatną ocenę techniczną i ofertę..
© DuxPCB. Treść oryginalna. Proszę przypisać DuxPCB, jeśli odtwarzasz lub odwołujesz się do tego artykułu.
