فهرست مطالب
راهنمای جامع جریان فرآیند تولید برد مدار چاپی
قبل از ظهور بردهای مدار، اتصالات مدار توسط سیم‌کشی نقطه به نقطه انجام می‌شد. با این حال، با افزایش طول عمر محصولات الکترونیکی، پدیده فرسودگی مدارها بیشتر و بیشتر می‌شود. این یک مشکل جدی در قابلیت اطمینان خط است و پارگی خط منجر به مدار باز یا اتصال کوتاه گره خط می‌شود. برای مقابله با این مسائل، فناوری‌های جدید تولید PCB اتخاذ شده‌اند. در این مقاله،, فناوری FS هر مرحله از آن را تقسیم خواهد کرد فرآیند ساخت برد مدار چاپی و توضیح و ارائه مفصلی ارائه دهید. در مرحله بعد، بیایید ویدیویی از ... تماشا کنیم. فرآیند تولید برد مدار چاپی از یوتیوب.
بعد از مشاهده موارد فوق ویدئویی از فرآیند تولید برد مدار چاپی (PCB), امیدوارم درک عمیق‌تری از نحوه تولید بردهای PCB داشته باشید. اکنون، ما درک شما از این فرآیند را از طریق بخش‌های زیر متن، بیشتر افزایش خواهیم داد.
نمودار جریان فرآیند تولید PCB
با پیشرفت روزافزون علم و فناوری، انواع PCB ها در حال ظهور هستند. با توجه به تعداد سطوح و لایه‌ها، PCBها را می‌توان به PCBهای تک لایه، دو لایه و چند لایه و همچنین PCBهای یک طرفه و دو طرفه تقسیم کرد.s, و غیره. فرآیند تولید انواع مختلف PCB متفاوت است و هرچه تعداد اضلاع بیشتر باشد، پیچیده‌تر است. مراحل ساخت برد مدار چاپی (PCB) شکل‌های زیر نمودارهای جریان تولید PCB برای انواع مختلف PCB از FS Technology هستند:
نمودار جریان تولید PCB یک طرفه
تخته‌های تک لایه ساده‌ترین نوع بردها هستند، بنابراین فرآیند تولید آنها نسبتاً ساده است، اما با افزایش تعداد لایه‌های روی هم چیده شده بردهای مدار چاپی، پیچیدگی و تعداد مراحل افزایش می‌یابد.
نمودار جریان ساخت PCB دو طرفه
تفاوت بین مراحل تولید تک لایه و برد مدار چاپی دو لایه را می‌توان به وضوح از نمودارهای مقایسه‌ای بالا و پایین پیدا کرد. در واقع، تولیدکنندگان PCB نیازی به انجام این کار ندارند فرونشست مس و آبکاری طرح دار هنگام تولید پنل‌های تک لایه، اما ساختارهای مدار با بیش از دو لایه انجام دادن.
نمودار جریان فرآیند تولید PCB چند لایه
ما به ساختار مداری با بیش از دو لایه، a می‌گوییم. برد مدار چاپی چند لایه. با افزایش تعداد لایه‌ها، تولیدکنندگان باید فرآیندهای لایه داخلی بیشتری اضافه کنند و لمینت‌ها هنگام ساخت این تابلوها.
فرآیند کامل تولید برد مدار چاپی (PCB)
اولین قدم در ساخت برد مدار چاپی: طراحی
طراحی PCB یک گام مهم در فرآیند تولید PCB است و معمولاً به آن طراحی PCB یا طرح PCB گفته می‌شود. بردها باید کاملاً با اجزایی که روی برد نصب/لحیم می‌شوند و همچنین با پروژه کلی که به PCB نیاز دارد، سازگار باشند و به دلیل این نیازها، طراحان معمولاً با استفاده از ... یک طرح PCB ایجاد می‌کنند. ابزارهای طراحی PCB. (این) مراحل طراحی برد مدار چاپی (PCB) را می‌توان به اجزای زیر تقسیم کرد:
- شماتیک برد مدار چاپی: نموداری که برای نمایش اتصالات استفاده می‌شود قطعات روی برد مدار چاپی. می‌توان گفت که ترسیم نمودار شماتیک، نقطه کانونی فرآیند تولید برد مدار چاپی و اصل و نسب برد مدار چاپی است. کیفیت شماتیک ارتباط نزدیکی با کیفیت پروژه دارد.
- نمودار PCB: این به نمودار نصب اشاره دارد قطعات الکترونیکی پایه. با کمی آشنایی با بردهای PCB، ممکن است بدانید که برد PCB برای پوشاندن فویل فلزی روی صفحه عایق زیرین استفاده می‌شود و سپس، قسمت‌های غیرضروری فویل فلزی خورده می‌شوند. فویل فلزی باقی مانده متعاقباً به عنوان اتصالات اجزای PCBA استفاده می‌شود، زیرا اکنون می‌توان اجزا را طبق علائم روی نمودار PCB مونتاژ کرد.
- فایل BOM: این به اسناد تدارکات اشاره دارد و برای پروژه‌های کلید در دست، این اسناد برای موارد زیر لازم است: تهیه قطعات PCBA, ، پردازش پچ و لحیم کاری.
- کتابخانه ردپای کامپوننت: یک کتابخانه نمونه اولیه از اجزای مورد استفاده در شماتیک‌ها.
- کتابخانه بسته PCB: این به کتابخانه بسته خارجی تراشه‌ها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و غیره روی برد PCB اشاره دارد.
- فایل دوربین: این فایل به فایل‌های Geber و NC Drill اشاره دارد که می‌توانند توسط تمام نرم‌افزارهای طراحی صادر شوند و عمدتاً توسط تولیدکنندگان PCB استفاده می‌شوند.
طراحی بردهای مدار چاپی نیاز به استفاده از ابزارهای طراحی دارد و ما در FS Technology چندین برنامه محبوب از جمله Altium، Eagle، KiCad، Cadence، OrCAD، Pads و غیره را توصیه می‌کنیم.
توجه: قبل از فرآیند ساخت PCB, طراحان باید تولیدکنندگان طرف قرارداد خود را از نسخه ... مطلع کنند. نرم‌افزار طراحی PCB که برای طراحی مدار استفاده می‌شود زیرا به جلوگیری از مشکلات ناشی از تفاوت‌ها کمک می‌کند. پس از تأیید طرح PCB برای تولید، طراحان می‌توانند طرح را به فرمتی که توسط سازنده آنها پشتیبانی می‌شود، صادر کنند. رایج‌ترین نوع فایل مورد استفاده، فایل ... نامیده می‌شود. فایل گربر.
مرحله دوم فرآیند تولید برد مدار چاپی: تولید CCL
CCL یک ماده زیرلایه است که می‌تواند به CCL سفت و سخت و CCL انعطاف‌پذیر تقسیم شود. لایه روکش‌دار مسی کلید تعیین سرعت انتقال سیگنال، اتلاف انرژی و امپدانس مشخصه در یک مدار است. این لایه نقش هدایت اتصال، عایق‌بندی و پشتیبانی را در PCB ایفا می‌کند. فرآیند تولید دقیق CCL به شرح زیر است:
برش PP → پیش انباشت → ترکیب → پرس → جداسازی قطعات → بازرسی برش → بسته بندی → انبارداری → حمل و نقل
به عنوان هسته برد مدار، گرد و غبار روی سطح CCL ممکن است باعث خرابی مدار نهایی شود. اتصال کوتاه یا مدار باز، بنابراین باید یک رابط تمیزکننده در فرآیند تولید PCB اضافه کنیم.
شکل زیر توضیح مفصلی از لایه داخلی یک PCB ده لایه است. برد مدار چاپی توسط لمینت با روکش مس و فیلم مسی از طریق پیش آغشته به هم متصل شده است. توالی تولید این است که از وسط‌ترین تخته اصلی شروع کنید، آنها را به طور مداوم روی هم بچینید و سپس آنها را تعمیر کنید.
مرحله سوم فرآیند ساخت برد مدار چاپی: خط داخلی
پس از تمیز کردن CCL، باید فیلم حساس به نور را روی سطح زیرلایه PCB بچسبانیم تا برای انتقال تصویر بعدی آماده شود. این فیلم خاصیتی دارد که هنگام قرار گرفتن در معرض نور، خشک می‌شود. بنابراین، می‌توانیم از این فیلم برای تشکیل یک فیلم محافظ روی فویل مسی CCL استفاده کنیم.
برای قرار دادن دقیق موقعیت قرارگیری فیلم طرح PCB، باید فیلم طرح PCB دو لایه و لمینت دو لایه با روکش مسی را در لایه بالایی فیلم طرح PCB قرار دهیم.
پس از اتمام آماده سازی های فوق، فیلم حساس به نور در معرض نور قرار گرفته و پخت می شود و هدف، انتقال تصویر زیرلایه به فیلم حساس به نور است. در فیلم قسمت های عبور دهنده نور و مات وجود دارد. هنگامی که فیلم حساس به نور از گیرنده نور عبور می کند، لامپ UV فیلم حساس به نور را در موقعیت عبور دهنده نور پخت می کند. قسمت پخت شده، مدار داخلی PCB مورد نیاز ماست و قسمت پخت نشده با قلیا برداشته می‌شود.
با برداشتن لایه حساس به نور و پوشش سخت شده روی مسی که می‌خواهیم نگه داریم، CCL به مرحله بعدی می‌رود: حذف مس ناخواسته. درست همانطور که محلول‌های قلیایی، ماده مقاوم را حذف می‌کنند، مواد شیمیایی قوی‌تر نیز مس اضافی را حذف می‌کنند. یک حمام محلول حلال مس، تمام مس در معرض دید را حذف می‌کند. در عین حال، مس مورد نظر در زیر لایه سخت شده فوتورزیست کاملاً محافظت می‌شود.
همه صفحات مسی یکسان نیستند. برخی از بردهای سنگین‌تر به مقادیر بیشتری از حلال مس و زمان‌های نوردهی متفاوت نیاز دارند. همچنین، بردهای مسی سنگین‌تر نیاز به توجه بیشتری به فاصله بین شیارها دارند. اکثر PCB های استاندارد به مشخصات مشابهی متکی هستند.
مرحله چهارم فرآیند ساخت برد مدار چاپی: بازرسی AOI
تست PCB شامل روش‌های آزمایش زیادی مانند بازرسی بصری, بازرسی نوری AOI, ، بازرسی الکتریکی،, آزمایش عملکردی, و غیره. معمولاً، آزمایش AOI پس از آن استفاده می‌شود مونتاژ SMT تکمیل شده است، اما برای اطمینان از بازده PCB، پس از اتمام فرآیند تولید مدار لایه داخلی، آزمایش AOI نیز لازم است. دلیل این امر این است که وقتی برد مدار وارد فرآیند لمینت می‌شود، حتی اگر لایه داخلی اشتباه تشخیص داده شود، نمی‌توان آن را اصلاح کرد. بنابراین، لمینت با روکش مس وارد می‌شود تجهیزات بازرسی AOI و پس از اسکن، تجهیزات داده‌های تصویر خراب را به VRS منتقل می‌کنند و سپس کمیسر مسئول تعمیرات اساسی است.
مرحله پنجم تولید رسمی PCB: لایه بندی
همانطور که از نامش پیداست، لایه‌بندی به اتصال لایه‌های یک برد مدار چاپی به یکدیگر برای اتصال لایه‌های بیرونی به لایه‌های داخلی اشاره دارد، فرآیندی که در دو مرحله رخ می‌دهد: لایه‌لایه شدن و اتصال. این مرحله در واقع یک ... تولید PCB فرآیند، به این معنی که برد سبز (یا رنگ‌های دیگر) که می‌بینیم پس از لمینت شدن تشکیل می‌شود. شکل اولیه PCB از لمینت‌ها تشکیل شده است که مواد اصلی آنها رزین اپوکسی و الیاف شیشه است و همچنین به عنوان ... شناخته می‌شود. مواد زیرلایه. همانطور که در بالا ذکر شد، لمینت با روکش مس نوع خاصی از لمینت است که در تولید PCB استفاده می‌شود. در این لینک، ما باید از یک ماده اولیه جدید - پیش آغشته - استفاده کنیم. این ماده عایق خوبی است و می‌تواند به اتصال بین بردهای هسته و فویل مسی بیرونی کمک کند.
- لایه بندی
در ساختار لایه داخلی PCB، فویل مسی پایینی و دو لایه پیش‌پرگ از طریق سوراخ تراز و صفحه آهنی پایینی از قبل ثابت شده‌اند. سپس، برد هسته ساخته شده در سوراخ تراز قرار می‌گیرد و در نهایت، دو لایه پیش‌پرگ، یک لایه فویل مسی و یک لایه صفحه آلومینیومی تحت فشار، برد هسته را می‌پوشانند.
- پیوند
پس از اتمام لمینت، برد مدار چاپی که توسط صفحه آهنی گیره شده است، روی نگهدارنده قرار می‌گیرد و سپس برای لمینت به پرس حرارتی خلاء فرستاده می‌شود. دمای بالا رزین اپوکسی موجود در پیش‌پرگ را ذوب می‌کند و در نهایت، تحت فشار اتمسفر، برد اصلی و فویل مسی به هم متصل می‌شوند.
پس از اتمام فرآیند فوق، صفحه آهنی و یاتاقان فشاری صفحه آلومینیومی روی لایه بالایی PCB برداشته می‌شوند. در این زمان، هر دو طرف PCB توسط یک لایه فویل مسی صاف پوشانده می‌شوند و فرآیند لمینت کردن تکمیل می‌شود. لازم به ذکر است که صفحه آلومینیومی علاوه بر عملکرد تحمل فشار، وظیفه ایزوله کردن PCB های مختلف و صاف کردن فویل مسی بیرونی PCB را نیز بر عهده دارد.
مراحل فوق فقط برای ساخت بردهای مدار چاپی با بیش از چهار لایه استفاده می‌شود.
مرحله ششم در فرآیند ساخت برد مدار چاپی: سوراخکاری
هدف از سوراخکاری در برد مدار چاپی، اتصال چهار لایه مس بدون تماس است و تمام اجزای نصب شده روی PCB به دقت سوراخکاری دقیق متکی هستند. قطر مته از موی انسان نازک‌تر است، حدود ۱۰۰ میکرون. برای دستیابی به سوراخکاری دقیق، باید مراحل زیر را با کمک ابزارهای فشرده انجام دهیم:
ابتدا باید کل برد مدار چاپی را سوراخ کنیم و سپس دیواره سوراخ را فلزی کنیم تا برق را هدایت کند. برای یافتن این سوراخ‌های ریز، موقعیت‌یابی دقیق هسته داخلی PCB از طریق تجهیزات پیشرفته حفاری اشعه ایکس مورد نیاز است. پس از یافتن موقعیت سوراخ روی CCL، برای اطمینان از اینکه سوراخ هنگام سوراخکاری از مرکز سوراخ عبور می‌کند، لازم است یک سوراخ موقعیت‌یابی روی PCB ایجاد شود. به علاوه، برای اینکه فویل مسی روی PCB هنگام سوراخکاری پاره نشود، لازم است یک لایه صفحه آلومینیومی روی لایه‌های بالایی و پایینی برد مدار چاپی پوشانده شود و در نهایت کل برد برای سوراخکاری در دستگاه پانچ قرار گیرد. برای بهبود کارایی تولید PCB، معمولاً چندین پشته PCB یکسان را با هم سوراخ می‌کنیم.
هفتمین حلقه از فرآیند تولید برد مدار چاپی: آبکاری پنل
ارتباطات بین لایه‌های مختلف برد مدار چاپی همه سوراخ‌ها از طریق سوراخ‌ها انجام می‌شوند. پس از اتمام سوراخکاری، آبکاری الکتریکی لازم است. شرکت FS Technology اتصال خوب را اتصال مسی می‌داند. ضخامت فیلم بیش از 25 میکرون روی دیواره سوراخ، اما از آنجایی که دیواره سوراخ از رزین اپوکسی غیر رسانا و تخته فایبرگلاس تشکیل شده است، این کار را دشوار می‌کند. بنابراین، باید PCB را در یک حمام آبکاری مس حاوی اسید سولفوریک و سولفات مس قرار دهیم تا یک لایه از ماده رسانا روی دیواره سوراخ رسوب کند. وقتی الکتریسیته را به داخل محلول هدایت می‌کنیم، مس روی سطح ماده رسانای برد مدار چاپی رسوب می‌کند. پس از اتمام آبکاری مس، آبکاری قلع لازم است و آبکاری روی سطح PCB یک مانع برای حکاکی است.
فرآیند انتقال طرح لایه بیرونی PCB به فویل مسی نیاز به استفاده از فیلم فتوکپی و فیلم حساس به نور دارد که مشابه اصل انتقال طرح لمینت با روکش مسی لایه داخلی است. تفاوت در این است که در انتقال طرح PCB بیرونی، موقعیتی که فیلم حساس به نور در آن خشک می‌شود، خط نیست. ابتدا باید از مس استفاده کنیم و سپس مناطقی را که فیلم وجود ندارد، قلع‌کاری کنیم. پس از اتمام آبکاری، عملیات سلب فیلم و قلع‌کاری انجام می‌شود. الگوی مدار به دلیل محافظت قلع روی PCB حفظ می‌شود.
همانطور که قبلاً ذکر شد، ضخامت توصیه شده یک لایه مسی باید بیش از 25 میکرون باشد. بنابراین، برای اطمینان از اینکه سوراخ‌ها رسانایی الکتریکی خوبی دارند، کل فرآیند آبکاری مس به طور خودکار توسط کامپیوتر کنترل می‌شود.
مرحله هشتم فرآیند تولید برد مدار چاپی: بازرسی ثانویه
برای بردهای مدار، مهمترین جنبه پس از تولید، مسیرها (traces) هستند، زیرا می‌دانیم که بردهای بدون پوشش به تنهایی کار نمی‌کنند. اصل کار PCB ها هدف از این کار، تشخیص اتصال الکتریکی بین قطعات از طریق ردیابی‌ها برای تکمیل دستورالعمل‌های مختلف است، بنابراین انجام تشخیص AOI ثانویه روی ردیابی‌ها ضروری است. بازرسی ثانویه PCB به همان روشی که بازرسی AOI قبلی انجام شد، تسهیل می‌شود، بنابراین در اینجا زیاد در مورد آن توضیح نمی‌دهم.
حلقه نهایی فرآیند تولید PCB: پردازش لایه بیرونی
لایه‌هایی که یک برد مدار چاپی (PCB) را تشکیل می‌دهند شامل یک لایه چاپ سیلک اسکرین، ماسک لحیم، لایه مس و لایه‌های زیرلایه است. محتوای لایه داخلی در بالا توضیح داده شده است، اما این بخش عمدتاً برای توضیح قسمت‌های بیرونی لایه PCB - لایه چاپ سیلک اسکرین و لایه ماسک لحیم - است.
استفاده از پوشش لحیم بخش مهمی از فرآیند تولید PCB است زیرا می‌تواند از برد PCB محافظت کند. قبل از اعمال پوشش لحیم به هر دو طرف برد، بسیار مهم است که PCB را تمیز کنید و آن را با جوهر ماسک لحیم اپوکسی بپوشانید.
در زمینه تمیز کردن، شرکت FS Technology از اسیدشویی، شستشوی اولتراسونیک و سایر فرآیندهای تمیزکاری برای حذف اکسیدهای برد و افزایش زبری سطح مس استفاده می‌کند. پس از اتمام فرآیند تمیزکاری، ساخت پوشش لحیم PCB آغاز می‌شود. این فرآیند به شرح زیر است:
جوهر مقاوم در برابر لحیم را در قسمتی که نیازی به لحیم کاری نیست بپوشانید → حلال موجود در جوهر مقاوم در برابر لحیم را خشک کنید → با تابش لامپ UV به جوهر مقاوم در برابر لحیم سخت شده، پلیمر تشکیل دهید → محلول کربنات سدیم موجود در جوهر پلیمریزه نشده را خارج کنید → خشک کردن ثانویه.
برد مدار تقریباً آماده، نوشته‌های جوهرافشان را روی سطح خود دریافت می‌کند تا تمام اطلاعات مهم مربوط به PCB را نشان دهد.
فرآیندهای اضافی ساخت PCB: موارد پرداخت شده
با خواندن متن کامل، متوجه خواهید شد که ارائه جریان فرآیند تولید PCB توسط فناوری FS تنها ۹ مرحله دارد، در حالی که نمودار جریان فرآیند ساخت برد مدار چاپی پیچیده‌تر است. در واقع، آنچه در نمودار جریان نمایش داده می‌شود، طیف کامل خدماتی است که سازنده به مشتریان ارائه می‌دهد، از جمله خدمات تهیه، تعمیر و پرداخت.
پوشش سطحی
برای اضافه کردن موارد اضافی قابلیت لحیم کاری روی برد مدار چاپی, ، می‌توانیم آنها را با طلا یا نقره آبکاری کنیم. در این مرحله، برخی از PCB ها می‌توانند پدهای تخت هوای گرم را نیز دریافت کنند. تراز کردن با هوای گرم نتیجه یک لایه یکنواخت است. این فرآیند منجر به ایجاد یک سطح نهایی می‌شود. FS Technology می‌تواند انواع مختلفی از عملیات سطحی را مطابق با نیازهای خاص مشتریان انجام دهد.
آزمایش الکتریکی
به عنوان آخرین راه حل، تکنسین‌ها می‌توانند انجام آزمایش‌های الکتریکی روی PCB با روش‌های خودکار از قبل عملکرد PCB و سازگاری آن با نمونه اصلی را تأیید خواهد کرد طراحی. در FS Technology، ما نوع پیشرفته‌ای از تجهیزات الکتریکی را ارائه می‌دهیم آزمایشی به نام کاوشگر پرنده آزمایشی که بر پایه کاوشگرهای متحرک برای آزمایش عملکرد الکتریکی هر شبکه روی یک برد مدار چاپی لخت است.
نتیجه‌گیری
موارد فوق همه پاسخ‌هایی به سوال رایج “نحوه ساخت برد مدار چاپی (PCB) گام به گامدر واقع، در فرآیند تولید حرفه‌ای PCB، به دلیل الزامات مختلف مشتریان برای مواد مختلف برد مدار چاپی و الزامات مختلف برای فرآیند PCB، شکاف‌های جزئی در فرآیند ساخت برد PCB وجود خواهد داشت. با این حال،, فناوری FS ما به به‌روزرسانی این موضوع در وبلاگ دانش PCB ادامه خواهیم داد، و البته اگر شما بینش‌های منحصر به فردی در مورد مراحل تولید PCB دارید، می‌توانید در هر زمانی برای ما پیام بگذارید.
ما دوست داریم از شما بشنویم