Окончательное руководство по технологическому процессу изготовления печатных плат

До появления печатных плат соединения схем осуществлялись методом "точка-точка". Однако по мере увеличения срока службы электронных изделий феномен старения цепей становится все более и более детальным. Это представляет собой серьезную проблему надежности линии, разрыв которой приведет к обрыву или короткому замыканию узла линии. Чтобы справиться с этими проблемами, были приняты новые технологии производства печатных плат. В этой статье FS Technology разделит каждый этап процесс изготовления печатных плат и дайте подробное объяснение и презентацию. Далее давайте посмотрим видеоролик о том, как Процесс производства печатных плат с YouTube.

После просмотра приведенного выше видеофильм о процессе производства печатных платЯ надеюсь, что у Вас появилось более глубокое понимание того, как изготавливаются печатные платы. Теперь мы еще больше углубим Ваше понимание этого процесса с помощью приведенных ниже разделов текста.

Блок-схема процесса производства печатных плат

С постоянным развитием науки и техники все больше и больше типы ПХД появляются. В зависимости от количества граней и слоев печатные платы можно разделить на однослойные, двухслойные и многослойные печатные платы, а также односторонние, двухсторонние печатные платы и т.д. Процесс изготовления различных типов печатных плат различается, и чем больше число сторон, тем сложнее Этапы изготовления печатной платы являются. Следующие рисунки представляют собой технологические схемы производства печатных плат различных типов от FS Technology:

  • Технологическая схема производства односторонних печатных плат:

Однослойные платы - самый простой тип плат, поэтому процесс производства относительно проста, но по мере увеличения количества слоев печатных плат сложность и количество этапов увеличиваются.

Полная технологическая схема производства однослойных печатных плат
  • Двухсторонняя печатная плата fАбрисация блок-схема:

Разница между этапами изготовления однослойного и двухслойного ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА можно наглядно увидеть на верхнем и нижнем сравнительных графиках. На самом деле, производителям печатных плат не нужно проводить медная проходка и нанесение рисунка при производстве однослойных панелей, но Структуры схем с более чем двумя слоями делайте.

процесс производства двухсторонних печатных плат
  • Многослойная печатная плата mпроизводство рпроцесс fнизкий график

Мы называем структуру схемы с более чем двумя слоями многослойная печатная плата. По мере увеличения количества слоев производителям необходимо добавлять больше внутренних слоевые процессы и Ламинаты при производстве этих плат.

Процесс производства многослойных печатных плат

Полный процесс производства печатных плат

Первый шаг в изготовлении печатной платы: дизайн

Проектирование печатной платы - это важный этап в процессе производства печатных плат, который обычно называют дизайном печатной платы или разводкой печатной платы. Платы должны быть строго совместимы как с компонентами, которые будут установлены/припаяны на плату, так и с общим проектом, для которого требуется печатная плата, и в связи с этими требованиями дизайнеры обычно создают макет печатной платы, используя Инструменты для проектирования печатных плат. На сайте Этапы проектирования печатной платы можно разделить на следующие компоненты:

  • Схема печатной платы: Диаграмма, используемая для изображения соединений компоненты на печатной плате. Можно сказать, что составление принципиальной схемы - это фокус процесса производства печатной платы и кровеносная линия печатной платы. Качество схемы тесно связано с качеством проекта.
  • Схема печатной платы: Это относится к схеме установки основные электронные компоненты. Обладая некоторыми знаниями о печатных платах, Вы можете знать, что плата печатной платы используется для покрытия металлической фольгой лежащей под ней изоляционной пластины, а затем ненужные части металлической фольги подвергаются коррозии. Оставшаяся металлическая фольга впоследствии используется в качестве соединений PCBA компоненты, как и сейчас, могут быть собраны в соответствии с отметками на схеме печатной платы.
  • Файл BOM: Это относится к документам по закупкам, и для проектов "под ключ" эти документы необходимы для Закупка компонентов PCBA, обработка и пайка патчей.
  • Библиотека отпечатков компонентов: Библиотека прототипов компонентов, используемых на схемах.
  • Библиотека пакетов печатной платы: Это относится к библиотеке внешних пакетов микросхем, резисторов, конденсаторов и т.д. на плате печатной платы.
  • CAM-файл: Этот файл относится к файлам Geber и NC Drill, которые могут быть экспортированы всеми программами проектирования и в основном используются производителями печатных плат.
 

Проектирование печатных плат требует использования инструментов проектирования, и здесь, в FS Technology, мы рекомендуем несколько популярных приложений, включая Altium, Eagle, KiCad, Cadence, OrCAD, Pads и т.д.

ПРИМЕЧАНИЕ: Перед процессом изготовления печатной платыДизайнеры должны информировать своих подрядчиков производители о версии программного обеспечения для проектирования печатных плат используется для проектирования схемы, поскольку это помогает избежать проблем, вызванных различиями. После того, как дизайн печатной платы одобрен для производства, дизайнеры могут экспортировать его в формат, поддерживаемый производителем. Наиболее часто используемый тип файла называется Файл Gerber.

Второй этап процесса изготовления печатных плат: Изготовление CCL

CCL - это Материал подложки которые можно разделить на жесткие CCL и гибкие CCL. Медный ламинат является ключевым элементом, определяющим скорость передачи сигнала, потери энергии и характеристический импеданс в цепи. Он играет роль проводника между соединениями, изоляции и опоры в печатной плате. Подробный процесс производства CCL выглядит следующим образом: резка ПП → предварительная укладка → комбинирование → прессование → разборка → контроль резки → упаковка → хранение → отгрузка. Поскольку CCL является основой печатной платы, пыль на ее поверхности может привести к тому, что конечная схема короткое замыкание или разомкнутой цепи, поэтому нам необходимо добавить очищающее звено в процесс изготовления печатной платы.

Производство ламината, плакированного медью

На рисунке ниже подробно рассмотрен внутренний слой 10-слойной печатной платы. Печатная плата скрепляется ламинатом с медным покрытием и медной пленкой через препрег. На сайте последовательность производства это начать с самой средней основной платы, непрерывно складывать их друг на друга, а затем фиксировать.

Схема внутренних слоев 10-слойной печатной платы

Третий этап процесса изготовления печатной платы: Внутренняя линия

После очистки CCL нам необходимо наклеить светочувствительную пленку на поверхность подложки печатной платы, чтобы подготовиться к последующему переносу изображения. Эта пленка обладает тем свойством, что она затвердевает при воздействии света. Поэтому мы можем использовать эту пленку для формирования защитной пленки на медной фольге CCL.

Накройте CCL сухой пленкой

Для того чтобы точно установить положение укладки пленки для разводки печатных плат, нам необходимо вставить двухслойную пленку для разводки печатных плат и двухслойный медно-плакированный ламинат в верхний слой пленки для разводки печатных плат.

Точное размещение пленки ламината печатной платы

После завершения вышеуказанных подготовительных работ светочувствительная пленка подвергается воздействию света и отверждается, целью чего является перенос изображения подложки на светочувствительную пленку. В пленке есть светопропускающая и непрозрачная части. Когда светочувствительная пленка проходит через фоторецептор, УФ-лампа отверждает светочувствительную пленку в светопропускающей части. Отвержденная часть - это внутренняя схема нужной нам печатной платы, а неотвержденная часть удаляется с помощью щелочи.

Экспонирование фоточувствительной пленки печатной платы

Когда фоточувствительная пленка удалена, а отвердевший резист покрывает медь, которую мы хотим сохранить, CCL переходит к следующему этапу: удалению нежелательной меди. Подобно тому, как щелочные растворы удаляют резист, более сильные химические вещества удалят избыток меди. Ванна с растворителем меди удаляет всю открытую медь. В то же время, желаемая медь остается полностью защищенной под отвержденным слоем фоторезиста.

Не все медные платы одинаковы. Некоторые более тяжелые платы требуют большего количества медного растворителя и другого времени экспозиции. Кроме того, более тяжелые медные платы требуют повышенного внимания к расстоянию между дорожками. Большинство стандартных печатных плат опираются на аналогичные спецификации.

Заключительный процесс изготовления внутреннего слоя печатной платы

Четвертый этап процесса конструирования печатной платы: Инспекция AOI

Тестирование печатных плат включает в себя множество методов тестирования, таких как визуальный осмотр, Оптическая инспекция AOI, электрический контроль, функциональное тестирование и т.д. Обычно AOI-тестирование используется после Монтаж SMT завершен, но чтобы обеспечить выход печатной платы, после завершения процесса изготовления внутреннего слоя также необходимо провести AOI-тест. Это связано с тем, что, когда печатная плата поступает на процесс ламинирования, даже если внутренний слой окажется неправильным, его нельзя будет изменить. Поэтому ламинат с медным покрытием поступает в Инспекционное оборудование AOI После сканирования оборудование передает данные о плохом изображении в VRS, а затем комиссар отвечает за капитальный ремонт.

Тест AOI

The Fifth Step of Formal PCB production link: Lamination

Как следует из названия, ламинирование относится к склеиванию слоев печатной платы между собой, чтобы соединить внешние слои с внутренними; этот процесс происходит в два этапа: отслаивание и склеивание. Этот этап представляет собой фактический Производство печатных плат процесс, а это значит, что зеленая плата (или другого цвета), которую мы видим, образуется после ламинирования. Базовая форма печатной платы состоит из ламината, основными материалами которого являются эпоксидная смола и стекловолокно, и также известна как материалы подложки. Медно-плакированный ламинат - это особый тип ламината, используемый в производстве печатных плат, как упоминалось выше. В этом соединении нам необходимо использовать новое сырье - препрег. Этот материал обладает хорошей изоляцией и может способствовать сцеплению между платы с сердечником и внешние медные Фольга.

  • Многослойность

В структуре внутреннего слоя печатной платы нижняя медная фольга и два слоя препрега заранее закрепляются через выравнивающее отверстие и нижнюю железную пластину. Затем изготовленная основная плата помещается в выравнивающее отверстие, и, наконец, два слоя препрега, один слой медной фольги и один слой несущей алюминиевой пластины покрывают основную плату.

Процесс ламинирования печатных плат
  • Бондинг

После завершения ламинирования печатную плату, зажатую железной пластиной, помещают на держатель, а затем отправляют в вакуумный термопресс для ламинирования. Под действием высокой температуры эпоксидная смола в препреге расплавится, и, наконец, под действием атмосферного давления печатная плата и медная фольга будут скреплены вместе.

Ламинирование печатных плат с помощью вакуумного термопресса

После завершения вышеописанного процесса железная пластина и несущий элемент Алюминиевая пластина на верхнем слое печатной платы удаляются. В это время обе стороны печатной платы будут покрыты слоем гладкой медной фольги, и процесс ламинирования будет завершен. Важно отметить, что помимо несущей функции, алюминиевая пластина также выполняет функцию изоляции различных печатных плат и выравнивания внешней медной фольги печатной платы. 

Описанные выше шаги используются только при изготовлении печатных плат с более чем четырьмя слоями.

Шестой шаг в процессе изготовления печатной платы: Сверление

Расстояние между отверстиями печатной платы

Цель сверления отверстий в сложенной плате - соединить четыре слоя меди без связаться сТочность сверления зависит от точности всех компонентов, установленных на печатной плате. Диаметр сверла тоньше человеческого волоса, около 100 микрон. Чтобы добиться точного сверления, нам необходимо выполнить следующие действия с помощью компактных инструментов:

Сначала нам нужно проделать отверстия во всей печатной плате, а затем металлизировать стенки отверстий для проведения электричества. Чтобы найти эти крошечные отверстия, требуется точное позиционирование внутреннего стержня печатной платы с помощью сложного рентгеновского сверлильного оборудования. После определения положения отверстия на CCL, чтобы убедиться, что при сверлении отверстие проходит через его центр, необходимо выполнить позиционирование отверстие на печатной плате. Кроме того, чтобы не порвать медную фольгу на печатной плате при перфорации, необходимо покрыть верхний и нижний слои печатной платы слоем алюминиевой пластины, а затем поместить всю плату в перфорационную машину для перфорации. Чтобы повысить эффективность производства печатных плат, мы обычно сверлим несколько одинаковых стопок печатных плат вместе.

Рентгеновское оборудование для определения местоположения печатной платы
Поместите печатную плату в перфоратор

Седьмое звено процесса изготовления печатных плат: Нанесение покрытия на панель

Соединения между различными слоями печатной платы осуществляются через перфорацию. После завершения сверления необходимо нанести гальваническое покрытие. FS Technology считает хорошим соединением медное толщина пленки более 25 микрон на стенке отверстия, но поскольку стенка отверстия состоит из непроводящей эпоксидной смолы и стекловолокна, это затрудняет задачу. Поэтому нам нужно поместить печатную плату в ванну для меднения, содержащую серную кислоту и медный купорос, чтобы на стенке отверстия отложился слой проводящего материала. Когда мы проводим электричество в раствор, медь оседает на поверхности проводящего вещества печатной платы. После завершения медного покрытия требуется оловянное покрытие, а покрытие на поверхности печатной платы является барьером для травления. 

Процесс переноса макета печатной платы внешнего слоя на медную фольгу требует использования фотокопировальной пленки и светочувствительной пленки, что аналогично принципу переноса макета медно-пластинчатого ламината внутреннего слоя. Разница заключается в том, что при переносе макета печатной платы внешнего слоя положение, в котором отверждается фоточувствительная пленка, не является линией. Нам необходимо сначала использовать медь, а затем лудить те участки, где нет пленки. После завершения гальванического покрытия выполняется зачистка пленки и обработка оловом. Благодаря защите оловом на печатной плате сохраняется рисунок схемы.

Как уже упоминалось ранее, рекомендуемая толщина медной пленки должна быть более 25 мкм. Поэтому, чтобы обеспечить хорошую электропроводность отверстий, весь процесс меднения автоматически контролируется компьютером.

Восьмой этап процесса изготовления печатной платы: Вторичная проверка

Для печатных плат наиболее важным аспектом после производства является нанесение трасс, поскольку мы знаем, что голые платы сами по себе работать не будут. Принцип работы печатных плат Для выполнения различных инструкций необходимо реализовать электрическое соединение между компонентами через трассы, поэтому необходимо выполнять вторичное обнаружение AOI на трассах. Вторичный проверка печатной платы проводится так же, как и предыдущая инспекция AOI, поэтому я не буду подробно описывать ее здесь.

Заключительное звено процесса изготовления печатной платы: Обработка внешнего слоя

Слои, из которых состоит Печатные платы включают шелкографию слой, паяльная маска, слой меди и слои подложки. Содержание внутреннего слоя было описано выше, но этот раздел предназначен главным образом для объяснения внешних частей Слой печатной платы - слой шелкографии и слой паяльной маски.

Слой паяльной маски печатной платы
Слой шелкографии печатной платы

Слой паяльной маски

Нанесение паяльной маски является важной частью процесса изготовления печатных плат, поскольку она может защитить печатную плату. Перед нанесением паяльной маски на обе стороны платы очень важно очистить печатную плату и покройте ее эпоксидными чернилами для паяльной маски. 

Что касается очистки, то FS Technology использует травление, ультразвуковую промывку и другие процессы очистки, чтобы удалить окислы платы и повысить шероховатость медной поверхности. После завершения процесса очистки производство Паяльная маска печатной платы Начинается. Процесс происходит следующим образом:

Покройте чернила паяльного резиста в том месте, которое не нужно паять → Высушите растворитель в чернилах паяльного резиста → Образуйте полимер, облучая затвердевшие чернила паяльного резиста УФ-лампой → Удалите раствор карбоната натрия в неполимеризованных чернилах → Вторичная сушка.

Слой шелкографии

На поверхность почти готовой печатной платы наносится струйная надпись, обозначающая всю важную информацию, относящуюся к печатной плате. 

Дополнительные процессы изготовления печатных плат: Платные позиции

Прочитав полный текст, Вы обнаружите, что презентация технологического процесса изготовления печатных плат, представленная компанией FS Technology, состоит всего из 9 этапов, в то время как технологическая схема изготовления печатных плат более сложна. На самом деле, то, что отображено в блок-схеме, представляет собой полный спектр услуг, которые производитель предоставляет клиентам, включая услуги по закупке, ремонту и оплате.

Покрытие поверхности

Чтобы добавить дополнительные Возможность пайки на печатную платуМы можем нанести на них гальваническое покрытие из золота или серебра. На этом этапе некоторые печатные платы также могут получить плоские накладки горячим воздухом. Выравнивание горячим воздухом в результате получается ровная подушечка. В результате этого процесса создается финишная обработка поверхности. FS Technology может выполнять множество видов обработки поверхности в соответствии с особыми требованиями клиентов.

Электрический тест

В крайнем случае, техники могут провести электрический тесты на печатной плате, хотя автоматизированные Процедуры уже подтвердят функциональность печатной платы и ее соответствие оригиналу. дизайн. В FS Technology мы предлагаем передовой тип электрических тестирование под названием "летающий зонд тестирование, при котором используются подвижные щупы для проверки электрических характеристик каждой сети на голой печатной плате.

Все вышесказанное - это ответы на распространенный вопрос "Как изготавливается печатная плата шаг за шагом?" На самом деле, в рамках профессионального процесса производства печатных плат из-за различных требований заказчиков к материалам печатных плат и различных требований к процессу изготовления печатных плат будут возникать небольшие пробелы в процессе изготовления печатных плат. Тем не менее, FS Technology продолжит обновлять эту тему в Блоге знаний о печатных платах, и, конечно же, если у Вас есть уникальные знания в области этапы производства печатной платыВы можете оставить нам сообщение в любое время.

Мы будем рады услышать от Вас