Стандартной печатной платы не существует, поскольку каждая печатная плата выполняет одну функцию для конкретного продукта. Изготовление печатной платы — сложный многоэтапный процесс. Здесь мы рассмотрим наиболее важные этапы производства многослойной печатной платы.
Первым шагом в процессе производства печатных плат является проектирование. Дизайнеры используют специализированное программное обеспечение, такое как Extended Gerber или IX274X, для создания чертежа печатной платы, отвечающего всем требованиям и спецификациям. Эти программные инструменты служат не только для разработки макета, но также кодируют необходимую информацию для формата вывода дизайна.
Extended Gerber — это широко используемое программное обеспечение для проектирования, которое кодирует различную информацию, необходимую проектировщикам, например количество слоев меди, количество слоев паяльной маски и обозначение компонента. После кодирования чертежа печатной платы все аспекты проектирования проверяются на предмет отсутствия ошибок.
Предприятие по изготовлению печатных плат получает готовый проект печатной платы для подготовки к производству. На заводе-изготовителе план проектирования подвергается проверкам проектирования для производства (DFM), чтобы гарантировать, что проект соответствует допускам, необходимым для производственного процесса. Целью проверки DFM является гарантия технологичности и обеспечения качества конструкции на лучшем уровне.
После успешного прохождения проверки DFM (проектирование для производства) проектировщик проводит анализ проекта и устраняет возможные инженерные проблемы, чтобы обеспечить точность и надежность конструкции.
Анализ конструкции и инженерные вопросы имеют жизненно важное значение на втором этапе процесса производства печатных плат. На этом этапе проект проверяется на наличие потенциальных ошибок и дефектов и обеспечивает бесперебойный производственный процесс.
Инженеры проводят проверку проекта и тщательно изучают каждую деталь конструкции печатной платы, чтобы убедиться в наличии всех компонентов и правильных структур. Они также проверяют, соответствует ли проект требуемым спецификациям и не нарушает ли производственные правила. Только после утверждения проекта инженером начинается следующий этап – печать.
После проведения всех проверок следующим шагом является печать чертежа печатной платы. В отличие от других планов (например, архитектурных чертежей), чертежи печатных плат не печатаются непосредственно на обычной бумаге формата 8.5 x 11 дюймов. Вместо этого используется специальный принтер, называемый плоттером, для создания «пленки» печатной платы. Эти «пленки» на самом деле являются негативами самой печатной платы, подобно прозрачным пленкам, которые обычно используются в школах.
Внутренние слои печатной платы представлены двумя цветами чернил: черными чернилами показаны медные дорожки и цепи печатной платы, а прозрачными чернилами показаны непроводящие участки, такие как основа из стекловолокна. Однако на внешних слоях печатной платы это представление перевернуто: прозрачные чернила обозначают медь через линии, а черные чернила обозначают области меди, которые будут удалены.
Каждый слой печатной платы и соответствующий слой паяльной маски имеют свою собственную пленку, поэтому для простой двухслойной печатной платы требуется четыре листа — по одному для каждого слоя и два листа паяльной маски.
После того, как пленки были напечатаны, их необходимо выровнять и пробить в них дыроколом, также известным как пилотное отверстие. Эти отверстия для совмещения служат ориентирами для совмещения пленки при последующем изготовлении.
Четвертый этап знаменует начало создания печатной платы. Процесс начинается с нанесения рисунка печатной платы на специальный материал, называемый ламинатом. Затем на ламинат наносится слой медной фольги или медного покрытия. Медь прочно прикрепляется к ламинату, образуя структуру печатной платы. Затем удаляется излишки меди, чтобы обнажить желаемый рисунок.
Затем на ламинат наносится светочувствительная пленка, называемая резистом. Резисты, содержащие специальные химические вещества, затвердевающие под воздействием ультрафиолета (УФ), позволяют техническим специалистам идеально согласовывать дизайн печатной платы и фоторезист.
Для точного выравнивания резиста специалисты используют отверстия, созданные ранее в процессе. Затем ламинат и резист подвергаются воздействию ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет проходит через прозрачную часть пленки, затвердевая фоторезист. Это указывает на области, где должна оставаться медь, образуя каналы. В то же время черные чернила на резисте предотвращают попадание ультрафиолетовых лучей на области, которые не должны затвердевать, что облегчает их последующее удаление.
Когда плата готова, ее очищают щелочным раствором, чтобы удалить остатки фоторезиста. Затем следует тщательная мойка под давлением, чтобы обеспечить чистоту поверхности. Оставьте пластину сохнуть.
После высыхания единственный оставшийся резист должен быть поверх меди, которая станет частью окончательной печатной платы. Технический специалист дважды проверяет печатную плату на наличие ошибок. Если все выглядит хорошо, процесс переходит к следующему шагу.
Этот важный процесс закладывает основу для многослойной печатной платы, точно определяя ее электрические соединения. Точность здесь гарантирует, что печатная плата будет работать правильно и надежно в своем предполагаемом приложении.
Этот шаг заключается в тщательном удалении лишней меди из внутренних слоев печатной платы, чтобы выявить медные дорожки, соответствующие дизайну разводки печатной платы.
В процессе травления внутренние слои печатной платы подвергаются химической обработке. Необходимая медь на плате покрывается и защищается, в то время как остальная часть платы подвергается воздействию специального химического вещества. Этот химический процесс умело удаляет всю незащищенную медь, оставляя только то количество меди, которое необходимо для функционирования печатной платы.
Время и количество используемого растворителя для травления меди могут варьироваться в зависимости от размера и структуры печатной платы. Для более крупных плат или плат с более массивной структурой может потребоваться больше меди, что потребует дополнительного времени или растворителя для процесса травления.
Таким образом, травление играет жизненно важную роль в совершенствовании медных дорожек печатной платы, обеспечивая их точное соответствие проектной компоновке и гарантируя оптимальную производительность платы.
Выравнивание слоев является важным этапом в процессе производства многослойной печатной платы. После создания отдельных внутренних медных слоев печатной платы их необходимо тщательно выровнять и соединить вместе, чтобы сформировать законченную и функциональную многослойную печатную плату.
В процессе выравнивания слоев каждый внутренний медный слой точно позиционируется и соединяется с соседними слоями. Такое выравнивание обеспечивает точное расположение электрических соединений и переходных отверстий (отверстий, соединяющих слои) между слоями, создавая непрерывный и надежный проводящий путь по всей печатной плате.
Технические специалисты используют инструменты выравнивания и метки совмещения на медных слоях, чтобы обеспечить правильное позиционирование. Эти регистрационные метки действуют как контрольные точки, помогая правильно сопоставить медные слои. Затем слои ламинируются вместе под воздействием тепла и давления, прочно связывая их, образуя прочную многослойную печатную плату.
Небольшие отверстия, называемые переходными отверстиями, просверливаются в печатной плате для электрического соединения различных слоев. Также просверливаются отверстия большего размера для крепления компонентов.
Перед сверлением для определения мест сверления используется рентгеновский аппарат. Затем просверливаются регистрационные/направляющие отверстия, чтобы можно было закрепить стопку печатных плат до того, как будут просверлены более конкретные отверстия. Когда приходит время просверливать эти отверстия, используется компьютеризированная дрель, чтобы сделать сами отверстия, используя файл из расширенного проекта Gerber в качестве руководства.
После того, как панель печатной платы просверлена, следующим важным шагом является металлизация. Во время этого процесса используется серия химических обработок для сплавления всех различных слоев печатной платы. Печатная плата тщательно очищается, а затем промывается химическими веществами, в результате чего на ней осаждается слой меди толщиной в микрон.
Этот медный слой покрывает самый верхний слой печатной платы и заполняет только что просверленные отверстия. Перед обшивкой эти отверстия обнажали подложку из стекловолокна внутри панели. Однако после металлизации отверстия теперь облицованы медью, эффективно покрывающей их стенки.
Ранее в процессе (этап четвертый) на панель печатной платы наносился фоторезист. На этом этапе мы наносим фоторезист на внешние слои панели и подвергаем их воздействию УФ-излучения для создания дизайна печатной платы. Желтая комната предотвращает воздействие УФ-излучения на фоторезист. Прозрачные пленки с черными чернилами обеспечивают точное выравнивание во время воздействия сильного УФ-излучения, отвердевающего фоторезист.
Внешние пластины проходят проверку, чтобы убедиться, что весь нежелательный фоторезист удален. Позже мы наносим еще один слой фоторезиста на внешний слой для визуализации. Затем внешние слои покрываются так же, как и внутренние слои, с добавлением оловянного покрытия для дополнительной защиты.
Во время окончательного травления внешнего слоя оловянная защита защищает ценную медь, обеспечивая ее защиту. Нежелательная медь удаляется тем же растворителем меди, а олово сохраняет нужную медь в зоне травления.
В отличие от внутреннего слоя, чернила для внешнего слоя меняются местами. Темные чернила покрывают непроводящие участки, а светлые чернила наносятся на медь, что позволяет защитить ее оловянным покрытием. Инженеры удаляют ненужную медь и оставшееся резистивное покрытие во время травления, подготавливая внешний слой для автоматизированного оптического контроля (АОИ) и маскирования припоя.
Проверки AOI обеспечивают соответствие слоя проектным требованиям и проверяют, что вся лишняя медь удалена, в результате чего получается полностью функциональная печатная плата с надлежащими электрическими соединениями.
В рамках подготовки к нанесению защитной маски для пайки, панели проходят тщательную очистку. Затем на поверхность платы наносится эпоксидная защитная маска. Ультрафиолетовое излучение используется для обозначения областей, где необходимо удалить защитную маску .
После удаления технической защитной маски печатная плата помещается в печь для отверждения. Эта маска обеспечивает ценную защиту медных проводников платы, предохраняя их от потенциальных повреждений, вызванных коррозией и окислением.
В процессе изготовления печатных плат важная информация наносится на поверхность платы методом шелкографии или с помощью маркировки. Это включает в себя идентификационные номера компании, предупреждающие надписи, маркировку производителя, номера деталей и другие обозначения. После нанесения этих данных и финишного покрытия печатные платы проходят тестирование, резку и проверку качества.
Для повышения способности к пайке на некоторые печатные платы наносится химическое покрытие золотом или серебром, а для создания однородных контактных площадок используется выравнивание горячим воздухом. Таким образом создается отделка поверхности, которую можно настроить в соответствии с требованиями заказчика.
Затем на почти готовую печатную плату наносится струйная печать с важной информацией. Наконец, он проходит последнюю стадию покрытия и отверждения. Эти шаги гарантируют, что полностью функциональная и хорошо маркированная печатная плата будет готова к использованию по назначению.
После изготовления печатной платы специалисты проводят электрические испытания для обеспечения функциональности и соответствия первоначальному проекту. Электрические испытания проводятся в соответствии со стандартами IPC-9252 и включают проверку целостности цепи и изоляции. Проверка целостности цепи проверяет наличие обрывов, а проверка изоляции — наличие коротких замыканий в различных частях печатной платы. Эти испытания не только гарантируют функциональность, но и оценивают, насколько хорошо первоначальная конструкция печатной платы выдерживает производственный процесс.
Кроме того, для определения работоспособности печатной платы используется тест «ложе из гвоздей». Он включает в себя прикрепление пружинных зажимов к контрольным точкам и подвергание их воздействию высокого давления для оценки долговечности платы в таких условиях. Эти комплексные электрические проверки гарантируют качество и надежность печатной платы.
На заключительных этапах изготовления печатных плат решающее значение имеют профилирование и резка. Профилирование включает в себя определение формы и размера отдельных печатных плат на основе данных из файлов Gerber . Это направляет процесс фрезерования, в ходе которого фрезерный станок или станок с ЧПУ создают небольшие фрагменты по краям платы для легкого отделения без повреждений.
В качестве альтернативы некоторые изготовители используют станок с V-образными канавками для создания диагональных надрезов по бокам доски. Оба метода обеспечивают чистое разделение без растрескивания. После забивания досок их отламывают от строительной доски, завершая этот этап.
На последнем этапе резки различные доски отделяются от исходной панели с помощью фрезера или V-образного паза. Фрезер оставляет небольшие выступы по краям платы, а V-образный паз создает диагональные каналы. Оба метода позволяют доскам легко выдвигаться из панели, завершая процесс изготовления.
На последнем этапе процесса команда инспекторов точного зрения тщательно проверяет каждую пластину. Визуальная проверка печатной платы на соответствие существующим стандартам.
Примечание: Убедитесь, что вы сотрудничаете с ведущим производителем печатных плат , располагающим самым современным оборудованием.
Достижение первоклассного производства печатных плат требует тесного сотрудничества между вашим контрактным производителем печатных плат и выбранным поставщиком, ответственным за изготовление плат. Для желаемого уровня качества изготовления VictoryPCB устанавливает определенные критерии, которым поставщик изготовления должен соответствовать, чтобы считаться квалифицированным и подходящим для проекта.
Мы сертифицированы по ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, IATF 16949:2016, IECQ QC 080000:2017 и сертификации UL.
Мы можем производить жесткие печатные платы (1-16 слоев), гибкие печатные платы , высокочастотные печатные платы , платы HDI и алюминиевые печатные платы на металлической основе, чтобы удовлетворить различные потребности клиентов.
У нас есть современное оборудование для производства и тестирования печатных плат, чтобы обеспечить стабильное и отличное качество производственного процесса в соответствии с требованиями заказчика.
Мы конкурентоспособны по стоимости, достигая 100% своевременных поставок.
Если вы ищете компанию по изготовлению печатных плат высочайшего качества, свяжитесь с нами и получите ценовое предложение прямо сейчас.
