15-шаговый процесс производства многослойных печатных плат

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.

Шаг 1. Дизайн и вывод

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 проверка DFM После прохождения проектировщик проводит проверку проекта и решает возможные инженерные проблемы, чтобы обеспечить точность и надежность проекта.

Шаг 2: Анализ проекта и инженерные вопросы

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 анализ конструкции и тщательно изучают каждую часть конструкции печатной платы, чтобы убедиться, что в нее включены все компоненты и правильные структуры. Они также проверяют, соответствует ли конструкция требуемым спецификациям и не нарушает производственные правила. Только после того, как инженер утвердит дизайн, переходит к следующему этапу – печати.

Шаг 3: Печать дизайна печатной платы

После того, как все проверки выполнены, следующим шагом будет печать проекта печатной платы. В отличие от других планов (например, архитектурных чертежей), проекты печатных плат не печатаются непосредственно на обычной бумаге размером 8.5 x 11. Вместо этого для изготовления «пленки» печатной платы используется специальный принтер, называемый плоттером. Эти «пленки» на самом деле являются негативами самой печатной платы, подобно прозрачной пленке, обычно используемой 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 собственную пленку, поэтому простой двухслойная печатная плата требуется четыре листа — по одному на каждый слой и два сопровождающих 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.

Шаг 4: Печать внутренних слоев

Четвертый шаг знаменует собой начало создания печатной платы. Процесс начинается с печати дизайна печатной платы на специальном материале, называемом ламинатом. Затем слой из медная фольга или медное покрытие наносится на ламинат. Медь прочно прикреплена к ламинату, образуя структуру печатной платы. Затем излишки меди удаляются, чтобы выявить желаемый дизайн.

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.

Чтобы точно выровнять резист, техники используют отверстия, созданные ранее в процессе. Затем ламинат и резист подвергают воздействию УФ-излучения. Ультрафиолетовый свет проходит через прозрачную часть пленки, отверждая фоторезист. Это указывает на участки, где должна оставаться медь, образуя каналы. Между тем, черные чернила на резисте предотвращают попадание УФ-лучей на области, которые не должны затвердевать, что облегчает их удаление в дальнейшем.

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.

Шаг 5. Протравите внутренние слои или сердцевину, чтобы удалить медь

Этот шаг заключается в тщательном удалении лишней меди из внутренних слоев печатной платы, чтобы выявить медные дорожки, соответствующие дизайну разводки печатной платы.

Во время травления ядро ​​или внутренние слои ПХБ подвергаются химической обработке. Необходимая медь на плате покрыта и защищена, а остальная часть платы подвергается воздействию специального химиката. 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 печатных плат или печатных плат с более тяжелой структурой может использоваться больше меди, что требует дополнительного времени или растворителя для процесса травления.

Таким образом, травление играет жизненно важную роль в совершенствовании медных дорожек на печатной плате, обеспечивая их точное соответствие проектной схеме и гарантируя оптимальную производительность платы.

Шаг 6: Выравнивание слоев и склеивание

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 прикрепляется к соседним слоям. Такое выравнивание гарантирует, что электрические соединения и ВЬЯС (отверстия, соединяющие слои) между слоями точно выровнены, 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.

Шаг 7: сверление

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.

Шаг 8: Покрытие и осаждение меди

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.

Шаг 9: визуализация внешнего слоя

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.

Шаг 10: Травление внешнего слоя и AOI

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.

Шаг 11: нанесение паяльной маски

При подготовке к нанесению паяльной маски панели подвергаются тщательной очистке. Затем на поверхность платы наносятся эпоксидные чернила для паяльной маски. Ультрафиолетовый свет используется для обозначения мест, где паяльная маска следует удалить.

После того, как техники удаляют назначенную паяльную маску, печатная плата отправляется в печь для отверждения. Эта маска обеспечивает ценную защиту меди платы, защищая ее от потенциального повреждения, вызванного коррозией и окислением.

Шаг 12: Нанесение шелкографии и нанесение финишной обработки поверхности

В процессе изготовления печатной платы важная информация печатается на поверхности платы посредством шелкография печать аппликации или легенды. Сюда входят идентификационные номера компаний, предупреждающие этикетки, знаки производителей, номера деталей и другие знаки. После распечатки этих данных и обработки поверхности печатные платы подвергаются тестированию, резке и проверке.

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.

Шаг 13: электрическое испытание

После изготовления печатной платы технические специалисты проводят электрические испытания, чтобы убедиться в функциональности и соответствии оригинальной конструкции. Электрические испытания проводятся в соответствии со стандартами IPC-9252 и включают в себя проверку целостности цепи и изоляции. Тест непрерывности проверяет наличие разъединений («размыканий»), а тест изоляции проверяет наличие коротких замыканий в разных частях печатной платы. Эти тесты не только гарантируют функциональность, но и оценивают, насколько хорошо первоначальный дизайн печатной платы выдерживает производственный процесс.

Кроме того, для определения функциональности печатной платы используется тест «гвоздя». Это включает в себя прикрепление пружинных приспособлений к контрольным точкам и воздействие на них высокого давления для оценки долговечности доски в таких условиях. Эти комплексные электрические оценки обеспечивают качество и надежность печатных плат.

Шаг 14: профилирование и V-оценка

На заключительных этапах изготовления печатной платы решающее значение имеют профилирование и резка. Профилирование включает в себя определение формы и размера отдельных печатных плат строительной платы с использованием информации из Герберские файлы. Это определяет процесс фрезерования, при котором фрезерный станок или станок с ЧПУ создает небольшие детали по краям платы для легкого разделения 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.

Шаг 15: Заключительный осмотр

На последнем этапе процесса команда инспекторов точного зрения тщательно проверяет каждую пластину. Визуальная проверка печатной платы на соответствие существующим стандартам.

Примечание. Убедитесь, что вы поддерживаете связь с ведущим Производитель печатных плат который имеет самое современное оборудование.

РАБОТА С VICTORYPCB ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

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 изготовить жесткие печатные платы толщиной 1-16 л, Гибкие печатные платы, Высокочастотные печатные платы, печатные платы HDI и алюминиевые печатные платы на металлической основе для удовлетворения различных потребностей 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 производству печатных плат самого высокого качества, Свяжитесь с нами и получите предложение по изготовлению печатных плат прямо сейчас.