Технология PCB - процесс сборки печатной платы

До того, как печатные платы будут собраны, они становятся платами, однако процесс изготовления печатных плат включает в себя множество различных этапов.Они описаны в этой пояснительной статье, включая то, что происходит на каждом этапе процесса. Это даст вам общее представление обо всем процессе и позволит лучше понять, как каждый этап влияет на качество конечного продукта.

Что такое печатная плата?

Печатная плата (сокращенно от printed circuit board) - это электронная печатная плата, состоящая из подложки, медных цепей и других компонентов, используемых для подключения и управления электрическими сигналами или питанием.

Печатные платы удерживают эти компоненты на своих местах и позволяют им работать сообща.К ним относятся небольшие электрические компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и транзисторы, а также более крупные компоненты, такие как интегральные схемы (ИС) и микропроцессоры.

Печатные платы изготавливаются в ходе интенсивного производственного процесса, включающего множество этапов.Это остается наиболее важной частью производства печатных плат, поскольку от этого зависит функциональность и срок службы платы. Ниже мы рассмотрим, что происходит при изготовлении печатной платы.

Пошаговый процесс изготовления печатных плат

В этом пошаговом руководстве мы рассмотрим типичный процесс изготовления печатных плат и роль каждого этапа в получении высококачественного продукта. Мы также обсудим некоторые из различных процессов, доступных в процессе производства печатных плат.

Шаг 1: Проектирование печатных плат

Проектирование печатной платы - это процесс создания представления печатной платы. Инженер или инженеры используют программное обеспечение САПР для создания проекта, который включает в себя трассировку и размещение компонентов, а также всех других необходимых компонентов платы. Этап проектирования обычно включает в себя следующее:

• Схема печатной платы

• Расположение печатной платы

* Планирование компонентов печатной платы

• Прокладка печатной платы

* Проектирование платы

• Экспорт файлов Gerber печатной платы

Шаг 2: Печать печатной платы

Как только дизайн загружен в систему производителя, следующим этапом является печать. Это первый этап фактического изготовления печатной платы. На этом этапе будут происходить следующие действия:

• На пленке печатается "негативное" изображение дизайна печатной платы

• Для отображения следов меди используются черные чернила, а для обозначения других непроводящих участков - прозрачные чернила

• На внешних слоях все наоборот: прозрачные чернила используются для медных следов, а черные - для непроводящих участков

• Затем пленка используется для создания фоторезистивной маски, которая помещается на панель печатной платы.

• Эта маска станет ориентиром для последующего процесса травления

• Затем на доску воздействуют лучом ультрафиолетового свет

• Это приводит к тому, что полимер на маске из фоторезиста затвердевает и становится нерастворимым, но только в тех областях, где чернила были прозрачными. При этом схема будет скопирована на медный слой печатной платы

• Теперь печатная плата готова к травлению

Шаг 3: Травление печатной платы

Травление является одним из наиболее важных этапов процесса изготовления печатной платы. Оно включает в себя обработку слоя меди химическим раствором, который удаляет всю медь, не входящую в состав печатной платы. Вот что происходит на этом этапе процесса травления печатной платы.

• Печатная плата, покрытая фоторезистивной маской, погружается в химический раствор.

• В результате химической реакции ненужная медь удаляется с платы, оставляя только желаемые следы и контуры.

• После завершения этого процесса оставшаяся медь очищается от любых остатков или загрязнений.

• Теперь, когда на печатной плате нанесены желаемые медные полосы и контуры, можно переходить к следующему этапу процесса.

Шаг 4: Выравнивание слоев печатной платы и склеивание

Выравнивание слоев печатной платы предполагает, что все слои платы правильно выровнены и готовы к склеиванию. Это делается с помощью специализированного станка, называемого оптическим перфоратором.

• Для точного выравнивания слоев в станке используется балка и штифты.

• Доска проверяется на наличие дефектов или несоответствий с помощью оптического контрольного станка (AOI).

• Станок сверяет плату с исходным проектом CAD, чтобы выявить любые проблемы, которые необходимо устранить.

• После завершения выравнивания и проверки слои можно скреплять друг с другом

Шаг 5: Сверление печатной платы

Теперь плата будет подвергнута процессу сверления. Сверление печатной платы выполняется для создания необходимых отверстий для установки компонентов, прокладки проводов или соединения последовательных слоев. Эта часть процесса изготовления печатной платы требует высокой точности, поскольку ошибки могут дорого обойтись:

• Для определения точного расположения отверстий используется рентгеновское оборудование.

• Затем для сверления этих точек используются специальные сверлильные станки с ЧПУ

• В первую очередь необходимо просверлить контрольные отверстия, поскольку они служат направляющими для закрепления платы на месте.

• После завершения сверления печатной платы весь лишний материал удаляется, чтобы обеспечить чистоту платы для следующего этапа.

Шаг 6: Нанесение покрытия на печатную плату

Процесс нанесения покрытия на печатную плату используется для покрытия открытых отверстий на печатной плате проводящим слоем меди. Это делается для того, чтобы электрический ток мог легко проходить через плату без каких-либо проблем. Процесс нанесения покрытия на печатную плату включает погружение платы в серию химических ванн.

• Печатная плата тщательно очищается

• Затем плата последовательно погружается в химические ванны

• На плату наносятся слои меди.

• Обычно этот процесс контролируется компьютером для обеспечения точности и согласованности

• В заключение плату промывают водой, чтобы удалить остатки использованных химикатов.

Шаг 7: Печать и травление внешних слоев печатной платы

Для создания внешних слоев печатной платы используется процесс травления. При травлении используется химический раствор для удаления нежелательной меди с платы, оставляя желаемые следы и контуры.

• Панель печатной платы покрывается тонкой пленкой фоторезиста и на ней печатается желаемый рисунок.

• Затем плата подвергается воздействию ультрафиолетового излучения

• Это приводит к затвердеванию фоторезиста в местах, которые нельзя растворять.

• Затем плата погружается в химическую ванну

• Таким образом удаляются нежелательные следы меди

Шаг 8: Маска для пайки печатной платы

После завершения всех вышеуказанных этапов изготовления печатной платы наступает время нанесения маски для пайки. Это тонкий слой защитного покрытия, нанесенный на плату. Маска для пайки печатной платы защищает открытые участки меди от любых повреждений и коррозии и обеспечивает изоляцию между компонентами.

• Печатная плата очищается от остатков

• Затем на плату наносится жидкая паяльная маска, которая обычно имеет зеленый или синий цвет.

• В паяльной маске проделываются небольшие отверстия, обозначающие места, где будет производиться пайка

• Затем печатная плата отверждается в печи, чтобы обеспечить ее прочное прилегание к плате.

Шаг 9: Нанесение шелкографии на печатную плату.

Нанесение шелкографии на печатную плату предполагает нанесение на плату тонкого слоя чернил для обозначения компонентов и контуров, что облегчает их считывание при проверке. На этом слое также печатается логотип компании, предупреждения и т.д.

• Используются специальные струйные принтеры

• Затем дизайн, подлежащий печати, загружается в принтер.

• В зависимости от дизайна печатной платы шелкография может быть как одноцветной, так и многоцветной.

Шаг 10: Отделка печатной платы

Производители печатных плат наносят покрытие на поверхность в соответствии с предпочтениями заказчика. В большинстве случаев тип отделки печатной платы зависит от конструкции и конечного применения. Стоимость и надежность также играют важную роль при выборе отделки поверхности. Варианты отделки печатной платы включают в себя:

• Иммерсионное серебро

• HASL (Выравнивание припоем горячим воздухом

• ENIG (Безэлектродное никелевое иммерсионное золото),

• OSP (Органический консервант для пайки)

• ENEPIG (Никель-палладиевое иммерсионное золото без электролиза)

• Иммерсионное олово

• Золото

Перед завершением производственного процесса плата также проходит различные этапы анализа или доводки. Это включает в себя маршрутизацию и оценку качества.

Шаг 11: Проверка качества печатной платы

В процессе проверки качества печатной платы производитель проводит серию проверок и тестов. Цель проверки печатной платы - убедиться, что плата соответствует всем требованиям к конструкции, включая технические характеристики и допуски.

Тестирование печатных плат, с другой стороны, используется для оценки производительности платы.По сути, плата проверяется с использованием ручных и автоматизированных методов и оборудования.

В целом, производители проводят этапы контроля качества, чтобы убедиться в соблюдении различных стандартов на печатные платы, как внутренних, так и внешних.

Шаг 12: Упаковка печатной платы

Наконец, готовая и протестированная печатная плата упаковывается. Для упаковки печатной платы используются соответствующие материалы, такие как антистатические пакеты, пузырчатая пленка и коробки, чтобы обеспечить надежную защиту платы во время транспортировки.

Вот и все! Это то, что происходит за кулисами, чтобы обеспечить воплощение вашего проекта по изготовлению печатных плат в реальность.

Обратите внимание, что в дополнение к услугам по изготовлению печатных плат некоторые компании также выполняют сборку печатных плат по запросу заказчика. Этот процесс повторяет все предыдущие этапы, но включает в себя такие этапы, как размещение компонентов и пайка.