PCB (Printed Circuit Board), der chinesische Name heißt Leiterplatte, auch Leiterplatte genannt, ist eine wichtige elektronische Komponente und der Trägerkörper elektronischer Komponenten.Da sie durch elektronischen Druck hergestellt wird, wird sie als „gedruckte“ Leiterplatte bezeichnet.
Vor PCBS bestanden Schaltkreise aus Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungen.Die Zuverlässigkeit dieser Methode ist sehr gering, da der Leitungsbruch mit zunehmender Alterung des Stromkreises zu einem Bruch oder Kurzschluss des Leitungsknotens führt.Die Drahtwickeltechnologie ist ein großer Fortschritt in der Schaltungstechnik. Sie verbessert die Haltbarkeit und Austauschbarkeit der Leitung, indem der Draht mit kleinem Durchmesser am Verbindungspunkt um den Pol gewickelt wird.
Mit der Weiterentwicklung der Elektronikindustrie von Vakuumröhren und Relais hin zu Siliziumhalbleitern und integrierten Schaltkreisen gingen auch Größe und Preis elektronischer Komponenten zurück.Elektronische Produkte tauchen zunehmend im Consumer-Bereich auf, was Hersteller dazu veranlasst, nach kleineren und kostengünstigeren Lösungen zu suchen.So wurde PCB geboren.
PCB-Herstellungsprozess
Die Herstellung von Leiterplatten ist sehr komplex, am Beispiel von vierlagigen Leiterplatten. Der Produktionsprozess umfasst hauptsächlich Leiterplattenlayout, Herstellung von Kernplatinen, Übertragung des inneren Leiterplattenlayouts, Bohren und Prüfen der Kernplatine, Laminieren, Bohren und chemische Ausfällung von Lochwandkupfer , Übertragung des äußeren Leiterplattenlayouts, Ätzen der äußeren Leiterplatte und andere Schritte.
1, PCB-Layout
Der erste Schritt bei der Leiterplattenproduktion besteht darin, das Leiterplattenlayout zu organisieren und zu überprüfen.Die PCB-Fertigungsfabrik erhält CAD-Dateien von der PCB-Designfirma, und da jede CAD-Software ihr eigenes, einzigartiges Dateiformat hat, übersetzt die PCB-Fabrik diese in ein einheitliches Format – Extended Gerber RS-274X oder Gerber X2.Anschließend prüft der Ingenieur des Werks, ob das PCB-Layout dem Produktionsprozess entspricht und ob Mängel und andere Probleme vorliegen.
2, Kernplattenproduktion
Reinigen Sie die kupferkaschierte Platte. Wenn Staub vorhanden ist, kann dies zu einem Kurzschluss oder einer Unterbrechung des Endstromkreises führen.
Eine 8-lagige Leiterplatte: Sie besteht eigentlich aus 3 kupferbeschichteten Platten (Kernplatten) plus 2 Kupferfolien und wird dann mit halbgehärteten Blechen verbunden.Der Produktionsablauf beginnt bei der mittleren Kernplatte (4 oder 5 Linienlagen) und wird ständig zusammengestapelt und dann fixiert.Die Herstellung von 4-Lagen-Leiterplatten ist ähnlich, es werden jedoch nur 1 Kernplatine und 2 Kupferfolien verwendet.
3, die interne PCB-Layout-Übertragung
Zunächst werden die beiden Lagen der zentralsten Kernplatine (Core) hergestellt.Nach der Reinigung wird die kupferkaschierte Platte mit einer lichtempfindlichen Folie abgedeckt.Bei Lichteinwirkung verfestigt sich der Film und bildet einen Schutzfilm über der Kupferfolie der kupferkaschierten Platte.
Die zweischichtige PCB-Layoutfolie und die doppelschichtige kupferkaschierte Platte werden schließlich in die obere PCB-Layoutfolie eingelegt, um sicherzustellen, dass die obere und untere Schicht der PCB-Layoutfolie genau gestapelt sind.
Der Sensibilisator bestrahlt den empfindlichen Film auf der Kupferfolie mit einer UV-Lampe.Unter der transparenten Folie ist der empfindliche Film ausgehärtet, und unter der undurchsichtigen Folie befindet sich noch kein ausgehärteter empfindlicher Film.Die unter dem ausgehärteten lichtempfindlichen Film bedeckte Kupferfolie ist die erforderliche Leiterplatten-Layoutlinie, die der Rolle von Laserdruckertinte für manuelle Leiterplatten entspricht.
Anschließend wird der ungehärtete lichtempfindliche Film mit Lauge gereinigt und die gewünschte Kupferfolienlinie wird mit dem ausgehärteten lichtempfindlichen Film abgedeckt.
Anschließend wird die unerwünschte Kupferfolie mit einer starken Lauge, beispielsweise NaOH, weggeätzt.
Reißen Sie den ausgehärteten lichtempfindlichen Film ab, um die für PCB-Layoutlinien erforderliche Kupferfolie freizulegen.
4, Bohren und Prüfen der Kernplatte
Die Kernplatte wurde erfolgreich hergestellt.Anschließend stanzen Sie ein passendes Loch in die Kernplatte, um als nächstes die Ausrichtung mit anderen Rohmaterialien zu erleichtern
Sobald die Kernplatine mit anderen Leiterplattenschichten zusammengepresst ist, kann sie nicht mehr verändert werden, daher ist eine Inspektion sehr wichtig.Die Maschine vergleicht automatisch die PCB-Layoutzeichnungen, um sie auf Fehler zu prüfen.
5. Laminat
Hier wird ein neuer Rohstoff namens semi-curing sheet benötigt, der als Klebstoff zwischen der Kernplatine und der Kernplatine (PCB-Schichtnummer >4) sowie der Kernplatine und der äußeren Kupferfolie fungiert und auch die Rolle spielt der Isolierung.
Die untere Kupferfolie und zwei Schichten aus halbgehärtetem Blech wurden im Voraus durch das Ausrichtungsloch und die untere Eisenplatte befestigt, und dann wird die hergestellte Kernplatte ebenfalls in das Ausrichtungsloch gelegt und schließlich die beiden Schichten aus halbgehärtetem Blech Auf der Kernplatte sind abwechselnd eine Schicht Kupferfolie und eine Schicht druckbeaufschlagter Aluminiumplatte angebracht.
Die mit Eisenplatten festgeklemmten Leiterplatten werden auf die Halterung gelegt und dann zur Laminierung an die Vakuum-Heißpresse geschickt.Die hohe Temperatur der Vakuum-Heißpresse schmilzt das Epoxidharz in der halb ausgehärteten Folie und hält die Kernplatten und die Kupferfolie unter Druck zusammen.
Nachdem die Laminierung abgeschlossen ist, entfernen Sie die obere Eisenplatte, die auf die Leiterplatte drückt.Dann wird die unter Druck stehende Aluminiumplatte entfernt, und die Aluminiumplatte übernimmt auch die Aufgabe, verschiedene Leiterplatten zu isolieren und sicherzustellen, dass die Kupferfolie auf der Leiterplatten-Außenschicht glatt ist.Zu diesem Zeitpunkt werden beide Seiten der herausgenommenen Leiterplatte mit einer Schicht glatter Kupferfolie bedeckt.
6. Bohren
Um die vier Schichten kontaktloser Kupferfolie in der Leiterplatte miteinander zu verbinden, bohren Sie zunächst eine Perforation durch die Ober- und Unterseite, um die Leiterplatte zu öffnen, und metallisieren Sie dann die Lochwand, um Strom zu leiten.
Mit der Röntgenbohrmaschine wird die innere Kernplatine lokalisiert. Die Maschine findet und lokalisiert automatisch das Loch auf der Kernplatine und stanzt dann das Positionierungsloch auf der Leiterplatte, um sicherzustellen, dass die nächste Bohrung durch die Mitte erfolgt das Loch.
Legen Sie eine Schicht Aluminiumblech auf die Stanzmaschine und platzieren Sie die Leiterplatte darauf.Um die Effizienz zu verbessern, werden je nach Anzahl der Leiterplattenlagen 1 bis 3 identische Leiterplatten zur Perforation gestapelt.Schließlich wird die obere Leiterplatte mit einer Schicht Aluminiumplatte bedeckt, und die obere und untere Schicht aus Aluminiumplatte ist so angeordnet, dass beim Bohren und Herausbohren des Bohrers die Kupferfolie auf der Leiterplatte nicht reißt.
Beim vorherigen Laminierungsprozess wurde das geschmolzene Epoxidharz an die Außenseite der Leiterplatte gedrückt und musste entfernt werden.Die Profilfräsmaschine schneidet den Umfang der Leiterplatte entsprechend den korrekten XY-Koordinaten.
7. Kupferchemische Ausfällung der Porenwand
Da fast alle PCB-Designs Perforationen verwenden, um verschiedene Verdrahtungsschichten zu verbinden, erfordert eine gute Verbindung einen 25 Mikrometer dicken Kupferfilm auf der Lochwand.Diese Dicke des Kupferfilms muss durch Galvanisieren erreicht werden, die Lochwand besteht jedoch aus nicht leitendem Epoxidharz und Glasfaserplatten.
Daher besteht der erste Schritt darin, eine Schicht aus leitfähigem Material auf der Lochwand anzusammeln und durch chemische Abscheidung einen 1 Mikrometer dicken Kupferfilm auf der gesamten Leiterplattenoberfläche, einschließlich der Lochwand, zu bilden.Der gesamte Prozess, wie die chemische Behandlung und Reinigung, wird von der Maschine gesteuert.
Feste Platine
Leiterplatte reinigen
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8, die Übertragung des äußeren PCB-Layouts
Als nächstes wird das äußere PCB-Layout auf die Kupferfolie übertragen, und der Prozess ähnelt dem vorherigen Prinzip der Übertragung des inneren Kern-PCB-Layouts, bei dem fotokopierter Film und empfindlicher Film verwendet werden, um das PCB-Layout auf die Kupferfolie zu übertragen Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Positivfilm als Platine verwendet wird.
Bei der Übertragung des inneren PCB-Layouts wird die Subtraktionsmethode verwendet, und der Negativfilm wird als Platine verwendet.Die Leiterplatte wird mit dem verfestigten fotografischen Film für die Linie abgedeckt, der nicht verfestigte fotografische Film wird gereinigt, die freigelegte Kupferfolie wird geätzt, die PCB-Layoutlinie wird durch den verfestigten fotografischen Film geschützt und belassen.
Bei der Übertragung des äußeren PCB-Layouts erfolgt die normale Methode, und der Positivfilm wird als Platine verwendet.Die Leiterplatte wird im Nichtlinienbereich mit dem ausgehärteten lichtempfindlichen Film bedeckt.Nach dem Reinigen des ungehärteten lichtempfindlichen Films wird eine Galvanisierung durchgeführt.Wo ein Film vorhanden ist, kann er nicht galvanisiert werden, und wo kein Film vorhanden ist, wird er mit Kupfer und dann mit Zinn plattiert.Nachdem der Film entfernt wurde, wird eine alkalische Ätzung durchgeführt und schließlich wird das Zinn entfernt.Das Linienmuster bleibt auf der Platine, da es durch Zinn geschützt ist.
Klemmen Sie die Leiterplatte fest und galvanisieren Sie das Kupfer darauf.Wie bereits erwähnt, muss der auf die Lochwand galvanisierte Kupferfilm eine Dicke von 25 Mikrometern haben, um sicherzustellen, dass das Loch eine ausreichend gute Leitfähigkeit aufweist. Daher wird das gesamte System automatisch von einem Computer gesteuert, um seine Genauigkeit sicherzustellen.
9, äußere PCB-Ätzung
Der Ätzprozess wird dann durch eine vollständig automatisierte Pipeline abgeschlossen.Zunächst wird der ausgehärtete lichtempfindliche Film auf der Leiterplatte entfernt.Anschließend wird es mit einer starken Lauge gewaschen, um die unerwünschte Kupferfolie, die es bedeckt, zu entfernen.Anschließend entfernen Sie mit der Entzinnungslösung die Zinnschicht auf der Kupferfolie des PCB-Layouts.Nach der Reinigung ist das 4-Lagen-Leiterplattenlayout fertig.