PCB (Printed Circuit Board), η κινεζική ονομασία ονομάζεται πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, επίσης γνωστή ως πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, είναι ένα σημαντικό ηλεκτρονικό εξάρτημα, είναι το σώμα υποστήριξης των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.Επειδή παράγεται με ηλεκτρονική εκτύπωση, ονομάζεται «τυπωμένο» κύκλωμα.
Πριν από το PCBS, τα κυκλώματα αποτελούνταν από καλωδίωση από σημείο σε σημείο.Η αξιοπιστία αυτής της μεθόδου είναι πολύ χαμηλή, γιατί καθώς το κύκλωμα γερνάει, η ρήξη της γραμμής θα προκαλέσει θραύση ή βραχυκύκλωμα του κόμβου γραμμής.Η τεχνολογία περιέλιξης σύρματος είναι μια σημαντική πρόοδος στην τεχνολογία κυκλωμάτων, η οποία βελτιώνει την ανθεκτικότητα και την αντικαταστάσιμη ικανότητα της γραμμής τυλίγοντας το καλώδιο μικρής διαμέτρου γύρω από τον πόλο στο σημείο σύνδεσης.
Καθώς η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών εξελίχθηκε από σωλήνες κενού και ρελέ σε ημιαγωγούς πυριτίου και ολοκληρωμένα κυκλώματα, το μέγεθος και η τιμή των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων μειώθηκαν επίσης.Τα ηλεκτρονικά προϊόντα εμφανίζονται όλο και περισσότερο στον καταναλωτικό τομέα, ωθώντας τους κατασκευαστές να αναζητήσουν μικρότερες και πιο οικονομικές λύσεις.Έτσι, γεννήθηκε το PCB.
Διαδικασία κατασκευής PCB
Η παραγωγή PCB είναι πολύ περίπλοκη, λαμβάνοντας ως παράδειγμα την τυπωμένη σανίδα τεσσάρων στρώσεων, η διαδικασία παραγωγής της περιλαμβάνει κυρίως διάταξη PCB, παραγωγή πλακέτας πυρήνα, μεταφορά διάταξης εσωτερικής πλακέτας, διάτρηση και επιθεώρηση πλακέτας πυρήνα, πλαστικοποίηση, διάτρηση, χημική κατακρήμνιση τοίχου με οπή , μεταφορά διάταξης εξωτερικού PCB, χάραξη εξωτερικού PCB και άλλα βήματα.
1, διάταξη PCB
Το πρώτο βήμα στην παραγωγή PCB είναι η οργάνωση και ο έλεγχος της διάταξης PCB.Το εργοστάσιο κατασκευής PCB λαμβάνει αρχεία CAD από την εταιρεία σχεδιασμού PCB και δεδομένου ότι κάθε λογισμικό CAD έχει τη δική του μοναδική μορφή αρχείου, το εργοστάσιο PCB τα μεταφράζει σε ενοποιημένη μορφή – Extended Gerber RS-274X ή Gerber X2.Στη συνέχεια, ο μηχανικός του εργοστασίου θα ελέγξει εάν η διάταξη PCB συμμορφώνεται με τη διαδικασία παραγωγής και εάν υπάρχουν ελαττώματα και άλλα προβλήματα.
2, παραγωγή πλακών πυρήνα
Καθαρίστε την πλάκα με επένδυση από χαλκό, εάν υπάρχει σκόνη, μπορεί να οδηγήσει στο τελικό βραχυκύκλωμα ή να σπάσει.
Ένα PCB 8 στρώσεων: στην πραγματικότητα είναι κατασκευασμένο από 3 επικαλυμμένες με χαλκό πλάκες (πλάκες πυρήνα) συν 2 χάλκινες μεμβράνες, και στη συνέχεια συγκολλάται με ημισκληρυμένα φύλλα.Η σειρά παραγωγής ξεκινά από την πλάκα του μεσαίου πυρήνα (4 ή 5 στρώσεις γραμμών) και στοιβάζεται συνεχώς μαζί και στη συνέχεια στερεώνεται.Η παραγωγή PCB 4 στρώσεων είναι παρόμοια, αλλά χρησιμοποιεί μόνο 1 πλακέτα πυρήνα και 2 μεμβράνες χαλκού.
3, η εσωτερική μεταφορά διάταξης PCB
Αρχικά, κατασκευάζονται οι δύο στρώσεις της πιο κεντρικής πλακέτας Core (Core).Μετά τον καθαρισμό, η επικαλυμμένη με χαλκό πλάκα καλύπτεται με φωτοευαίσθητο φιλμ.Η μεμβράνη στερεοποιείται όταν εκτίθεται στο φως, σχηματίζοντας μια προστατευτική μεμβράνη πάνω από το φύλλο χαλκού της πλάκας με επένδυση από χαλκό.
Το φιλμ διάταξης PCB δύο στρώσεων και η πλάκα με επένδυση από χαλκό διπλής στρώσης εισάγονται τελικά στο φιλμ διάταξης PCB ανώτερης στρώσης για να διασφαλιστεί ότι το επάνω και το κάτω στρώμα του φιλμ διάταξης PCB στοιβάζονται με ακρίβεια.
Ο ευαισθητοποιητής ακτινοβολεί το ευαίσθητο φιλμ στο φύλλο χαλκού με μια λάμπα UV.Κάτω από τη διαφανή μεμβράνη, η ευαίσθητη μεμβράνη σκληρύνεται, και κάτω από την αδιαφανή μεμβράνη, δεν υπάρχει ακόμη σκληρυνθεί ευαίσθητη μεμβράνη.Το φύλλο χαλκού που καλύπτεται κάτω από το ωριμασμένο φωτοευαίσθητο φιλμ είναι η απαιτούμενη γραμμή διάταξης PCB, η οποία ισοδυναμεί με το ρόλο του μελανιού εκτυπωτή λέιζερ για χειροκίνητο PCB.
Στη συνέχεια το μη σκληρυμένο φωτοευαίσθητο φιλμ καθαρίζεται με αλυσίβα και η απαιτούμενη γραμμή φύλλου χαλκού θα καλυφθεί από το σκληρυμένο φωτοευαίσθητο φιλμ.
Το ανεπιθύμητο φύλλο χαλκού στη συνέχεια χαράσσεται με ένα ισχυρό αλκάλιο, όπως το NaOH.
Κόψτε το σκληρυμένο φωτοευαίσθητο φιλμ για να αποκαλύψετε το φύλλο χαλκού που απαιτείται για τις γραμμές διάταξης PCB.
4, διάτρηση και επιθεώρηση πλακών πυρήνα
Η πλάκα πυρήνα έχει κατασκευαστεί με επιτυχία.Στη συνέχεια, ανοίξτε μια αντίστοιχη τρύπα στην πλάκα πυρήνα για να διευκολύνετε την ευθυγράμμιση με άλλες πρώτες ύλες στη συνέχεια
Μόλις η πλακέτα πυρήνα συμπιεστεί μαζί με άλλα στρώματα PCB, δεν μπορεί να τροποποιηθεί, επομένως η επιθεώρηση είναι πολύ σημαντική.Το μηχάνημα θα συγκρίνει αυτόματα με τα σχέδια διάταξης PCB για να ελέγξει για σφάλματα.
5. Laminate
Εδώ χρειάζεται μια νέα πρώτη ύλη που ονομάζεται φύλλο ημιπολυμερισμού, το οποίο είναι η κόλλα μεταξύ της πλακέτας πυρήνα και της πλακέτας πυρήνα (αριθμός στρώματος PCB >4), καθώς και η πλακέτα πυρήνα και το εξωτερικό φύλλο χαλκού, και επίσης παίζει το ρόλο της μόνωσης.
Το κατώτερο φύλλο χαλκού και δύο στρώσεις ημισκληρυμένου φύλλου έχουν στερεωθεί εκ των προτέρων μέσω της οπής ευθυγράμμισης και της κάτω πλάκας σιδήρου, και στη συνέχεια η κατασκευασμένη πλάκα πυρήνα τοποθετείται επίσης στην οπή ευθυγράμμισης και τέλος τα δύο στρώματα ημισκληρυνθέντος φύλλο, ένα στρώμα φύλλου χαλκού και ένα στρώμα πλάκας αλουμινίου υπό πίεση καλύπτονται με τη σειρά του στην πλάκα πυρήνα.
Οι πλακέτες PCB που συσφίγγονται με πλάκες σιδήρου τοποθετούνται στο στήριγμα και στη συνέχεια αποστέλλονται στη θερμή πρέσα κενού για πλαστικοποίηση.Η υψηλή θερμοκρασία της θερμής πρέσας κενού λιώνει την εποξειδική ρητίνη στο ημισκληρυμένο φύλλο, συγκρατώντας τις πλάκες πυρήνα και το φύλλο χαλκού μαζί υπό πίεση.
Αφού ολοκληρωθεί η πλαστικοποίηση, αφαιρέστε την επάνω πλάκα σιδήρου πιέζοντας το PCB.Στη συνέχεια αφαιρείται η πλάκα αλουμινίου υπό πίεση και η πλάκα αλουμινίου παίζει επίσης την ευθύνη της απομόνωσης διαφορετικών PCBS και της διασφάλισης ότι το φύλλο χαλκού στο εξωτερικό στρώμα PCB είναι λείο.Αυτή τη στιγμή, και οι δύο πλευρές του PCB που θα αφαιρεθεί θα καλύπτονται από ένα στρώμα λείου φύλλου χαλκού.
6. Διάτρηση
Για να συνδέσετε μεταξύ τους τα τέσσερα στρώματα του φύλλου χαλκού χωρίς επαφή στο PCB, τρυπήστε πρώτα μια διάτρηση από το πάνω και το κάτω μέρος για να ανοίξετε το PCB και, στη συνέχεια, επιμεταλλώστε το τοίχωμα της οπής για να μεταφέρει ηλεκτρισμό.
Η μηχανή διάτρησης ακτίνων Χ χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της εσωτερικής πλακέτας πυρήνα και η μηχανή θα βρει και θα εντοπίσει αυτόματα την τρύπα στην πλακέτα πυρήνα και στη συνέχεια θα τρυπήσει την οπή τοποθέτησης στο PCB για να διασφαλίσει ότι η επόμενη διάτρηση θα περάσει από το κέντρο του η τρύπα.
Τοποθετήστε ένα στρώμα φύλλου αλουμινίου στο μηχάνημα διάτρησης και τοποθετήστε το PCB πάνω του.Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση, 1 έως 3 πανομοιότυπες πλακέτες PCB θα στοιβάζονται μεταξύ τους για διάτρηση ανάλογα με τον αριθμό των στρωμάτων PCB.Τέλος, μια στρώση πλάκας αλουμινίου καλύπτεται στο επάνω PCB και το επάνω και το κάτω στρώμα της πλάκας αλουμινίου είναι έτσι ώστε όταν το τρυπάνι τρυπάει και τρυπάει έξω, το φύλλο χαλκού στο PCB δεν θα σκιστεί.
Στην προηγούμενη διαδικασία πλαστικοποίησης, η λιωμένη εποξειδική ρητίνη συμπιέστηκε στο εξωτερικό του PCB, οπότε χρειάστηκε να αφαιρεθεί.Η μηχανή φρεζαρίσματος προφίλ κόβει την περιφέρεια του PCB σύμφωνα με τις σωστές συντεταγμένες XY.
7. Χημική καθίζηση χαλκού του τοιχώματος των πόρων
Δεδομένου ότι σχεδόν όλα τα σχέδια PCB χρησιμοποιούν διατρήσεις για τη σύνδεση διαφορετικών στρωμάτων καλωδίωσης, μια καλή σύνδεση απαιτεί ένα φιλμ χαλκού 25 micron στον τοίχο της οπής.Αυτό το πάχος μεμβράνης χαλκού πρέπει να επιτευχθεί με ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, αλλά το τοίχωμα της οπής αποτελείται από μη αγώγιμη εποξειδική ρητίνη και σανίδα από υαλοβάμβακα.
Επομένως, το πρώτο βήμα είναι να συσσωρευτεί ένα στρώμα αγώγιμου υλικού στο τοίχωμα της οπής και να σχηματιστεί ένα φιλμ χαλκού 1 μικρού σε ολόκληρη την επιφάνεια του PCB, συμπεριλαμβανομένου του τοιχώματος της οπής, με χημική εναπόθεση.Η όλη διαδικασία, όπως η χημική επεξεργασία και ο καθαρισμός, ελέγχεται από το μηχάνημα.
Σταθερό PCB
Καθαρίστε το PCB
Αποστολή PCB
8, η εξωτερική μεταφορά διάταξης PCB
Στη συνέχεια, η εξωτερική διάταξη PCB θα μεταφερθεί στο φύλλο χαλκού και η διαδικασία είναι παρόμοια με την προηγούμενη αρχή μεταφοράς διάταξης PCB εσωτερικού πυρήνα, η οποία είναι η χρήση φωτοτυπημένου φιλμ και ευαίσθητης μεμβράνης για τη μεταφορά της διάταξης PCB στο φύλλο χαλκού. Η μόνη διαφορά είναι ότι η θετική ταινία θα χρησιμοποιηθεί ως πίνακας.
Η εσωτερική μεταφορά διάταξης PCB υιοθετεί τη μέθοδο αφαίρεσης και το αρνητικό φιλμ χρησιμοποιείται ως πίνακας.Το PCB καλύπτεται από το στερεοποιημένο φωτογραφικό φιλμ για τη γραμμή, καθαρίστε το μη στερεοποιημένο φωτογραφικό φιλμ, το εκτεθειμένο φύλλο χαλκού χαράζεται, η γραμμή διάταξης PCB προστατεύεται από το στερεοποιημένο φωτογραφικό φιλμ και αφήνεται.
Η μεταφορά διάταξης εξωτερικού PCB υιοθετεί την κανονική μέθοδο και η θετική μεμβράνη χρησιμοποιείται ως πλακέτα.Το PCB καλύπτεται από το σκληρυμένο φωτοευαίσθητο φιλμ για την περιοχή χωρίς γραμμή.Μετά τον καθαρισμό του μη σκληρυνθέντος φωτοευαίσθητου φιλμ, πραγματοποιείται ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.Όπου υπάρχει φιλμ δεν μπορεί να επιμεταλλωθεί και όπου δεν υπάρχει μεμβράνη επιμεταλλώνεται με χαλκό και μετά κασσίτερο.Αφού αφαιρεθεί η μεμβράνη, γίνεται αλκαλική χάραξη και τέλος αφαιρείται ο κασσίτερος.Το μοτίβο γραμμής παραμένει στον πίνακα επειδή προστατεύεται από κασσίτερο.
Σφίξτε το PCB και τοποθετήστε το χαλκό πάνω του.Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, για να διασφαλιστεί ότι η οπή έχει αρκετά καλή αγωγιμότητα, η χάλκινη μεμβράνη που επιμεταλλώνεται στο τοίχωμα της οπής πρέπει να έχει πάχος 25 microns, έτσι ολόκληρο το σύστημα θα ελέγχεται αυτόματα από έναν υπολογιστή για να διασφαλιστεί η ακρίβειά του.
9, εξωτερική χάραξη PCB
Η διαδικασία χάραξης ολοκληρώνεται στη συνέχεια από έναν πλήρη αυτοματοποιημένο αγωγό.Πρώτα απ 'όλα, το σκληρυμένο φωτοευαίσθητο φιλμ στην πλακέτα PCB καθαρίζεται.Στη συνέχεια πλένεται με ένα ισχυρό αλκάλι για να αφαιρεθεί το ανεπιθύμητο φύλλο χαλκού που καλύπτεται από αυτό.Στη συνέχεια αφαιρέστε την επικάλυψη κασσίτερου στο φύλλο χαλκού διάταξης PCB με το διάλυμα αποκασσιτέρωσης.Μετά τον καθαρισμό, η διάταξη PCB 4 επιπέδων έχει ολοκληρωθεί.