PCB (Printed Circuit Board), השם הסיני נקרא לוח מעגלים מודפס, המכונה גם לוח מעגלים מודפס, הוא רכיב אלקטרוני חשוב, הוא גוף התמיכה של רכיבים אלקטרוניים.מכיוון שהוא מיוצר על ידי הדפסה אלקטרונית, הוא נקרא לוח מעגלים "מודפס".
לפני PCBS, המעגלים היו מורכבים מחיווט נקודה לנקודה.האמינות של שיטה זו נמוכה מאוד, מכיוון שככל שהמעגל מזדקן, קרע הקו יגרום לצומת הקו להישבר או לקצר.טכנולוגיית פיתול החוטים היא התקדמות גדולה בטכנולוגיית המעגלים, המשפרת את העמידות והיכולת הניתנת להחלפה של הקו על ידי פיתול החוט בקוטר הקטן סביב המוט בנקודת החיבור.
ככל שתעשיית האלקטרוניקה התפתחה מצינורות ואקום וממסרים למוליכים למחצה סיליקון ומעגלים משולבים, גם הגודל והמחיר של רכיבים אלקטרוניים ירדו.מוצרים אלקטרוניים מופיעים יותר ויותר במגזר הצרכני, מה שגורם ליצרנים לחפש פתרונות קטנים וחסכוניים יותר.כך נולד PCB.
תהליך ייצור PCB
הייצור של PCB הוא מורכב מאוד, לוקח כדוגמה לוח מודפס ארבע שכבות, תהליך הייצור שלו כולל בעיקר פריסת PCB, ייצור לוח ליבה, העברת פריסת PCB פנימית, קידוח ובדיקה של לוח ליבה, למינציה, קידוח, משקעים כימיים של נחושת בקיר. , העברת פריסת PCB חיצונית, תחריט PCB חיצוני ושלבים אחרים.
1, פריסת PCB
השלב הראשון בייצור PCB הוא לארגן ולבדוק את פריסת ה-PCB.המפעל לייצור PCB מקבל קבצי CAD מחברת עיצוב PCB, ומכיוון שלכל תוכנת CAD יש פורמט קבצים ייחודי משלה, מפעל PCB מתרגם אותם לפורמט אחיד – Extended Gerber RS-274X או Gerber X2.לאחר מכן יבדוק מהנדס המפעל האם פריסת ה-PCB תואמת את תהליך הייצור והאם ישנם פגמים ובעיות נוספות.
2, ייצור צלחת הליבה
נקו את לוחית החיפוי הנחושת, אם יש אבק, זה עלול להוביל לקצר במעגל הסופי או להישבר.
PCB בן 8 שכבות: הוא עשוי למעשה מ-3 לוחות מצופות נחושת (לוחות ליבה) בתוספת 2 סרטי נחושת, ולאחר מכן מלוכד עם יריעות חצי נרפאות.רצף הייצור מתחיל מלוח הליבה האמצעי (4 או 5 שכבות של קווים), והוא מוערם כל הזמן ואז קבוע.הייצור של PCB 4-שכבתי דומה, אך משתמש רק בלוח ליבה אחד ו-2 סרטי נחושת.
3, העברת פריסת PCB הפנימי
ראשית, שתי השכבות של לוח הליבה המרכזי ביותר (Core) מיוצרות.לאחר הניקוי, הצלחת המצופה נחושת מכוסה בסרט רגיש לאור.הסרט מתמצק כאשר הוא נחשף לאור, ויוצר סרט מגן על נייר הנחושת של הצלחת המצופה נחושת.
סרט פריסת ה-PCB הדו-שכבתי וצלחת חיפוי הנחושת הדו-שכבתית מוכנסים לבסוף לסרט פריסת ה-PCB השכבה העליונה כדי להבטיח שהשכבות העליונות והתחתונות של סרט פריסת ה-PCB נערמו בצורה מדויקת.
חומר הרגישות מקרין את הסרט הרגיש על רדיד הנחושת באמצעות מנורת UV.מתחת לסרט השקוף, הסרט הרגיש מתרפא, ומתחת לסרט האטום, עדיין אין סרט רגיש שנרפא.רדיד הנחושת המכוסה מתחת לסרט הרגיש לאור שנרפא הוא קו פריסת ה-PCB הנדרש, המקביל לתפקיד של דיו למדפסת לייזר עבור PCB ידני.
לאחר מכן מנקים את הסרט הרגיש לאור הבלתי נרפא בעזרת לוב, וקו נייר הנחושת הנדרש יכוסה על ידי הסרט הרגיש לאור שנרפא.
רדיד הנחושת הלא רצוי נחרט עם אלקלי חזק, כגון NaOH.
קרעו את הסרט הרגיש לאור שנרפא כדי לחשוף את רדיד הנחושת הנדרש לקווי פריסת PCB.
4, צלחת הליבה קידוח ובדיקה
צלחת הליבה בוצעה בהצלחה.לאחר מכן חורר חור תואם בצלחת הליבה כדי להקל על היישור עם חומרי גלם אחרים לאחר מכן
ברגע שלוח הליבה נלחץ יחד עם שכבות אחרות של PCB, לא ניתן לשנות אותו, ולכן בדיקה חשובה מאוד.המכונה תשווה אוטומטית עם שרטוטי פריסת ה-PCB כדי לבדוק אם יש שגיאות.
5. למינציה
כאן יש צורך בחומר גלם חדש בשם semi-curing sheet, שהוא הדבק בין לוח הליבה ללוח הליבה (שכבת PCB מספר >4), כמו גם לוח הליבה ורדיד הנחושת החיצוני, וגם ממלא את התפקיד של בידוד.
רדיד הנחושת התחתון ושתי שכבות של יריעת חצי אפוי קבועה מראש דרך חור היישור ולוח הברזל התחתונה, ולאחר מכן מניחים את צלחת הליבה העשויה גם בחור היישור, ולבסוף שתי השכבות של חצי מרפא. יריעה, שכבה של רדיד נחושת ושכבה של לוח אלומיניום בלחץ מכוסות על לוח הליבה בתורו.
לוחות ה-PCB המהודקים על ידי לוחות ברזל מונחים על התושבת, ולאחר מכן נשלחים למכבש החם בוואקום לצורך למינציה.הטמפרטורה הגבוהה של מכבש הוואקום החם ממיסה את שרף האפוקסי ביריעת החצי-מחוברת, ומחזיקה את לוחות הליבה ואת רדיד הנחושת יחד תחת לחץ.
לאחר השלמת הלמינציה, הסר את לוח הברזל העליון תוך לחיצה על ה-PCB.לאחר מכן נשלפת לוחית האלומיניום בלחץ, ולוחית האלומיניום גם אחראית לבידוד PCBS שונים ולהבטיח שרדיד הנחושת בשכבה החיצונית של PCB חלק.בשלב זה, שני הצדדים של ה-PCB שהוצא יהיו מכוסים בשכבה של רדיד נחושת חלק.
6. קידוח
כדי לחבר את ארבע השכבות של רדיד נחושת ללא מגע ב-PCB יחד, תחילה יש לקדוח ניקוב בחלק העליון והתחתון כדי לפתוח את ה-PCB, ולאחר מכן לבצע מתכת את דופן החור כדי להוליך חשמל.
מכונת קידוח הרנטגן משמשת לאיתור לוח הליבה הפנימי, והמכונה תמצא ותאתר באופן אוטומטי את החור בלוח הליבה, ולאחר מכן תנקב את חור המיקום על ה-PCB כדי להבטיח שהקידוח הבא יהיה דרך מרכז החור.
מניחים שכבה של יריעת אלומיניום על מכונת האגרוף ומניחים עליה את ה-PCB.על מנת לשפר את היעילות, 1 עד 3 לוחות PCB זהים יערמו יחד לניקוב לפי מספר שכבות ה-PCB.לבסוף, שכבה של לוח אלומיניום מכוסה על ה-PCB העליון, והשכבות העליונות והתחתונות של לוח האלומיניום הן כך שכאשר המקדחה קודח וקודח החוצה, רדיד הנחושת שעל ה-PCB לא ייקרע.
בתהליך הלמינציה הקודם, שרף האפוקסי המומס נסחט אל החלק החיצוני של ה-PCB, ולכן היה צורך להסירו.מכונת כרסום הפרופילים חותכת את הפריפריה של ה-PCB לפי קואורדינטות ה-XY הנכונות.
7. משקעים כימיים נחושת של דופן הנקבוביות
מכיוון שכמעט כל עיצובי ה-PCB משתמשים בחקבים לחיבור שכבות חיווט שונות, חיבור טוב דורש סרט נחושת בגודל 25 מיקרון על דופן החור.עובי זה של סרט נחושת צריך להיות מושגת על ידי ציפוי אלקטרוני, אבל דופן החור מורכב משרף אפוקסי לא מוליך ולוח פיברגלס.
לכן, הצעד הראשון הוא צבירת שכבה של חומר מוליך על דופן החור, ויצירת סרט נחושת בגודל 1 מיקרון על כל משטח ה-PCB, כולל דופן החור, על ידי שקיעה כימית.כל התהליך, כמו טיפול כימי וניקוי, נשלט על ידי המכונה.
PCB קבוע
PCB נקי
משלוח PCB
8, העברת פריסת PCB החיצונית
לאחר מכן, פריסת ה-PCB החיצונית תועבר לרדיד הנחושת, והתהליך דומה לעקרון העברת פריסת ה-PCB הליבה הפנימית הקודמת, שהוא השימוש בסרט צילום וסרט רגיש להעברת פריסת ה-PCB לרדיד הנחושת, ההבדל היחיד הוא שהסרט החיובי ישמש כלוח.
העברת פריסת ה-PCB הפנימית מאמצת את שיטת החיסור, והסרט השלילי משמש כלוח.ה-PCB מכוסה על ידי סרט הצילום המוצק עבור הקו, נקה את הסרט הצילום הלא מוצק, רדיד נחושת חשוף נחרט, קו פריסת ה-PCB מוגן על ידי הסרט הצילום המוצק ונשאר.
העברת פריסת ה-PCB החיצונית מאמצת את השיטה הרגילה, והסרט החיובי משמש כלוח.ה-PCB מכוסה על ידי הסרט הרגיש לאור שנרפא עבור האזור הלא-קו.לאחר ניקוי הסרט הרגיש לאור שלא נרפא, מתבצעת ציפוי אלקטרוניקה.היכן שיש סרט, לא ניתן לציפוי באלקטרו, ובמקום שאין סרט, הוא מצופה בנחושת ואז בדיל.לאחר הסרת הסרט, מתבצעת תחריט אלקליין, ולבסוף מסירים את הפח.תבנית הקו נשארת על הלוח כי היא מוגנת בפח.
מהדקים את ה-PCB ומצפים עליו את הנחושת.כפי שהוזכר קודם לכן, על מנת להבטיח שלחור יש מוליכות מספיק טובה, סרט הנחושת המצופה באלקטרוניקה על דופן החור חייב להיות בעובי של 25 מיקרון, כך שכל המערכת תישלט אוטומטית על ידי מחשב על מנת להבטיח את דיוקה.
9, תחריט PCB חיצוני
לאחר מכן, תהליך התחריט הושלם על ידי צינור אוטומטי שלם.קודם כל, הסרט הרגיש לאור המתרפא על לוח ה-PCB מנוקה.לאחר מכן הוא נשטף עם אלקלי חזק כדי להסיר את רדיד הנחושת הלא רצוי המכוסה בו.לאחר מכן הסר את ציפוי הפח על נייר הנחושת של פריסת ה-PCB עם תמיסת הניקוי.לאחר הניקוי, פריסת ה-PCB בת 4 השכבות הושלמה.