PCB (Printed Circuit Board), čínsky názov sa nazýva doska plošných spojov, známa aj ako doska plošných spojov, je dôležitou elektronickou súčiastkou, je nosným telesom elektronických komponentov. Pretože sa vyrába elektronickou tlačou, nazýva sa doska s plošnými spojmi.
Pred PCBS boli obvody tvorené dvojbodovým vedením. Spoľahlivosť tejto metódy je veľmi nízka, pretože ako obvod starne, pretrhnutie vedenia spôsobí prerušenie alebo skrat vedenia. Technológia navíjania drôtu je hlavným pokrokom v technológii obvodov, ktorá zlepšuje trvanlivosť a vymeniteľnosť vlasca navíjaním vodiča s malým priemerom okolo stĺpa v mieste pripojenia.
Ako sa elektronický priemysel vyvinul z vákuových elektrónok a relé na kremíkové polovodiče a integrované obvody, veľkosť a cena elektronických komponentov tiež klesala. Elektronické produkty sa čoraz častejšie objavujú v spotrebiteľskom sektore, čo núti výrobcov hľadať menšie a cenovo výhodnejšie riešenia. Tak sa zrodilo PCB.
Proces výroby PCB
Výroba DPS je veľmi zložitá, pričom ako príklad berieme štvorvrstvovú dosku s plošnými spojmi, jej výrobný proces zahŕňa hlavne usporiadanie DPS, výrobu základnej dosky, prenos vnútorného usporiadania DPS, vŕtanie a kontrolu základnej dosky, laminovanie, vŕtanie, chemické zrážanie medi v stenách otvorov , prenos vonkajšej dosky plošných spojov, leptanie vonkajšej dosky plošných spojov a ďalšie kroky.
1, rozloženie PCB
Prvým krokom pri výrobe DPS je usporiadanie a kontrola rozloženia DPS. Továreň na výrobu dosiek plošných spojov prijíma súbory CAD od spoločnosti, ktorá navrhuje dosky plošných spojov, a keďže každý softvér CAD má svoj vlastný jedinečný formát súborov, závod na výrobu dosiek plošných spojov ich prekladá do jednotného formátu – Extended Gerber RS-274X alebo Gerber X2. Potom inžinier továrne skontroluje, či rozloženie PCB zodpovedá výrobnému procesu a či sa nevyskytli nejaké chyby a iné problémy.
2, výroba jadrovej dosky
Vyčistite medenú platňu, ak je tam prach, môže to viesť ku skratu alebo prerušeniu konečného obvodu.
8-vrstvová doska plošných spojov: v skutočnosti je vyrobená z 3 medených platní (jadrových platní) plus 2 medených fólií a potom zlepená polovytvrdnutými platňami. Výrobná sekvencia začína od strednej dosky jadra (4 alebo 5 vrstiev riadkov) a je neustále naskladaná a potom fixovaná. Výroba 4-vrstvovej dosky plošných spojov je podobná, ale používa iba 1 jadrovú dosku a 2 medené fólie.
3, prenos rozloženia vnútornej dosky plošných spojov
Najprv sa vyrobia dve vrstvy najstrednejšej základnej dosky (Core). Po vyčistení je doska pokrytá meďou pokrytá fotocitlivým filmom. Fólia pri vystavení svetlu stuhne a vytvorí ochranný film na medenej fólii dosky pokrytej meďou.
Dvojvrstvová fólia s plošnými spojmi a dvojvrstvová doska potiahnutá meďou sa nakoniec vložia do vrchnej vrstvy plošného spoja, aby sa zabezpečilo, že horná a spodná vrstva fólie plošného spoja budú presne stohované.
Senzitizér ožaruje citlivý film na medenej fólii UV lampou. Pod priehľadnou fóliou je vytvrdený citlivý film a pod nepriehľadným filmom ešte nie je vytvrdený citlivý film. Medená fólia pokrytá vytvrdeným fotosenzitívnym filmom je požadovaná čiara rozloženia PCB, čo je ekvivalentné úlohe atramentu laserovej tlačiarne pre manuálnu PCB.
Potom sa nevytvrdený fotosenzitívny film očistí lúhom a požadovaná medená fólia sa prekryje vytvrdeným fotocitlivým filmom.
Nežiaduca medená fólia sa potom odleptá silnou zásadou, ako je NaOH.
Odtrhnite vytvrdnutý fotosenzitívny film, aby ste odkryli medenú fóliu potrebnú pre čiary rozloženia PCB.
4, vŕtanie a kontrola jadrovej dosky
Základná doska bola úspešne vyrobená. Potom vyrazte zodpovedajúci otvor do jadrovej dosky, aby ste uľahčili zarovnanie s ďalšími surovinami
Keď je jadrová doska zlisovaná spolu s ďalšími vrstvami DPS, nie je možné ju upravovať, takže kontrola je veľmi dôležitá. Stroj sa automaticky porovná s výkresmi rozloženia PCB, aby skontroloval chyby.
5. Laminát
Tu je potrebná nová surovina nazývaná polotvrdnúca fólia, ktorá je lepidlom medzi jadrovou doskou a jadrovou doskou (číslo vrstvy PCB > 4), ako aj jadrovou doskou a vonkajšou medenou fóliou, a tiež zohráva úlohu. izolácie.
Spodná medená fólia a dve vrstvy polovytvrdeného plechu boli vopred upevnené cez vyrovnávací otvor a spodnú železnú dosku a potom sa do vyrovnávacieho otvoru umiestnila vyrobená jadrová doska a nakoniec dve vrstvy polovytvrdeného plech, vrstva medenej fólie a vrstva tlakového hliníkového plechu sú postupne pokryté na doske jadra.
Dosky PCB, ktoré sú upnuté železnými platňami, sú umiestnené na držiaku a potom odoslané do vákuového horúceho lisu na lamináciu. Vysoká teplota vákuového lisu za horúca roztaví epoxidovú živicu v polovytvrdnutom plechu, pričom jadrové dosky a medenú fóliu držia pohromade pod tlakom.
Po dokončení laminácie odstráňte hornú železnú dosku stlačením PCB. Potom sa tlaková hliníková doska odoberie a hliníková doska tiež hrá zodpovednosť za izoláciu rôznych PCBS a zabezpečenie hladkej medenej fólie na vonkajšej vrstve PCB. V tomto čase budú obe strany vybratej DPS pokryté vrstvou hladkej medenej fólie.
6. Vŕtanie
Ak chcete spojiť štyri vrstvy bezkontaktnej medenej fólie v doske plošných spojov, najprv vyvŕtajte perforáciu cez hornú a spodnú časť, aby ste otvorili dosku plošných spojov, a potom pokovujte stenu otvoru, aby viedla elektrický prúd.
Röntgenový vŕtací stroj sa používa na lokalizáciu vnútornej jadrovej dosky a stroj automaticky nájde a lokalizuje otvor na základnej doske a potom prerazí polohovací otvor na doske plošných spojov, aby sa zabezpečilo, že ďalšie vŕtanie bude cez stred dosky. diera.
Umiestnite vrstvu hliníkového plechu na dierovací stroj a umiestnite naň PCB. Pre zvýšenie účinnosti sa na perforáciu podľa počtu vrstiev DPS naskladajú 1 až 3 rovnaké dosky plošných spojov. Nakoniec sa na vrchnej doske plošných spojov prikryje vrstva hliníkovej platne a horná a spodná vrstva hliníkovej platne je tak, aby sa pri vŕtaní a vŕtaní vrtáka medená fólia na DPS neroztrhla.
V predchádzajúcom procese laminácie bola roztavená epoxidová živica vytlačená na vonkajšiu stranu DPS, takže ju bolo potrebné odstrániť. Profilová fréza vyreže obvod DPS podľa správnych súradníc XY.
7. Medené chemické vyzrážanie steny pórov
Pretože takmer všetky návrhy dosiek plošných spojov používajú perforácie na pripojenie rôznych vrstiev vedenia, dobré spojenie vyžaduje 25 mikrónovú medenú fóliu na stene otvoru. Túto hrúbku medeného filmu je potrebné dosiahnuť galvanickým pokovovaním, ale stena otvoru je zložená z nevodivej epoxidovej živice a sklolaminátovej dosky.
Prvým krokom je preto nahromadenie vrstvy vodivého materiálu na stene otvoru a vytvorenie 1 mikrónového medeného filmu na celom povrchu PCB vrátane steny otvoru chemickým nanášaním. Celý proces, ako je chemická úprava a čistenie, je riadený strojom.
Pevné PCB
Vyčistite PCB
Preprava PCB
8, prenos vonkajšej dosky plošných spojov
Ďalej sa vonkajšie rozloženie PCB prenesie na medenú fóliu a proces je podobný predchádzajúcemu princípu prenosu rozloženia vnútorného jadra PCB, čo je použitie fotokopírovaného filmu a citlivého filmu na prenos rozloženia PCB na medenú fóliu, Jediný rozdiel je v tom, že ako doska sa použije pozitívny film.
Vnútorný prenos rozloženia PCB využíva metódu odčítania a negatívny film sa používa ako doska. DPS je prekrytá stuhnutým fotografickým filmom pre linku, očistiť nestuhnutý fotografický film, exponovaná medená fólia je vyleptaná, línia layoutu PCB je chránená stuhnutým fotografickým filmom a ponechaná.
Vonkajší prenos rozloženia PCB využíva normálnu metódu a ako doska sa používa pozitívny film. Doska plošných spojov je pokrytá vytvrdeným fotosenzitívnym filmom pre nelíniovú oblasť. Po očistení nevytvrdeného fotosenzitívneho filmu sa vykoná galvanické pokovovanie. Tam, kde je fólia, nemôže byť galvanicky pokovovaná a kde nie je fólia, je pokovovaná meďou a potom cínom. Po odstránení fólie sa vykoná alkalické leptanie a nakoniec sa odstráni cín. Čiarový vzor je ponechaný na doske, pretože je chránený cínom.
Upevnite dosku plošných spojov a pokovujte na ňu meď. Ako už bolo spomenuté vyššie, aby sa zabezpečila dostatočne dobrá vodivosť otvoru, medený film galvanicky pokovený na stene otvoru musí mať hrúbku 25 mikrónov, takže celý systém bude automaticky riadený počítačom, aby sa zabezpečila jeho presnosť.
9, vonkajšie leptanie DPS
Proces leptania je potom ukončený kompletným automatizovaným potrubím. Najprv sa očistí vytvrdený fotosenzitívny film na doske PCB. Potom sa premyje silnou alkáliou, aby sa odstránila nežiaduca medená fólia, ktorá je ňou pokrytá. Potom odstráňte cínový povlak na medenej fólii plošného spoja s detinovacím roztokom. Po vyčistení je rozloženie 4-vrstvovej dosky plošných spojov hotové.