PCB (Printed Circuit Board), tên tiếng Trung hay gọi là bảng mạch in hay còn gọi là bảng mạch in, là một linh kiện điện tử quan trọng, là bộ phận hỗ trợ của các linh kiện điện tử.Vì được sản xuất bằng phương pháp in điện tử nên nó được gọi là bảng mạch “in”.
Trước PCBS, các mạch được tạo thành từ hệ thống dây điện điểm-điểm.Độ tin cậy của phương pháp này rất thấp, vì khi mạch già đi, đường dây bị đứt sẽ khiến nút đường dây bị đứt hoặc chập mạch.Công nghệ quấn dây là một bước tiến lớn trong công nghệ mạch điện, giúp nâng cao độ bền và khả năng thay thế của đường dây bằng cách quấn dây có đường kính nhỏ quanh cột tại điểm đấu nối.
Khi ngành công nghiệp điện tử phát triển từ ống chân không và rơle sang chất bán dẫn silicon và mạch tích hợp, quy mô và giá cả của các linh kiện điện tử cũng giảm.Các sản phẩm điện tử ngày càng xuất hiện nhiều hơn trong lĩnh vực tiêu dùng, khiến các nhà sản xuất phải tìm kiếm những giải pháp nhỏ gọn hơn và tiết kiệm chi phí hơn.Vì vậy, PCB đã ra đời.
Quy trình sản xuất PCB
Việc sản xuất PCB rất phức tạp, lấy bảng in bốn lớp làm ví dụ, quy trình sản xuất của nó chủ yếu bao gồm bố trí PCB, sản xuất bảng lõi, chuyển bố cục PCB bên trong, khoan và kiểm tra bảng lõi, cán màng, khoan, kết tủa hóa chất đồng trên tường , chuyển bố cục PCB bên ngoài, khắc PCB bên ngoài và các bước khác.
1, bố trí PCB
Bước đầu tiên trong quá trình sản xuất PCB là sắp xếp và kiểm tra Bố cục PCB.Nhà máy sản xuất PCB nhận các tệp CAD từ công ty thiết kế PCB và vì mỗi phần mềm CAD có định dạng tệp duy nhất nên nhà máy PCB sẽ chuyển chúng sang định dạng thống nhất – Extended Gerber RS-274X hoặc Gerber X2.Sau đó, kỹ sư của nhà máy sẽ kiểm tra xem bố cục PCB có phù hợp với quy trình sản xuất hay không và liệu có bất kỳ khiếm khuyết và vấn đề nào khác hay không.
2, sản xuất tấm lõi
Làm sạch tấm mạ đồng, nếu có bụi có thể dẫn đến đoản mạch hoặc đứt mạch cuối cùng.
PCB 8 lớp: thực chất nó được làm từ 3 tấm phủ đồng (tấm lõi) cộng với 2 màng đồng, sau đó được liên kết với các tấm bán cứng.Trình tự sản xuất bắt đầu từ tấm lõi giữa (4 hoặc 5 lớp dây chuyền), liên tục được xếp chồng lên nhau rồi cố định.Việc sản xuất PCB 4 lớp cũng tương tự nhưng chỉ sử dụng 1 bo mạch lõi và 2 màng đồng.
3, chuyển giao bố trí PCB bên trong
Đầu tiên, hai lớp của bảng Core (Core) trung tâm nhất được tạo ra.Sau khi làm sạch, tấm mạ đồng được phủ một lớp màng cảm quang.Lớp màng này đông cứng lại khi tiếp xúc với ánh sáng, tạo thành một lớp màng bảo vệ trên lá đồng của tấm mạ đồng.
Màng bố trí PCB hai lớp và tấm mạ đồng hai lớp cuối cùng được lắp vào màng bố trí PCB lớp trên để đảm bảo rằng các lớp màng bố trí PCB trên và dưới được xếp chồng lên nhau một cách chính xác.
Chất nhạy cảm chiếu xạ màng nhạy cảm trên lá đồng bằng đèn UV.Dưới lớp màng trong suốt là màng nhạy cảm được chữa khỏi, còn dưới lớp màng mờ vẫn không có lớp màng nhạy cảm nào được chữa khỏi.Lá đồng được bao phủ dưới lớp màng cảm quang được xử lý là đường bố trí PCB bắt buộc, tương đương với vai trò của mực máy in laser đối với PCB thủ công.
Sau đó, màng cảm quang chưa lưu hóa được làm sạch bằng dung dịch kiềm, và đường lá đồng cần thiết sẽ được bao phủ bởi màng cảm quang đã lưu hóa.
Lá đồng không mong muốn sau đó được khắc bằng chất kiềm mạnh, chẳng hạn như NaOH.
Xé lớp màng cảm quang đã qua xử lý để lộ lá đồng cần thiết cho các đường bố trí PCB.
4, khoan và kiểm tra tấm lõi
Tấm lõi đã được thực hiện thành công.Sau đó đục một lỗ phù hợp trên tấm lõi để tạo điều kiện cho việc căn chỉnh với các nguyên liệu thô khác tiếp theo.
Một khi bo mạch lõi được ép cùng với các lớp PCB khác thì không thể sửa đổi được nên việc kiểm tra là rất quan trọng.Máy sẽ tự động so sánh với bản vẽ bố trí PCB để kiểm tra lỗi.
5. Gỗ dán
Ở đây cần có một nguyên liệu thô mới gọi là tấm bán bảo dưỡng, là chất kết dính giữa bảng lõi và bảng lõi (số lớp PCB >4), cũng như bảng lõi và lá đồng bên ngoài, đồng thời cũng đóng vai trò của vật liệu cách nhiệt.
Lá đồng phía dưới và hai lớp tấm bán cứng đã được cố định trước thông qua lỗ căn chỉnh và tấm sắt phía dưới, sau đó tấm lõi đã chế tạo cũng được đặt vào lỗ căn chỉnh, và cuối cùng là hai lớp tấm đồng đã đóng rắn một phần. tấm, một lớp lá đồng và một lớp tấm nhôm điều áp lần lượt được phủ lên tấm lõi.
Các bo mạch PCB được kẹp bằng các tấm sắt được đặt trên giá đỡ, sau đó được đưa đến máy ép nóng chân không để cán mỏng.Nhiệt độ cao của máy ép nóng chân không làm tan chảy nhựa epoxy trong tấm bán cứng, giữ các tấm lõi và lá đồng lại với nhau dưới áp suất.
Sau khi cán xong, tháo tấm sắt phía trên ép PCB.Sau đó, tấm nhôm điều áp được lấy đi, tấm nhôm cũng đóng vai trò cách ly các PCBS khác nhau và đảm bảo lá đồng ở lớp ngoài PCB được mịn màng.Lúc này, cả hai mặt của PCB lấy ra sẽ được phủ một lớp lá đồng mịn.
6. Khoan
Để kết nối bốn lớp lá đồng không tiếp xúc trong PCB với nhau, trước tiên hãy khoan một lỗ xuyên qua mặt trên và mặt dưới để mở PCB, sau đó kim loại hóa thành lỗ để dẫn điện.
Máy khoan tia X dùng để định vị bảng lõi bên trong, máy sẽ tự động tìm và định vị lỗ trên bảng lõi, sau đó đục lỗ định vị trên PCB để đảm bảo lần khoan tiếp theo sẽ xuyên qua tâm của tấm lõi. lỗ.
Đặt một lớp tấm nhôm lên máy đục lỗ và đặt PCB lên đó.Để nâng cao hiệu quả, 1 đến 3 tấm PCB giống hệt nhau sẽ được xếp chồng lên nhau để đục lỗ theo số lớp PCB.Cuối cùng, một lớp tấm nhôm được phủ lên PCB phía trên, lớp nhôm trên và dưới được làm sao cho khi mũi khoan khoan ra, lá đồng trên PCB sẽ không bị rách.
Trong quá trình cán màng trước đó, nhựa epoxy nóng chảy đã bị ép ra bên ngoài PCB nên cần phải loại bỏ.Máy phay biên dạng cắt ngoại vi của PCB theo tọa độ XY chính xác.
7. Kết tủa hóa học đồng của thành lỗ rỗng
Vì hầu hết tất cả các thiết kế PCB đều sử dụng các lỗ đục lỗ để kết nối các lớp dây khác nhau nên để kết nối tốt cần có màng đồng 25 micron trên thành lỗ.Độ dày của màng đồng này cần phải đạt được bằng cách mạ điện, nhưng thành lỗ được làm bằng nhựa epoxy không dẫn điện và tấm sợi thủy tinh.
Do đó, bước đầu tiên là tích tụ một lớp vật liệu dẫn điện trên thành lỗ và tạo thành màng đồng 1 micron trên toàn bộ bề mặt PCB, bao gồm cả thành lỗ, bằng cách lắng đọng hóa học.Toàn bộ quá trình, chẳng hạn như xử lý và làm sạch bằng hóa chất, được điều khiển bằng máy.
Đã sửa lỗi PCB
Làm sạch PCB
PCB vận chuyển
8, chuyển giao bố trí PCB bên ngoài
Tiếp theo, bố cục PCB bên ngoài sẽ được chuyển sang lá đồng và quy trình này tương tự như nguyên tắc chuyển bố cục PCB lõi bên trong trước đó, đó là sử dụng phim photocopy và phim nhạy cảm để chuyển bố cục PCB sang lá đồng, điểm khác biệt duy nhất là phim dương bản sẽ được sử dụng làm bảng.
Việc chuyển bố cục PCB bên trong áp dụng phương pháp trừ và phim âm bản được sử dụng làm bảng mạch.PCB được bao phủ bởi màng ảnh đông đặc cho đường dây, làm sạch phim ảnh chưa đông đặc, lá đồng lộ ra được khắc, đường bố trí PCB được bảo vệ bởi màng ảnh đông đặc và để lại.
Việc chuyển bố cục PCB bên ngoài áp dụng phương pháp thông thường và màng dương được sử dụng làm bảng mạch.PCB được bao phủ bởi màng cảm quang đã xử lý dành cho khu vực không có đường dây.Sau khi làm sạch màng cảm quang chưa được xử lý, quá trình mạ điện được thực hiện.Nơi nào có màng thì không thể mạ điện, nơi nào không có màng thì mạ đồng rồi mới mạ thiếc.Sau khi loại bỏ màng, quá trình khắc kiềm được thực hiện và cuối cùng thiếc được loại bỏ.Mẫu đường còn lại trên bảng vì nó được bảo vệ bằng thiếc.
Kẹp PCB và mạ điện đồng lên nó.Như đã đề cập trước đó, để đảm bảo lỗ có độ dẫn điện đủ tốt, màng đồng mạ điện trên thành lỗ phải có độ dày 25 micron nên toàn bộ hệ thống sẽ được điều khiển tự động bằng máy tính để đảm bảo độ chính xác.
9, khắc PCB bên ngoài
Quá trình khắc sau đó được hoàn thành bằng một đường ống tự động hoàn chỉnh.Trước hết, lớp màng cảm quang đã đóng rắn trên bo mạch PCB được làm sạch.Sau đó nó được rửa bằng chất kiềm mạnh để loại bỏ lá đồng không mong muốn được bao phủ bởi nó.Sau đó loại bỏ lớp phủ thiếc trên lá đồng bố trí PCB bằng dung dịch khử thiếc.Sau khi làm sạch, bố trí PCB 4 lớp đã hoàn tất.