PCBlar qanday ishlab chiqariladi

PCB ishlab chiqarish dizayn fayllarini, shu jumladan Gerbers va netlistlarni komponentlarni joylashtirish va lehimlash mumkin bo'lgan jismoniy elektron platalarga aylantirishni o'z ichiga oladi.

Ishlab chiqarish jarayoni dizayn chiqish fayllari (Gerbers, netlists, matkap fayllari va boshqalar) bilan boshlanadi. Ushbu chiqish fayllari dizayn bosqichida, jumladan, mahsulot kontseptsiyalarini ishlab chiqish, sxematik kiritish, tartibni loyihalash va fayllarni yaratish jarayonida yaratiladi. Keyingi bosqich elektron platalarni ishlab chiqarish va yig'ishni o'z ichiga oladi.

Quyidagi oqim diagrammasi PCB ishlab chiqarish bilan bog'liq bosqichlarni ko'rsatadi.

A. Dizayn va plataning chiqish fayllari

PCB dizayneridan dizayn fayllarini olgandan so'ng, ishlab chiqarish tezda boshlanadi. Dizaynerlar ishlab chiqarish uchun Gerber yoki ODB plus plyus formatida chiqish fayllarini yaratadilar va yig'ish uchun materiallar ro'yxatini (BOM) yaratadilar.

Ishlab chiqaruvchilar ishlab chiqarish jarayonida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan xavf va xatolarni aniqlash uchun DFM tekshiruvlarini o'tkazadilar. Agar biror narsa noto'g'ri bo'lsa, dizaynerlar/mijozlar ogohlantiriladi. Keyinchalik tuzatilgan fayl CAM (Kompyuter yordamida ishlab chiqarish) tizimiga yuboriladi, bu esa san'at asarlari qatlamlari formatini, burg'ulash teshiklari ma'lumotlarini, IPC tarmoq ro'yxatini tan oladi va elektron ma'lumotlarni tasvirga aylantiradi. Shuningdek, u qatlam tartibini tekshiradi, Dizayn qoidalarini tekshirish (DRC) va boshqa ko'p narsalarni bajaradi.

Barcha qatlamlar kirish sifatida Gerber fayli yordamida tahlil qilinadi. Stacking rejasi ham shunga muvofiq davom etadi. Keyinchalik, CAM turli ishlab chiqarish bo'limlari uchun chiqish fayllarini yaratadi. Chiqarish fayllariga burg'ulash dasturlari (sub va asosiy burg'ulash teshiklari), tasvirlash qatlamlari, lehim niqobi fayli chiqishi, marshrutlash fayllari va IPC netlists kiradi.

B. Ichki qatlamni tasvirlash

Ishlab chiqaruvchilar ko'pincha miniatyura tufayli LDI (Laser Direct Imaging) dan foydalanadilar. Ular, shuningdek, sxema tasvirlarini chop etish uchun sxema qatlamlari, lehim niqobi va ipak ekranli qatlamlarning fotografik plyonkalarini yaratadigan plotter deb nomlangan maxsus printerdan foydalanganlar. Panel fotorezist deb nomlangan fotosensitiv plyonkadan iborat. Fotorezistlar ultrabinafsha nurlar ta'sirida polimerizatsiya qilinadigan fotoreaktiv kimyoviy moddalar qatlamini o'z ichiga oladi. Panel endi kompyuter tomonidan boshqariladigan lazer ostida. Kompyuter elektron plataning sirtini skanerlaydi va uni raqamli tasvirga aylantiradi. Ushbu raqamli tasvir kerakli tasvir spetsifikatsiyalarini o'z ichiga olgan oldindan yuklangan CAD/CAM dizayn fayliga mos keladi. Xuddi shu tarzda, ichki qatlamda salbiy tasvir hosil bo'ladi.

LDI ning jarayon oqimi quyidagi rasmda ko'rsatilgan:

Tasvirni ishlab chiqqandan so'ng, qattiqlashtirilmagan fotorezist (himoya uchun zarur bo'lgan mis) gidroksidi eritma bilan chiqariladi.

C. Oshlama

PCB ishlab chiqarishda etching - bu taxtadan keraksiz misni (Cu) olib tashlash jarayoni. Keraksiz mis - kontaktsiz misdan boshqa narsa emas. Natijada, kerakli elektron sxemasi olinadi.

O'chirish platalarini ishlab chiqaruvchilar odatda ho'l ishlov berish jarayonlaridan foydalanadilar. Nam ishlov berishda keraksiz materiallar kimyoviy eritmalarga botirilganda eriydi.

Aşınma jarayonida e'tiborga olinishi kerak bo'lgan muhim parametrlar - bu panelni siljitish tezligi, kimyoviy moddalarning püskürtülmesi va o'chirilishi kerak bo'lgan mis miqdori. Butun jarayon konveyer tipidagi yuqori bosimli atomizatsiya kamerasida amalga oshiriladi.

D. Fotorezistni yechish

Ushbu jarayon davomida qolgan fotorezist misdan uzoqroqqa o'yilgan. Jarayon suvda fotorezistni yo'q qiladigan korroziy zarralarni (kimyoviy moddalar) eritish uchun yuqori bosimli suv yuvish vositasidan foydalanishni o'z ichiga oladi.

E. Tekshirish va o'yma so'ng Punch

Barcha qatlamlar toza va tayyor bo'lganda, ishlab chiqaruvchi qatlamlarni yaxshiroq tekislash uchun ichki qatlamlarda taqdim etilgan nishonlar yordamida tekislash teshiklarini teshib qo'yishga ishonch hosil qiladi. Qatlamlar ichki va tashqi qatlamlarning aniq hizalanishiga erishish uchun optik zımba ichiga joylashtiriladi.

Ushbu usulda tekshirish elektron plataning sirtini vizual skanerlash orqali amalga oshiriladi. Elektron plata turli yorug'lik manbalari bilan yoritilgan, buning uchun bir yoki bir nechta yuqori aniqlikdagi kameralar qo'llaniladi. AOI (avtomatlashtirilgan optik tekshiruv) tizimi tekshirish uchun kengashning to'liq tasvirini shunday yaratadi.

F. Jigarrang oksidli qoplama

Bu erda mis sxemasi namunasi laminatsiyadan keyin ichki qatlamlarning oksidlanishi va korroziyasini oldini olish uchun jigarrang oksid bilan qoplangan. Bundan tashqari, u prepreglar bilan bog'lash uchun yaxshiroq bog'lash xususiyatlarini ta'minlaydi.

G. Laminatsiya

Laminatsiya - bu boshqariladigan harorat va bosim ostida nosimmetrik stackda prepreg, mis folga, ichki yadroni yopishtirish jarayoni. Bu ikki bosqichli jarayon:

Stackup tayyorlash

Bog'lanish

Ko'p qatlamli taxtalar mis folga, prepreg va ichki yadrodan tayyorlanadi. Ular issiqlik va bosimni qo'llash orqali birlashtiriladi. Yaxshiroq bog'lash uchun mexanik presslar ham issiq, ham sovuq presslash uchun ishlatiladi. Bonder kompyuteri stackni isitish, bosim o'tkazish va stackni boshqariladigan tezlikda sovutish jarayonini boshqaradi.

Quyidagi diagramma LDI jarayonini umumlashtiradi:

H. Burg'ulash

Burg'ilash jarayonida teshiklar va qo'rg'oshin komponentlari uchun teshiklarni burg'ulash. Rentgen matkap ichki qatlamdagi maqsadni aniqlaydi. Mashina uchuvchi teshiklarni aniq burg'ulaydi. Mashina kompyuter tomonidan boshqariladi, bu erda operator ma'lum bir burg'ulash dasturini tanlashi mumkin. U XY koordinatalarini to'g'ri yo'nalishda joylashtiradi. Diametri 100 mikrongacha bo'lgan teshiklarni burg'ulash mumkin. Mashina, shuningdek, to'g'ri o'lchamdagi matkapni tanlashi va shunga mos ravishda ishlashi mumkin.

Burg'ulash teshiklari odatda burrs deb ataladigan metallning ko'tarilgan uchlarini hosil qiladi. Tozalash jarayoni elektron plata yuzasidan har qanday burmalar yoki iflosliklarni olib tashlaydi.

1. Elektrsiz mis qoplama

Elektrokaplama jarayonidagi birinchi qadam, teshik devorlariga juda nozik mis qatlamini kimyoviy yo'l bilan yotqizish orqali teshik barrelini o'tkazuvchan qilishdir. Bu jarayon elektrsiz mis qoplama deb ataladi. Reaksiya katalizator tomonidan boshlanadi. To'liq tozalashdan so'ng, panellar doimiy kimyoviy vannadan o'tadi. Teshik barrelida va panel yuzasida qalinligi {0}},08 dan 0,1 mikrongacha bo'lgan mis qatlami yotqizilgan.

J. Tashqi qatlamni tasvirlash

Ichki qatlamni tasvirlash uchun paneldagi fotorezistdan foydalanamiz. Xuddi shunday, panelning tashqi qatlami ijobiy tasvir yordamida tasvirlanadi. Bu erda jarayon matbaa plastinkasini o'rnatish usuliga amal qiladi. Birinchi qadam ifloslanish va chang zarralari panelga yopishib qolmasligi uchun panelni tozalashni o'z ichiga oladi. Keyinchalik, panelga fotorezist qatlami qo'llaniladi. Shundan so'ng, tasvirni chop etish uchun LDI ishlatiladi.

K. Mis qoplamasi

Ushbu bosqichda teshiklar va sirtlar mis bilan elektrolizlanadi. Panel operator tomonidan parvoz tayoqchasiga yuklanadi. Panel teshiklar va sirtlarni elektrokaplash uchun katod vazifasini bajaradi, chunki teshiklar elektrokaplama uchun tayyor bo'lgan nozik bir o'tkazuvchan mis qatlamini yotqizgan. Bu avtomatik qoplama liniyasi orqali amalga oshiriladi. Elektrokaplamadan oldin panellar bir nechta vannalarda tozalanadi va faollashadi. Panellarning har bir to'plami har bir vannada aniq ma'lum vaqt davomida turishini ta'minlash uchun kompyuter tomonidan boshqariladi. Odatda, 1 milya qalinlikdagi mis teshik bochkasiga yotqiziladi.

Mis qoplamasidan keyin qalay qoplamasi keyingi o'rinda turadi. Qalay qoplamasi qarshilik sifatida ishlatiladi. Tashqi qatlamni yotqizish paytida mis yostiqchalar, teshik yostiqchalari va teshik devorlari kabi sirt xususiyatlarining korroziyasini oldini oladi.

L. Fotorezistni yechish

Panelni qoplagandan so'ng, fotorezist istalmagan holga keladi va keraksiz misni ochish uchun paneldan olib tashlash kerak. Bu erda keraksiz misni qoplaydigan qarshilikni eritib, yuvish uchun uzluksiz chiziq ishlatiladi. Bu lift-etch-stripping jarayonining birinchi bosqichidir.

M. Yakuniy etch

Ushbu bosqichda, kiruvchi ta'sirlangan mis ammiak bilan tozalash vositasi yordamida chiqariladi. Shu bilan birga, qalay kerakli misni ushlab turishi mumkin. Ushbu nuqtada o'tkazgich joylari va ulanishlar to'g'ri o'rnatiladi.

N. Qalayni yechish

Oshlamadan so'ng, mis izlari ustidagi qalay qatlami olib tashlanadi. Konsentrlangan nitrat kislota qalayni olib tashlash uchun ishlatiladi, u uning ostidagi mis zanjirlariga zarar etkazmaydi. Buning natijasida PCBda aniq, aniq mis izlari paydo bo'ladi.

O. Lehim niqobini qo'llash

Lehim niqobi quyidagi maqsadlarda qo'llaniladi:

Bu izlar uchun izolyatsiya qarshiligini ta'minlaydi.

Payvandlanadigan va payvandlanmaydigan joylarni ajrating.

Payvandlash mumkin bo'lmagan joylarni siyoh bilan qoplash orqali atrof-muhit sharoitlaridan himoya qilishni ta'minlaydi.

LPI (Liquid Photo Imaging) maskalari erituvchilarni polimerlar bilan birlashtirib, turli elektron plata yuzalariga yopishib oladigan yupqa qoplama hosil qiladi. Printer qoplangan panelni tasvirlaydi. Mashinadagi ultrabinafsha nurlar aniq joylarda siyohni qattiqlashtiradi. Shundan so'ng, tasvir panelidagi barcha qotib qolmagan qarshiliklarni olib tashlang.

LPI davosi (quritish) siyohni dielektrik bilan birlashtiradi. Bu lehim niqobining yopishishini osonlashtiradi. Yakuniy pishirish bosqichi pechda yoki infraqizil issiqlik manbai ostida amalga oshiriladi.

Yashil rang odatda lehim niqobi rangi sifatida tanlangan, chunki u ko'zni zo'riqtirmaydi. Ishlab chiqarish va yig'ish jarayonida mashinalar tenglikni tekshirishdan oldin, barcha tekshiruvlar qo'lda amalga oshiriladi. Texniklar elektron platalarni tekshirish uchun foydalanadigan yuqori chiroqlar yashil lehim niqobi bilan aks ettirilmaydi, bu ularni ko'zlari uchun xavfsizroq qiladi.

P. Yuzaki ishlov berish

PCB qoplamasi - bu elektron plataning lehimlanadigan maydonidagi yalang'och mis va komponentlar o'rtasidagi metalldan metallga ulanish. Elektron plataning substrat mis yuzasi himoya qoplamasiz oksidlanishga moyil. Shuning uchun sirtni qo'llash oksidlanishdan himoya qilish uchun juda muhimdir. Bundan tashqari, u yig'ish paytida taxtaga lehimlash uchun komponentlarni tayyorlaydi va taxtaning saqlash muddatini uzaytiradi.

Yuzaki ishlov berishning har xil turlari mavjud. Biroq, qattiq RoHS spetsifikatsiyalari tufayli qo'rg'oshinsiz sirt qoplamalari keng qo'llaniladi.

Tugatishni tanlashda xarajat, atrof-muhit, komponentlarni tanlash, saqlash muddati va hosildorlik kabi omillarni hisobga olish kerak.

Q. Ipakchilik ekrani

Ushbu jarayonda struyli proyektor to'g'ridan-to'g'ri elektron plataning raqamli ma'lumotlaridan afsonani tasvirlash uchun ishlatiladi. Murakkab inkjet printer yordamida panel yuzasida ekranga bosiladi (qoralanadi). Keyin panel siyohni davolash uchun pishiriladi. U har xil turdagi matnlarni, masalan, qismlar raqamlari, nomlar, kodlar, logotiplar va boshqalarni belgilaydi.

Bosib chiqarishning uchta usuli mavjud:

Ekranni qo'lda chop etish

To'g'ridan-to'g'ri afsonani chop etish

R. Elektr sinovi

E-test yalang'och bosilgan elektron plataning elektr sinovini anglatadi. Ushbu bosqichda har bir o'rnatilmagan elektron platani qisqa tutashuvlar, ochilishlar, qarshilik, sig'im va boshqa asosiy elektr xususiyatlarini tekshirish uchun elektron probdan foydalaning. E-test kengashning o'tkazuvchanligini netlist fayliga nisbatan tekshiradi. Tarmoq ro'yxatida tenglikni o'tkazuvchi o'zaro bog'lanish naqshlari haqidagi ma'lumotlar mavjud.

Funktsionallikni tekshirish uchun mixlar to'shagini va uchuvchi zondni sinovdan o'tkazing.

Uchuvchi zond sinovi

Uchuvchi zond sinovi maxsus dasturiy ta'minot tomonidan taqdim etilgan ko'rsatmalarga muvofiq bir nuqtadan ikkinchisiga o'tadigan zonddan foydalanadi. Bu armaturasiz sinov usuli. Dastlab, uchuvchi zond sinov dasturi (FPT) yaratiladi va keyin FPT testeriga yuklanadi. Tekshiruvchi prob nuqtalariga elektr signallari va quvvatni qo'llaydi, keyinchalik ular sinov tartibiga muvofiq o'lchanadi.

Tirnoqlar to'shagi

Tirnoqlar to'shagi - yalang'och taxtalarni elektr sinovdan o'tkazishning an'anaviy usuli. Bu tenglikni sinov joylariga moslashtirilgan pinlar bilan sinov shablonini yaratishni talab qiladi. Jarayon tez va keng ko'lamli ishlab chiqarish tizimlariga mos keladi.

S. Tahlil va v-ballarni hisoblash

Oxirgi ishlab chiqarish bosqichida elektron platalar shakllantiriladi va ishlab chiqarish panellaridan kesiladi. Amaldagi usul - post teshik yoki V-shaklidagi tirqishdan foydalanish. V-yivlar taxtaning har ikki tomonida diagonal kanallarni kesadi, post teshiklari esa chegara bo'ylab yon yivlarni qoldiradi. Har qanday holatda, taxtalar oddiygina paneldan chiqarilishi mumkin.