Mga paraan ng pagmamanupaktura ng PCB: teknolohiya ng produksyon

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Sa instrumentation at electronics sa pangkalahatan, ang mga naka-print na circuit board ay may mahalagang papel bilang mga carrier ng mga electrical interconnection. Ang kalidad ng device at ang pangunahing pagganap nito ay nakasalalay sa function na ito. Ang mga modernong paraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board ay ginagabayan ng posibilidad ng maaasahang pagsasama ng base ng elemento na may mataas na density ng layout, na nagpapataas sa pagganap ng mga ginawang kagamitan.

Pangkalahatang-ideya ng PCB

Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga produkto na nakabatay sa flat insulating base, ang disenyo nito ay may mga grooves, butas, cutout at conductive circuit. Ang huli ay ginagamit para sa paglipat ng mga de-koryenteng device, ang ilan sa mga ito ay hindi kasama sa board device bilang tulad, at ang iba pang bahagi ay inilalagay dito bilang mga lokal na functional node. Mahalagang bigyang-diin na ang pagkakalagaysa mga nabanggit na elemento ng istruktura, konduktor at mga gumaganang bahagi ay unang ipinakita sa disenyo ng produkto bilang isang mahusay na pinag-isipang electrical circuit. Para sa posibilidad ng hinaharap na paghihinang ng mga bagong elemento, ibinigay ang mga metallized coatings. Noong nakaraan, ang teknolohiya ng pag-deposito ng tanso ay ginamit upang bumuo ng mga naturang coatings. Isa itong operasyong kemikal na inabandona ng maraming mga tagagawa ngayon dahil sa paggamit ng mga nakakapinsalang kemikal tulad ng formaldehyde. Ito ay pinalitan ng higit pang kapaligiran na mga pamamaraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board na may direktang metalisasyon. Kasama sa mga bentahe ng diskarteng ito ang posibilidad ng mataas na kalidad na pagpoproseso ng makapal at dalawang panig na board.

Mga materyales para sa paggawa

Kabilang sa mga pangunahing consumable ay dielectrics (foiled o non-foiled), metal at ceramic blanks para sa base ng board, fiberglass insulating gaskets, atbp. Ang pangunahing papel sa pagtiyak na ang mga kinakailangang katangian ng pagganap ng produkto ay ginagampanan hindi lamang sa pamamagitan ng mga pangunahing istruktura materyales para sa mga pangunahing kaalaman, kung gaano karaming mga panlabas na coatings. Ang inilapat na paraan ng pagmamanupaktura ng mga naka-print na circuit board, sa partikular, ay tumutukoy sa mga kinakailangan para sa mga materyales sa pagbubuklod para sa mga gasket at malagkit na patong upang mapabuti ang pagdirikit ng mga ibabaw. Kaya, ang epoxy impregnations ay malawakang ginagamit para sa gluing, at ang mga polymeric varnish compositions at mga pelikula ay ginagamit upang maprotektahan laban sa mga panlabas na impluwensya. Ang papel, fiberglass at fiberglass ay ginagamit bilang mga filler para sa dielectrics. Sa kasong ito, epoxyphenolic, phenolic atepoxy resins.

Single-sided printed circuit board technology

Ang pamamaraan sa pagmamanupaktura na ito ay isa sa pinakakaraniwan, dahil nangangailangan ito ng kaunting pamumuhunan sa mapagkukunan at nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mababang antas ng pagiging kumplikado. Para sa kadahilanang ito, malawak itong ginagamit sa iba't ibang mga industriya, kung saan, sa prinsipyo, posible na ayusin ang gawain ng mga awtomatikong linya ng conveyor para sa pag-print at pag-ukit. Kasama sa mga karaniwang operasyon ng single-sided printed circuit board na paraan ng pagmamanupaktura ang sumusunod:

• Paghahanda ng base. Ang blangkong sheet ay pinuputol sa nais na format sa pamamagitan ng mekanikal na pagputol o pagsuntok.
• Ang nabuong package na may mga blangko ay ipinapadala sa input ng production line ng conveyor.
• Paglilinis ng mga blangko. Karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng mekanikal na deoxidation.
• Mga pintura sa pag-print. Ang teknolohiya ng stencil ay ginagamit upang maglapat ng mga teknolohikal at mga simbolo ng pagmamarka na lumalaban sa pag-ukit at pagpapagaling sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation.
• Copper foil etching.
• Pag-alis ng protective layer sa pintura.

Sa ganitong paraan, nakukuha ang mga low-functional, ngunit murang mga board. Bilang isang consumable na hilaw na materyal, ang isang base ng papel ay karaniwang ginagamit - getinaks. Kung ang binibigyang-diin ay ang mekanikal na lakas ng produkto, maaari ding gumamit ng kumbinasyon ng papel at salamin sa anyo ng pinahusay na CEM-1 grade getinax.

Subtractive na paraan ng pagmamanupaktura

Contours ng mga conductorayon sa pamamaraan na ito ay nabuo bilang isang resulta ng pag-ukit ng tanso na palara sa base ng isang proteksiyon na imahe sa isang metal resist o photoresist. Mayroong iba't ibang mga opsyon para sa pagpapatupad ng subtractive na teknolohiya, ang pinaka-karaniwan ay kinabibilangan ng paggamit ng dry film photoresist. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ay tinatawag ding photoresistive na paraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board, na may mga kalamangan at kahinaan nito. Ang pamamaraan ay medyo simple at sa maraming aspeto ay unibersal, ngunit ang mga board na may mababang pag-andar ay nakuha din sa output ng conveyor. Ang teknolohikal na proseso ay ang mga sumusunod:

• Inihahanda ang foil dielectric.
• Bilang resulta ng mga pagpapatakbo ng layering, exposure at development, nabuo ang isang pattern ng proteksyon sa photoresist.
• Proseso ng pag-ukit ng tansong foil.
• Pag-alis ng protective pattern sa photoresist.

Sa tulong ng photolithography at photoresist, ang isang proteksiyon na maskara ay nilikha sa foil sa anyo ng isang pattern ng mga conductor. Pagkatapos nito, isinasagawa ang pag-ukit sa mga nakalantad na bahagi ng ibabaw ng tanso, at aalisin ang photoresist ng pelikula.

Sa isang alternatibong bersyon ng subtractive na paraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board, ang isang photoresist ay nilalagay sa isang foil dielectric, na dati ay ginawang makina upang lumikha ng mga butas at pre-metalized na may kapal na hanggang 6-7 microns. Ang pag-ukit ay isinasagawa nang sunud-sunod sa mga lugar na hindi protektado ng photoresist.

Additive PCB Forming

Sa pamamagitan ngAng pamamaraang ito ay maaaring bumuo ng mga pattern na may mga conductor at gaps sa hanay na 50 hanggang 100 µm ang lapad at 30 hanggang 50 µm ang kapal. Ang isang electrochemical approach ay inilapat sa galvanic selective deposition at spot pressing ng insulating elements. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pamamaraang ito at ang subtractive ay ang mga metal conductor ay inilapat, hindi nakaukit. Ngunit ang mga additive na pamamaraan ng pagmamanupaktura para sa mga naka-print na circuit board ay may sariling pagkakaiba. Sa partikular, ang mga ito ay nahahati sa purong kemikal at galvanic na pamamaraan. Ang pinakakaraniwang ginagamit na paraan ng kemikal. Sa kasong ito, ang pagbuo ng mga conductive circuit sa mga aktibong lugar ay nagbibigay para sa pagbabawas ng kemikal ng mga metal ions. Ang bilis ng prosesong ito ay humigit-kumulang 3 µm/h.

Positibong pinagsamang paraan ng pagmamanupaktura

Ang paraang ito ay tinatawag ding semi-additive. Sa trabaho, ginagamit ang foil dielectrics, ngunit may mas maliit na kapal. Halimbawa, ang mga foil mula 5 hanggang 18 microns ay maaaring gamitin. Dagdag pa, ang pagbuo ng pattern ng konduktor ay isinasagawa ayon sa parehong mga modelo, ngunit higit sa lahat ay may galvanic copper deposition. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pamamaraan ay maaaring tawaging paggamit ng mga photomask. Ginagamit ang mga ito sa pinagsamang positibong paraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board sa yugto ng pre-metallization na may kapal na hanggang 6 microns. Ito ay isang tinatawag na galvanic tightening procedure, kung saan ang photoresistive na elemento ay inilalapat at nakalantad sa pamamagitan ng isang photomask.

Mga kalamangan ng pinagsamang paraanPaggawa ng PCB

Ang teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan sa iyo na bumuo ng mga elemento ng larawan nang mas tumpak. Halimbawa, sa isang positibong paraan ng paggawa ng mga naka-print na circuit board sa isang foil consumable na may kapal na hanggang 10 microns, posibleng makakuha ng resolution ng conductors hanggang 75 microns. Kasama ng mataas na kalidad ng mga dielectric circuit, sinisigurado din ang mas epektibong pag-isolate sa ibabaw na may mahusay na pagkakadikit ng naka-print na substrate.

Pair pressing method

Ang teknolohiya ay nakabatay sa paraan ng paggawa ng mga interlayer contact gamit ang metallized na mga butas. Sa proseso ng pagbuo ng pattern ng conductors, ang sunud-sunod na paghahanda ng mga segment ng hinaharap na base ay ginagamit. Sa yugtong ito, ang isang semi-additive na paraan para sa paggawa ng mga naka-print na circuit board ay ginagamit, pagkatapos kung saan ang isang multilayer na pakete ay binuo mula sa mga inihandang core. Sa pagitan ng mga segment ay may espesyal na lining na gawa sa fiberglass na ginagamot ng mga epoxy resin. Ang komposisyon na ito, kapag pinipiga, ay maaaring dumaloy palabas, pinupunan ang mga metallized na butas at pinoprotektahan ang electroplated coating mula sa chemical attack sa panahon ng karagdagang teknolohikal na operasyon.

paraan ng PCB layering

Iba pang paraan, na nakabatay sa paggamit ng ilang segment ng mga naka-print na substrate upang bumuo ng isang kumplikadong functional na istraktura. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay nakasalalay sa sunud-sunod na pagpapataw ng mga layer ng pagkakabukod na may mga konduktor. Kasabay nito, kinakailangan upang matiyak ang maaasahang mga contact sa pagitan ng mga katabing layer, na sinisigurogalvanic copper build-up sa mga lugar na may insulating hole. Kabilang sa mga pakinabang ng pamamaraang ito ng paggawa ng mga multilayer na naka-print na circuit board, mapapansin ng isa ang mataas na density ng layout ng mga functional na elemento na may posibilidad ng compact assembly sa hinaharap. Bukod dito, ang mga katangiang ito ay napanatili sa lahat ng mga layer ng istraktura. Ngunit mayroon ding mga disadvantages ng pamamaraang ito, ang pangunahing kung saan ay ang mekanikal na presyon sa mga nakaraang layer kapag nag-aaplay sa susunod. Dahil dito, limitado ang teknolohiya sa maximum na pinapayagang bilang ng mga inilapat na layer - hanggang 12.

Konklusyon

Habang tumataas ang mga kinakailangan para sa teknikal at pagpapatakbo na mga katangian ng modernong electronics, ang teknolohikal na potensyal sa mga tool ng mismong mga tagagawa ay hindi maiiwasang tumataas. Ang plataporma para sa pagpapatupad ng mga bagong ideya ay kadalasang isang naka-print na circuit board lamang. Ang pinagsamang paraan ng pagmamanupaktura ng elementong ito ay nagpapakita ng antas ng mga modernong kakayahan sa pagmamanupaktura, salamat sa kung saan ang mga developer ay makakagawa ng mga ultra-complex na bahagi ng radyo na may natatanging configuration. Ang isa pang bagay ay ang konsepto ng layer-by-layer na paglago ay hindi palaging nagbibigay-katwiran sa sarili nito sa pagsasanay sa mga aplikasyon sa pinakasimpleng engineering ng radyo, kaya sa ngayon ay iilan lamang sa mga kumpanya ang lumipat sa serial production ng naturang mga board. Bukod dito, nananatili ang pangangailangan para sa mga simpleng circuit na may isang panig na disenyo at ang paggamit ng murang mga consumable.