Как изготавливается печатная плата? От проектных файлов до готовой печатной платы

Предполагаемое время чтения: 8 минут

Электронные компоненты основаны на печатных платах или ПХД. Она соединяет и удерживает каждую деталь. Процесс создания печатной платы трудоемкий и кропотливый. Он состоит из множества этапов. Понимание всех этапов производства печатных плат необходимо всем, кто занимается производством электроники. Каждый этап производственного процесса опирается на предыдущий, создавая точный и надежный конечный продукт. Освоив эти этапы производства печатных плат, инженеры и производители смогут обеспечить стабильное качество и производительность всех своих проектов печатных плат. Мы рассмотрим весь процесс производства печатных плат.

Подготовьте дизайн и файлы

The схема печатной платы сначала создается дизайнером. Для этого они используют специальное программное обеспечение. С помощью этого программного обеспечения они могут разместить все детали и начертить все линии. После завершения проектирования дизайнер отправляет файлы на завод. файл Gerber является наиболее важным. Файл Gerber — это больше, чем просто изображение. Это файл данных. Он дает машинам инструкции о том, где разместить каждую линию, отверстие и компонент.

Профессиональные услуги по изготовлению печатных плат включают в себя всестороннюю проверку проектных файлов и CAM-инжиниринг, чтобы убедиться, что ваши платы соответствуют точным спецификациям до начала производства. Мы называем эту проверку CAM-инжинирингом. Инженеры проверяют дизайн на наличие ошибок. Они убеждаются, что дизайн можно воплотить в реальную плату. Они решают мелкие проблемы. Этот этап очень важен, поскольку он гарантирует, что все пойдет по плану.

Изготовление и проявление пленки

Затем завод производит пленку. Пленка функционирует аналогично трафарету. В нее включены все слои конструкции печатной платы. Конструкция наносится на пленку с помощью лазера с помощью специального оборудования. На пленке отображаются места расположения медных линий. На пленке видны медные линии. Все остальное черное. На следующем этапе используется эта пленка.

Затем рабочий берет лист материала. Это вещество содержит медь. Мы называем его ламинатом с медным покрытием. Рабочий отлично очищает лист. На лист наносят уникальные светочувствительные чернила. Эти чернила называются фоторезистом. Работник покрывает лист пленкой. Затем он подвергает его воздействию интенсивного ультрафиолетового света. В некоторых местах свет отвердевает чернила. Под черными участками пленки чернила остаются мягкими. Благодаря этому процессу на плате появляется рисунок.

Осмотр и травление внутреннего слоя

Внутренние слои многослойные платы — это место, где начинается процесс. Мягкая краска удаляется после процесса формирования изображения. Здесь видна медь, находящаяся под ней. После этого плата помещается в травильную машину. Устройство использует уникальное химическое вещество. Все открытые участки меди удаляются этим химическим веществом. Твердая краска защищает медь, находящуюся под ней. Она не удаляется. Так создаются медные линии схемы.

После завершения травления платы проверяются. Проверка платы осуществляется с помощью автоматического оборудования. Плата сравнивается с файлом проекта. Проверяется наличие коротких замыканий или разрывов линий. Это очень важная проверка. Проблемы на внутреннем слое не могут быть устранены позже.

Ламинирование и наслоение

Внутренние слои укладываются в стопку после их подготовки. Этот этап должен применяться только для многослойных плат. На заводе новые медные листы, некоторые клейкие листы и внутренние слои укладываются друг на друга. Клейкие листы называются препрегом. Препрег похож на клей.

Затем стопка слоев помещается в большую машину. Машина использует высокое давление и высокую температуру. Препрег плавится под воздействием тепла. Все слои эффективно сцепляются друг с другом под воздействием давления. Затем препрег снова затвердевает. Все слои теперь представляют собой одну прочную доску.

Покрытие и сверление

После того, как плата становится единым цельным элементом, в ней необходимо просверлить отверстия. С помощью станка в плате просверливаются тысячи отверстий. Отверстия предназначены для компонентов. Кроме того, они соединяют различные слои. сверло используемый станком, является чрезвычайно точным. Станок следует файлу сверла из проекта.

Внутренняя поверхность отверстий не покрывается медью после их просверливания.. Однако ток должен проходить к другим слоям через отверстия. Для этого плата помещается в специальную химическую ванну. В результате этого процесса на стенки отверстий наносится очень тонкий слой меди. Эту процедуру мы называем медным покрытием. Она создает канал для прохождения электричества между слоями.

Визуализация и травление внешнего слоя

Далее обрабатываются наружные слои платы. Верхняя и нижняя часть платы являются наружными слоями. Сначала на поверхность платы и отверстия наносится дополнительный слой меди. В результате медь становится более толстой. Затем применяется процедура формирования изображения из шага 2. В результате этого процесса дизайн наружного слоя переносится на плату.

Затем плата проходит через другую машину для травления. Вся медь, которую не покрывает рисунок, удаляется с помощью химического вещества. Таким образом создаются последние линии и площадки на внешней стороне платы. После завершения изготовления плата переходит в процесс сборки печатной платы, где на нее устанавливаются компоненты. Процесс сборки печатной платы включает в себя установку резисторов, конденсаторов, интегральных схем и других электронных компонентов на подготовленную плату. На этом этапе голая печатная плата превращается в функциональную электронную сборку, готовую к тестированию и внедрению.

Шелкография и паяльная маска

Теперь доску нужно защитить. Доска покрывается слоем специального лака. Паяльная маска так называется эта краска. Хотя паяльные маски могут быть любого цвета, обычно они зеленые. Медные линии скрыты паяльной маской. Она предотвращает повреждение линий. Кроме того, она помогает предотвратить короткое замыкание при пайке. Открытыми остаются только те площадки, к которым будут крепиться детали.

После нанесения паяльной маски наносится шелкография. Шелкография — это белый текст на плате. Он показывает, где расположены детали. Дополнительно отображаются значения и названия деталей. Это удобно для тех, кто устанавливает детали на плату. Это важная часть платы.

Формирование и отделка поверхности

Для открытых медных контактов требуется еще один защитный слой. Мы называем этот слой «покрытием поверхности». Он предотвращает ржавчину меди. Кроме того, он улучшает адгезию припоя. Существует множество различных видов покрытий поверхности. Одним из популярных видов является ENIG. Он покрывает медь слоем золота.

Затем доски разрезаются. Большой кусок доски помещается на станок. Каждая доска вырезается станком. Доски разрезаются до нужной формы. Таким образом, каждая доска отделяется от большой панели, на которой она была создана.

Проверка качества и электрические испытания

В конце каждая плата проходит тестирование. Тестовая машина прикасается к плате крошечными щупами. Она проверяет целостность каждой линии. Она также ищет короткие замыкания. Этот тест гарантирует, что каждая плата работает. Независимо от того, требуется ли вам стандартное или индивидуальное производство печатных плат, строгие протоколы тестирования гарантируют, что каждая поставляемая плата соответствует вашим стандартам качества и функциональным требованиям.

Сотрудники визуально осматривают платы в дополнение к проведению электрических испытаний. Проверяются зазоры. Измеряется толщина. Гарантируется, что плата изготовлена надлежащим образом. Эта окончательная проверка гарантирует качество конечного продукта.

В заключение

Обучение производству печатных плат требует знания как традиционных технологий, так и современной автоматизации. Процесс сочетает в себе химическую обработку, точное сверление и тщательное выравнивание слоев для создания функциональных печатных плат. Независимо от того, производите ли вы опытные образцы или крупносерийные партии, понимание того, как изготавливать печатные платы, позволит вам принимать обоснованные решения относительно дизайна и производственных требований. От проектирования до окончательного тестирования проходит множество этапов. Чтобы создать хорошую, функциональную плату, каждый шаг имеет решающее значение. Сотрудничество с опытным производителем печатных плат, который понимает каждый этап производства, гарантирует, что ваши проекты будут выполнены безупречно от концепции до поставки.