מבוא לזרימת תהליכי ייצור PCB

PCB (לוח מעגל מודפס) זרימת תהליכי ייצור היא תהליך מורכב ומתוחכם, הכולל מספר שלבים וקישורים. להלן מבוא לזרימת התהליך העיקרית של ייצור PCB:

ראשית, שלב העיצוב

עיצוב סכמטי במעגל

שלבים: מהנדסי אלקטרוניקה על פי הדרישות התפקודיות של מוצרים אלקטרוניים, שימוש בתוכנת תכנון מעגלים מקצועיים (כגון Altium Designer, Orcad, Cadence Allegro וכו ') כדי למשוך סכמות מעגלים.

תוכן: הגדר את הקשר לחיבור חשמלי של כל רכיב אלקטרוני בתרשים הסכמטי, כולל בחירה ופריסה של רכיבים כמו נגדים, קבלים, שבבים, משרנים וכו ', וקבע מידע מפתח כגון כיוון זרימת האות והפצת כוח.

מטרה: להבטיח שהמעגל יכול לממש את הפונקציות הצפויות, כגון הגברה של אות, סינון, עיבוד נתונים וכן הלאה.

פריסת PCB ועיצוב חיווט

שלבים: מקם את הרכיבים האלקטרוניים בסכמה על המרחב הפיזי של ה- PCB ותכנן את קווי החיבור החשמלי בין הרכיבים.

שיקולים: קיבוץ פונקציונלי של רכיבים, נתיבי העברת אות, דרישות פיזור חום, מבנה מכני, שיטות הרכבה (למשל, הרכבה משטח SMT או הרכבה של תקע) וכן הלאה.

מטרה: וודא כי הפריסה מאפשרת ייצור לאחר מכן תוך הבטחת שלמות האות וביצועי החשמל.

בדיקת כלל עיצוב (DRC)

שלבים: השתמש בתוכנת DRC כדי לבצע בדיקה מקיפה של קובץ העיצוב.

בדוק תוכן: כולל רוחב קו, מרווח קו, דרך גודל, גודל כרית ופרמטרים אחרים תואמים.

מטרה: להבטיח כי ניתן להפוך את תוכנית העיצוב בצורה חלקה למוצרים בפועל.

קובץ גרבר פלט

שלב: המיר את קובץ ה- PCB המעוצב לקובץ גרבר.

תוכן: קובץ גרבר הוא פורמט העברת נתונים נפוץ בענף הייצור של PCB, המכיל מידע גרפי על השכבות השונות של לוח ה- PCB (למשל שכבה עליונה, שכבה תחתונה, שכבה פנימית וכו ').

מטרה: להקל על ייצור יצרני PCB.

שנית, שלב ההכנה

בחירת חומרי מצע

חומרים: חומרי מצע נפוצים כוללים FR-4 (שרף אפוקסי מזוין של סיבי זכוכית), פולימיד (PI), פוליטטראפלואורואתילן (PTFE) וכן הלאה.

שיקולים: בחר את חומר המצע המתאים בהתבסס על תרחיש יישומי ה- PCB ודרישות הביצועים. לדוגמה, מצעי FR-4 נמצאים בשימוש נרחב בגלל העלות הנמוכה והביצועים היציבים שלהם; מצעי פולימיד מתאימים למוצרים אלקטרוניים הדורשים גמישות.

מטרה: להבטיח חוזק מכני, מוליכות חשמלית ויציבות תרמית של לוח המעגל.

הכנת נייר נחושת

חומר: נייר נחושת הוא החומר העיקרי המשמש למוליכות ב- PCBs, בדרך כלל נייר נחושת אלקטרוליטי או נייר נחושת קלנדי.

בסיס בחירה: על פי דרישות העיצוב של PCB, בחר בעובי והטהרה המתאימים של נייר הנחושת. לרדיד נחושת טוהר גבוה יש מוליכות טובה יותר.

מטרה: להבטיח את המוליכות של לוח המעגל.

הכנת חומרים אחרים

חומרים: כולל דיו מתנגד להלחמה, דיו להדפסת מסך, חומרי טיפול במשטח (כמו טבילה זהב, ציפוי פח, OSP סרטים להלחמה אורגנית וכו '), סרט יבש, דיו, שיקויים כימיים (פיתרון תחריט, פיתרון ציפוי וכו'), סיכות קידוח וחומרים עזר אחרים.

מטרה: לעמוד בתהליך ייצור ה- PCB במגוון דרישות תהליכים.

שלישית, שלב הייצור

גְזִירָה

שלבים: השימוש בציוד חיתוך (כגון מכונת חיתוך CNC) יהיה חומרי מצע בגודל גדול בהתאם למידות העיצוב של PCB לחיתוך, כדי לקבל את הלוח הנדרש.

דרישות: ודא שהגודל מדויק והקצוות שטוחים.

ייצור שכבה פנימית

צעדים:

טיפול מקדים: ניקוי פני השטח והמחוספס של הלוח לבוש נחושת פתוח כדי להגדיל את ההדבקה של הסרט היבש לפני השטח של הלוח במהלך לחיצה על הסרטים שלאחר מכן.

למינציה: למינציה של הסרט היבש (סרט פולימר רגיש לאור) על פני המינציה המטופלת עם עטוף הנחושת על ידי לחיצה חמה.

חשיפה: הרבד ממוקם מתחת למכונת חשיפה והסרט היבש נחשף על ידי אור UV בהתאם לדפוס המעגל הפנימי בקובץ גרבר.

פיתוח: הסרט היבש שלא נחשף מתמוסס ומוסר באמצעות פיתרון מתפתח, ומשאיר את דפוס הסרט היבש החשוף.

תחריט: הסר את נייר הנחושת הלא רצוי באמצעות תמיסת תחריט ליצירת קו השכבה הפנימי.

דה-סילמינג: הסר את הסרט היבש הנותר בקו השכבה הפנימי על ידי תמיסה כימית או אמצעים מכניים.

טיפול בראונינג: חום את השכבה הפנימית של לוח המעגל, כך שהשכבה הפנימית של פני השטח ליצירת שכבה אחידה של סרט תחמוצת, תשפר את ההדבקה עם הסדין המרפא למחצה.

רִבּוּד

שלבים: ערמו את לוחות המעגלים השכבה הפנימית הרב-שכבתי עם הסדין המרפא למחצה (סוג של בד סיבי זכוכית הספוג מראש עם שרף) בסדר מסוים, והשתמש במכונת למינציה ואקום כדי ללחוץ על הלוחות למינציה יחד.

מטרה: קשר בחוזקה את השכבות יחד ליצירת לוח PCB רב שכבתי.

דרישות: שליטה מדויקת על טמפרטורה, לחץ, זמן ופרמטרים אחרים למניעת בועות, דלמינציה ופגמים אחרים.

הִתעַמְלוּת

שלבים: על פי תכנון ה- PCB, השתמש במכונת קידוח CNC כדי לקדוח צמצמים שונים של חורים יתר וחורי הרכבה.

מטרה: לממש את החיבור החשמלי בין שכבות שונות והתקנת רכיבים.

דרישות: שלוט על מהירות הקידוח, ההזנה ופרמטרים אחרים כדי להבטיח שקיר החור חלק ומיקום החור מדויק.

מתכת חור וציפוי

צעדים:

מתכת חור: הפעל את קיר החור, ואז מפקידים שכבה של חומר מוליך (למשל נחושת) על קיר החור כדי לממש את המתכת של קיר החור.

ציפוי: ציפוי של לוח ה- PCB כולו, עיבוי שכבת הנחושת כדי לעמוד בדרישות החוזק המוליכות והמכניות.

מטרה: להבטיח כי ה- PCB יכול להעביר זרם בין שכבות.

ייצור שכבה חיצונית

שלבים: בדומה לייצור השכבה הפנימית, כולל השכבה החיצונית של סרטים, חשיפה, פיתוח, תחריט, דה-סילמוס ושלבים אחרים ליצירת שכבה חיצונית שלמה של הקו.

מטרה: להשלים את חיבורי המעגלים הנראים בלוח ה- PCB.

ייצור Soldermask

שלבים: מצופה בדיו של SolderMask על פני לוח ה- PCB, דרך החשיפה, הפיתוח ותהליכים אחרים, כך שהצורך לרתך את רכיבי שטח הכרית שנחשף, שאר האזור מכוסה על ידי דיו.

מטרה: למנוע מעגל קצר במהלך תהליך ההלחמה, ובמקביל להגן על הקווים מפני שחיקה סביבתית חיצונית.

הדפסת אופי

שלבים: השימוש בהדפסת מסך או בהדפסת דיו וטכנולוגיות אחרות, זיהוי רכיב הדפסת משטח של לוח PCB, מודל, מספר גרסה ומידע אחר של תווים.

מטרה: להקל על ההרכבה והתחזוקה הבאים.

טיפול פני השטח

שלבים: בחר בתהליך הטיפול המתאים לפני השטח בהתאם לדרישות המוצר, כגון שקיע זהב, ריסוס פח, OSP וכן הלאה.

מטרה: שפר את יכולת ההלחמה ואת עמידות החמצון של PCB.

רביעית, שלב בדיקות ואריזה

בדיקת מראה

שלבים: באמצעות בדיקה חזותית ידנית או ציוד בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) כדי לבדוק את מראה ה- PCB.

תוכן בדיקה: כדי לבדוק אם ישנם ליקויים בשורות (כמו מעגל שבור, קצר חשמלי), עיוות נייר נחושת, רפידות רעות וכו ', כמו גם שכבת SolderMask, האם הדפסת הדמות שלמה וברורה.

מטרה: להבטיח שמראה איכות ה- PCB עומד בדרישות.

מבחן ביצועים חשמליים

שלבים: השתמש בציוד מבחן מקצועי (כגון טס טייף בדיקות, בודק תקשוב וכו ') כדי לבדוק את הביצועים החשמליים של ה- PCB.

תוכן בדיקה: כולל מוליכות מעגלים, עמידות לבידוד, התאמת עכבה ופרמטרים אחרים.

מטרה: לוודא אם השורה עומדת בדרישות העיצוב ולהבטיח כי הביצועים החשמליים של ה- PCB יציבים ואמינים.

מבחן אמינות

שלבים: בדיקת אמינות בהתאם לדרישות המוצר, כגון מבחן הזדקנות בטמפרטורה גבוהה, בדיקת הלם קר וחם, מבחן רטט וכו '.

מטרה: להבטיח כי ה- PCB יכול לעבוד יציב במשך זמן רב תחת סביבות מורכבות שונות.

אריזה ומשלוח

שלבים: ארוז את ה- PCBs המוסמכים ואז שלח אותם לפי דרישות הלקוח.

אריזה: בדרך כלל משתמשים בתיק אנטי סטטי, קלטת עליונה ותחתית, סרט שחרור וכו '.

מטרה: להגן על ה- PCB מפני נזק במהלך ההובלה.

חמישית, תשומת לב

בקרת איכות: בכל תהליך הייצור, בקרת איכות היא חלק מכריע. יש צורך להקים מערכת ניהול איכות קפדנית כדי לשלוט בקפדנות על כל קישור כדי להבטיח את האיכות והביצועים של המוצר הסופי.

שיפור מתמיד: על ידי איסוף משוב של לקוחות ומידע על שוק, תהליך הייצור משופר ומיטוב ברציפות כדי להגדיל את התחרותיות של המוצר ואת נתח השוק.

תהליך ייצור ה- PCB הוא תהליך מורכב ומדויק הכולל מספר שלבים וקישורים. רק על ידי שליטה מדויקת בפרמטרי התהליך ודרישות האיכות של כל קישור אנו יכולים להבטיח ייצור של מוצרי PCB באיכות גבוהה.

תורגם עם deepl.com (גרסה חינם)