PCB(印刷回路基板)製造プロセスの流れは、複数のステップとリンクを含む複雑で洗練されたプロセスです。以下は、PCB製造の主なプロセスフローの紹介です。
まず、デザイン段階
回路概略設計
手順:電子エンジニアは、電子製品の機能要件に従って、回路概略図を引き出すためのプロフェッショナル回路設計ソフトウェア(Altium Designer、Orcad、Cadence Allegroなど)の使用。
コンテンツ:抵抗器、コンデンサ、チップ、インダクタなどのコンポーネントの選択とレイアウトなど、概略図内の各電子コンポーネントの電気接続関係を定義し、信号の流れ方向や電力分布などの重要な情報を決定します。
目的:回路が、信号増幅、フィルタリング、データ処理など、予想される機能を実現できるようにするため。
PCBレイアウトと配線設計
手順:電子コンポーネントをPCBの物理空間に概略図に配置し、コンポーネント間の電気接続ラインを計画します。
考慮事項:コンポーネントの機能グループ、信号伝送経路、熱散逸要件、機械的構造、取り付け方法(たとえば、Surface Mount SMTまたはプラグインの取り付け)など。
目的:レイアウトが、信号の完全性と電気性能を確保しながら、その後の製造を促進することを確認します。
デザインルールチェック(DRC)
手順:DRCソフトウェアを使用して、設計ファイルの包括的なチェックを実施します。
コンテンツの確認:ライン幅、線の間隔、サイズ、パッドサイズ、その他のパラメーターを含む。
目的:設計スキームをスムーズに実際の製品に変換できるようにするため。
出力ガーバーファイル
ステップ:設計されたPCBファイルをGerberファイルに変換します。
コンテンツ:Gerberファイルは、PCB製造業で一般的に使用されるデータ転送形式であり、PCBボードのさまざまな層に関するグラフィック情報(上層、下層、内層など)が含まれています。
目的:PCBメーカーの生産を促進する。
第二に、準備段階
基板材料の選択
材料:一般的な基質材料には、FR-4(ガラス繊維強化エポキシ樹脂)、ポリイミド(PI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などが含まれます。
考慮事項:PCBアプリケーションのシナリオとパフォーマンス要件に基づいて、適切な基板材料を選択します。たとえば、FR-4基質は、低コストで安定した性能のために広く使用されています。ポリイミド基質は、柔軟性を必要とする電子製品に適しています。
目的:回路基板の機械的強度、電気伝導率、熱安定性を確保する。
銅箔の準備
材料:銅箔は、PCBの導電率に使用される主な材料であり、通常は電解銅箔またはカレンダー銅箔です。
選択基準:PCBの設計要件に従って、銅箔の適切な厚さと純度を選択します。高純度の銅箔は、導電率が向上しています。
目的:回路基板の導電率を確保する。
他の材料の準備
材料:はんだ抵抗インク、スクリーン印刷インク、表面処理材料(金の浸漬、錫メッキ、オーガニックはんだ保護フィルムOSPなど)、ドライフィルム、インク、化学ポーション(エッチング溶液、メッキ溶液など)、掘削ピンおよびその他の補助材料を含む。
目的:さまざまなプロセス要件でPCB製造プロセスを満たす。
第三に、製造段階
切断
手順:切断装置(CNC切断機など)の使用は、必要なボードを取得するために、切断用のPCB設計寸法に従って大規模な基質材料になります。
要件:サイズが正確で、エッジが平らであることを確認してください。
内層生産
ステップ:
治療前:開いた銅で覆われたボードの表面洗浄と粗く化して、その後のフィルムプレス中にドライフィルムの接着をボードの表面に増やします。
ラミネーション:乾燥したフィルム(光感受性ポリマーフィルム)を、熱い圧迫により、処理された銅覆われたラミネートの表面にラミネートします。
露出:ラミネートは露出機の下に配置され、ドライフィルムはガーバーファイルの内側の回路パターンに従ってUV光によって露出します。
開発:暴露されていないドライフィルムは溶解し、発達した溶液を使用して除去され、露出したドライフィルムパターンが残ります。
エッチング:エッチング溶液を使用して不要な銅ホイルを取り外して、内側の層ラインを形成します。
デフィルミング:化学溶液または機械的手段により、内層線の残留乾燥フィルムを削除します。
褐変処理:回路基板の内側の層を茶色にして、酸化膜の均一な層を形成してライン表面の内側の層が半硬化したシートで接着を強化します。
ラミネーション
手順:多層内側の層回路基板を半硬化シート(樹脂を事前に含浸させたガラス繊維布の種類)で積み重ね、真空ラミネート機を使用してラミネートボードを一緒に押します。
目的:レイヤーをしっかりと結合して、多層PCBボードを形成します。
要件:気泡、剥離、その他の欠陥を防ぐための温度、圧力、時間、その他のパラメーターの正確な制御。
掘削
手順:PCB設計によると、CNC掘削機を使用して、オーバーホールと取り付け穴のさまざまな開口部を掘削します。
目的:異なるレイヤーとコンポーネントのインストール間の電気接続を実現する。
要件:穴の壁が滑らかで、穴の位置が正確であることを確認するために、掘削速度、フィード、その他のパラメーターを制御します。
穴の金属化とメッキ
ステップ:
穴の金属化:穴の壁を作動させ、穴の壁に導電性材料の層(銅)を堆積させて、穴の壁の金属化を実現します。
めっき:PCBボード全体のメッキ、銅層を肥厚して、導電性および機械的強度の要件を満たします。
目的:PCBがレイヤー間で電流を送信できるようにします。
外層製造
手順:フィルム、露出、開発、エッチング、デフィルミング、その他のステップの外層を含む内側の層の生成と同様に、ラインの完全な外層を形成します。
目的:PCBボードの可視回路接続を完了します。
SolderMask生産
手順:露出、開発、その他のプロセスを通じて、PCBボード表面にSelderMaskインクでコーティングされているため、露出したパッドエリアのコンポーネントを溶接する必要があるため、残りの部分はインクで覆われています。
目的:はんだ付けプロセス中の短絡を防ぎ、同時に外部の環境侵食からラインを保護する。
文字印刷
手順:スクリーン印刷またはインクジェット印刷およびその他のテクノロジーの使用、PCBボード表面印刷コンポーネントの識別、モデル、バージョン番号、その他のキャラクター情報。
目的:後続のアセンブリとメンテナンスを促進する。
表面処理
手順:金の沈み、スズプレー、OSPなど、製品の要件に従って適切な表面処理プロセスを選択します。
目的:PCBのはんだき性と酸化抵抗を改善します。
4番目、テストとパッケージングの段階
外観検査
手順:PCBの外観を確認するための手動の目視検査または自動光学検査(AOI)機器を通じて。
検査内容:ライン欠陥(壊れた回路、短絡、短絡など)、銅ホイルの反り、悪いパッドなど、およびキャラクターの印刷が完全かつ透明かどうか、SolderMask層があるかどうかを確認します。
目的:PCB品質の外観が要件を満たしていることを確認するため。
電気性能テスト
手順:PCBの電気性能をテストするために、プロのテスト機器(空飛ぶプローブテスター、ICTテスターなど)を使用します。
テスト内容:回路の導電率、絶縁抵抗、インピーダンスマッチング、その他のパラメーターを含む。
目的:ラインが設計要件を満たしているかどうかを確認し、PCBの電気性能が安定して信頼できることを確認します。
信頼性テスト
手順:高温老化テスト、コールドおよびホットショックテスト、振動テストなど、製品の要件に応じた信頼性テスト。
目的:さまざまな複雑な環境の下でPCBが長い間安定して働くことができるようにします。
梱包と配送
手順:適格なPCBを梱包し、顧客の要件に従って出荷します。
パッケージ:通常、抗静止バッグ、上下のテープ、リリースフィルムなどを使用します。
目的:輸送中の損傷からPCBを保護する。
5番目、注意
品質管理:生産プロセス全体で、品質管理は重要な部分です。最終製品の品質とパフォーマンスを確保するために、各リンクを厳密に制御するために厳格な品質管理システムを確立する必要があります。
継続的な改善:顧客のフィードバックと市場情報を収集することにより、生産プロセスが継続的に改善され、最適化され、製品の競争力と市場シェアが向上します。
PCB製造プロセスは、複数のステップとリンクを含む複雑で正確なプロセスです。各リンクのプロセスパラメーターと品質要件を正確に制御することによってのみ、高品質のPCB製品の生産を確保できます。
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