Основы изготовления печатных плат

Основы изготовления печатных плат

При любой производственной операции долговечность и функциональность изделия во многом определяются качеством конструкции. Печатные платы, или печатные платы, ничем не отличаются.

В процессе изготовления печатных плат производится голая печатная плата, что является одной из наиболее важных особенностей любого продукта. Таким образом, производственный процесс является ключевым компонентом жизненного цикла производства электроники и играет важную роль в общем успехе проекта. Однако, чтобы максимально использовать этот процесс, клиенты должны понимать ответы на три основных вопроса:

• Что такое производство печатных плат?
• Почему это важно?
• Как изготовление влияет на процесс сборки печатной платы?

О печатных платах

Печатная плата содержит электрические цепи и позволяет передавать сигналы и питание между устройствами. Печатные платы состоят из нескольких слоев материала:

• Подложка: В основе платы лежит подложка или основной материал. В традиционных платах используется материал из стекловолокна под названием FR4, хотя в других платах могут использоваться алюминиевые, керамические или полимерные подложки.
• Медь: Подложка печатной платы покрыта тонкой медной фольгой и ламинирована с помощью нагревания и клея. Количество «слоев» в плате определяется количеством медных слоев — например, на двухсторонних печатных платах медь нанесена на обе стороны подложки, а на четырехслойной плате всего четыре слоя меди. Большинство печатных плат содержат одну унцию меди на квадратный фут, хотя в мощных печатных платах может использоваться две или три унции.

Эти материалы объединяются в процессе изготовления для создания чистой печатной платы. Затем эта голая печатная плата проходит процесс сборки, или печатной платы, для нанесения припоя и электронных компонентов, в результате чего получается полностью функциональная печатная плата.

Что такое изготовление печатных плат?

Изготовление печатной платы — это процесс, при котором вышеупомянутые материалы платы объединяются в функциональные слои для формирования голой печатной платы. Изготовление голых печатных плат происходит следующим образом:

1. Проверка дизайна: Процесс изготовления не начинается до тех пор, пока команда инженеров не проверит проект. Это называется проверкой конструкции на технологичность, которая гарантирует, что конструкция действительна и соответствует допускам и спецификациям, которые могут быть соблюдены во время производства.
2. Пленочное приложение: Дизайн печатной платы печатается на пленке с использованием прямого лазерного изображения, которое обеспечивает фотонегативы макета платы. Эти пленки наносятся на слои материала и используются в качестве руководства для каждого производственного процесса.
3. Травление меди: Используя различные методы, нежелательная или избыточная медь вытравливается или удаляется для создания дорожек и контактных площадок. Этот процесс обычно включает в себя несколько циклов очистки для удаления излишков материала и нежелательных химикатов.
4. Наложение слоев и ламинирование: Если плата представляет собой многослойную плату, внутренний и внешний слои выравниваются друг с другом после процесса травления меди. Обычно это достигается с помощью выравнивающих отверстий в самой плате. После проверки слоев между каждым слоем помещается препрег на основе эпоксидной смолы, и плата ламинируется под воздействием тепла — тепло расплавляет эпоксидную смолу и склеивает слои.
5. Бурение: После того, как слои доски были склеены вместе, дрелью просверливаются отверстия в доске. Эти отверстия используются для монтажных отверстий, сквозных отверстий и переходных отверстий.
6. Покрытие: После завершения сверления на плату наносится слой меди толщиной в микрон, который покрывает внутреннюю часть просверленных отверстий, создавая сквозные отверстия с покрытием. Обычно за этим следует дополнительное травление и удаление меди с внешнего слоя платы.
7. Нанесение паяльной маски: После нанесения медных слоев панели очищают и покрывают паяльной маской. Паяльная маска придает печатной плате характерный зеленый цвет. Паяльная маска изолирует медные дорожки от случайного контакта с другими проводящими материалами, которые могут вызвать функциональные проблемы, и помогает во время сборки, так что припой наносится только в нужных местах. После нанесения ненужные участки паяльной маски удаляются, а плата помещается в печь для отверждения слоя паяльной маски.
8. Шелкография:независимо от того, нужно это или нет, следующим шагом будет нанесение шелкографии, после чего плата проходит заключительную стадию отверждения. Поверх слоя паяльной маски наносится слой шелкографии. Шелкография обычно имеет белый цвет и добавляет буквы, цифры и символы на печатную плату. Этот слой шелкографии помогает определить тип и расположение компонентов во время сборки печатной платы.
9. Обработка поверхности:после отверждения паяльной маски и шелкографии печатная плата может быть покрыта золотом, серебром или другим покрытием поверхности для обеспечения защиты и функциональности.

После того, как платы завершат эти шаги, они обычно проходят проверку электрической надежности, чтобы убедиться в их работоспособности. После этого, если доски были изготовлены в виде панели, их разрезают, осматривают и при необходимости ремонтируют.

Как изготовление входит в общий производственный процесс

Изготовление — это только один шаг в процессе изготовления печатной платы. Чтобы полностью понять важность производства печатных плат, важно знать, на каком этапе производственного цикла оно находится.

Процесс производства печатных плат делится на три основных этапа, более подробно описанных ниже:

1. Разработка печатной платы: Разработка печатной платы является начальным этапом производственного процесса. По сути, именно здесь концептуализируется, модифицируется и дорабатывается дизайн печатной платы. Разработка печатных плат обычно включает в себя несколько этапов проектирования, прототипирования и тестирования, особенно для более сложных конструкций.
2. Производство печатных плат: После того, как дизайн печатной платы завершен на этапе разработки, печатная плата переходит к процессу производства. Производство состоит из двух этапов — изготовления и сборки. При изготовлении создается дизайн платы, а при сборке компоненты наносятся на поверхность платы. В конце этого процесса доски готовы.
3. Оценка печатной платы: Завершающим этапом производственного процесса является оценка. Это включает в себя заключительный раунд тестирования после завершения производственного процесса. На этом этапе тестирования оценивается способность собранной платы работать так, как предполагалось, и исключаются платы, не прошедшие испытания. В некоторых случаях тестирование может показать, что плата требует корректировки конструкции, и цикл начинается заново. Если платы проходят тесты, они проходят окончательную проверку на наличие дефектов перед отправкой.

Почему важно изготовление печатных плат

Изготовление печатных плат — это аутсорсинговая деятельность, выполняемая сторонним производителем с использованием конструкций, предоставленных их клиентами. Изготовление важно понимать, потому что производители видят только дизайн, а не производительность, предназначенную для вашего дизайна. Если дизайнеры не учитывают процесс изготовления и ограничения в процессе проектирования, готовые платы могут быть затронуты в следующих областях:

• Производительность: Выбор конструкции влияет на технологичность печатных плат. При проектировании плит необходимо учитывать свойства материала плиты и обеспечивать достаточный зазор между поверхностными элементами. Если плату необходимо производить в виде панелей, это также должно повлиять на окончательный дизайн. Проекты, в которых не учитываются эти факторы, могут оказаться невозможными для изготовления без доработок.
• Доходность: В некоторых случаях платы могут быть успешно изготовлены с использованием существующей конструкции. Однако некоторые варианты дизайна могут привести к проблемам с изготовлением, которые сделают несколько плат непригодными для использования, например, к расширению границ допусков вашего производственного оборудования.
• Надежность: Большинство плат регулируются отраслевыми спецификациями, которые диктуют требуемый уровень надежности работы. Несоблюдение отраслевых требований при проектировании может привести к созданию ненадежных или нефункциональных плат.

Лучший способ избежать этих проблем — рассмотреть процесс изготовления печатной платы на этапе проектирования. Вы можете сделать это, используя правила проектирования для технологичности (DFM) и проверяя возможности производителя вашей печатной платы во время цикла проектирования. Когда вы сотрудничаете с производителем высококачественных печатных плат, вы можете тесно сотрудничать с ним, чтобы помочь оптимизировать вашу конструкцию для процесса изготовления печатных плат.

Выберите Millennium Circuits Limited

Если вы заинтересованы в сотрудничестве с дистрибьютором с добавленной стоимостью, который предлагает инновации, а также качество, вам может помочь Millennium Circuits Limited (MCL).

Мы поставляем современные печатные платы для различных продуктов и различных отраслей промышленности. Оперативное обслуживание – наш стандарт. MCL предоставляет котировки в тот же день, чтобы помочь повысить эффективность работы наших клиентов. Наше обслуживание клиентов, основанное на отношениях, позволяет нам быть в курсе предстоящих проектов клиентов, устраняя узкие места и экономя время.

Стратегические производственные местоположения позволяют MCL предоставлять нашим клиентам широкий спектр решений для печатных плат с гибкими сроками поставки по конкурентоспособным ценам.

Свяжитесь с Millennium Circuits сегодня, чтобы узнать больше о процессе изготовления печатных плат и о том, как мы можем помочь с вашими потребностями в печатных платах.