PCB Manufacturing Process Flow

Produktionen af ​​PCB'er involverer flere indviklede processer, startende med skabelsen af ​​fotografiske film, som er afgørende for at overføre kredsløbsmønstre til produktionspladerne. Denne artikel udforsker fotografiske films rolle i PCB-produktion sammen med den grundlæggende fremstillingsproces og krav til PCB-teknisk produktion.

Fotografisk filmproduktion

Produktionen af ​​et printkort (PCB) starter med skabelsen af ​​fotografiske film, som er afgørende for at sikre kvaliteten af ​​det endelige produkt. Hver type PCB kræver mindst ét ​​sæt tilsvarende fotografiske film. Disse film overfører forskellige mønstre til produktionspladerne ved hjælp af en fotolitografiproces.

Brugen af ​​fotografiske film i PCB-produktion omfatter:

• Overførsel af mønstre til fotoresistmasken, herunder kredsløbsmønstre og loddemaskemønstre.
• Oprettelse af skabeloner til serigrafi, herunder loddemaskemønstre og tegn.
• Levering af CNC-maskinprogrammeringsreferencer til bearbejdning (boring og fræsning) og borehulsreferencer.

Med elektronikindustriens fremskridt kræves det, at PCB'er er tættere, med finere spor og mindre borediametre. Som følge heraf er produktionsprocessen blevet mere sofistikeret og kræver fotografiske film af høj kvalitet til at producere højkvalitets PCB'er. Moderne PCB-produktion kræver, at fotografiske film opfylder følgende kriterier:

• Dimensionsnøjagtighed, der matcher kravene til PCB, kompenserer for afvigelser forårsaget af produktionsprocessen.
• I overensstemmelse med designkravene med komplette grafiske symboler.
• Har lige og pæne kanter uden uklarhed, med høj sort-hvid kontrast for at opfylde kravene til fotolitografiprocessen.
• Materiale med god dimensionsstabilitet, hvilket betyder minimale ændringer i størrelse på grund af variationer i omgivelsernes temperatur og luftfugtighed.
• For dobbeltsidede og flerlagede PCB'er er præcis justering af puder og almindelige mønstre afgørende.
• Hvert lag af den fotografiske film skal være tydeligt markeret eller navngivet.
• Grundmaterialet af den fotografiske film bør transmittere den påkrævede bølgelængde af lys, typisk i området fra 3000 til 4000 ångstrøm for lysfølsomhed.

Mens det tidligere krævede fremstilling af fotografiske film først at skabe en fotomester, har de seneste fremskridt inden for laserfotoplotting-teknologi forbedret processen betydeligt. Denne avancerede teknologi har i høj grad forbedret hastigheden og kvaliteten af ​​filmproduktion, hvilket muliggør skabelsen af ​​højpræcision, fine-line grafik, som tidligere var umuligt, og dermed raffineret CAM-teknologien i PCB-produktion.

Underlagsmateriale

Kobberbeklædte laminater (CCL), også kendt som kobberbeklædte laminater eller kobberbeklædte plader, tjener som substratmateriale til fremstilling af PCB. Den mest udbredte metode til fremstilling af PCB, ætsemetoden, ætser selektivt det kobberbeklædte laminat for at opnå de ønskede kredsløbsmønstre. Kobberbeklædte laminater tjener primært funktionerne ledning, isolering og støtte gennem hele printkortet, hvilket i væsentlig grad påvirker dets ydeevne, kvalitet og fremstillingsomkostninger.

Grundlæggende fremstillingsproces

Den grundlæggende fremstillingsproces af PCB'er varierer baseret på antallet af ledermønsterlag og kan klassificeres i enkeltsidede, dobbeltsidede og flerlagede PCB'er. Den grundlæggende fremstillingsproces for enkeltsidede plader omfatter følgende trin:

Trin 1: Design af printkortet
Trin 2: Designgennemgang og tekniske spørgsmål
Trin 3: Udskrivning af PCB-designet
Trin 4: Udskrivning af kobberet til det indre lag
Trin 5: Æts de indre lag eller kerne for at fjerne kobber
Trin 6: Lagjustering
Trin 7: Automatiseret optisk inspektion
Trin 8: Laminering af PCB-lagene
Trin 9: Boring
Trin 10: PCB-belægning
Trin 11: Imaging af det ydre lag
Trin 12: Ydre lagætsning
Trin 13: Ydre lag AOI
Trin 14: Loddemaskeapplikation
Trin 15: Silkscreen-applikation
Trin 16: Afslutning af printkortet
Trin 17: Test af elektrisk pålidelighed

For dobbeltsidede plader inkluderer processen yderligere trin, såsom plettering med gennemgående huller og billeddannelsesmetoder som SMOBC-metoden eller grafisk pletteringsmetode, afhængigt af applikationen.

I SMOBC-metoden er den største fordel forebyggelsen af ​​loddebroer mellem fine linjer, og det konstante bly-tin-forhold giver bedre loddeevne og opbevaringsevne end varmluftnivelleringsbrædder.

Den tekniske produktion af PCB'er er afgørende for at sikre designets fremstillingsevne og kræver en dyb forståelse af produktionsprocessen og relevant software. Dette inkluderer almindelig PCB-designsoftware som Protel, Pads2000 og Autocad, samt CAM-software som View2001 og CAM350, som giver mulighed for redigering, korrektion, reparation og panelisering af kredsløbsgrafik, med mulighed for at udlæse automatiseringsdata til fotoplotting, boring og inspektion.

Under uddannelsen på vores virksomhed forventes de studerende at blive dygtige til at bruge vores laserfotoplotter og relaterede produkter, samt forskellige elektroniske CAD/CAM-softwareapplikationer. Vi ønsker alle praktikanter en vellykket læringsoplevelse og et behageligt ophold i vores virksomhed!

Grundlæggende krav til PCB Engineering produktion

Kvaliteten af PCB-teknik produktionen afspejler designerens færdighedsniveau og PCB-producentens produktionskapacitet og teknologiske niveau. PCB-teknikproduktion, som integrerer computerstøttet design og fremstilling, kræver høj præcision og nøjagtighed; ellers kan det påvirke det endelige produkts elektriske ydeevne, hvilket kan føre til fejl, batchafvisning, forsinket levering og økonomiske tab. Derfor skal PCB-ingeniører altid være bevidste om deres væsentlige ansvar, være omhyggelige og udvise stor omhu i deres arbejde. Når de håndterer PCB-designfiler, bør de omhyggeligt kontrollere:

• Om de modtagne filer overholder designerens regler og krav til PCB-fremstillingsprocesser og inkluderer positioneringsmærker.
• Om layoutet af sporene, afstande mellem spor og puder og afstand mellem elementer i 2D- og 3D-rum er rimelige og opfylder produktionskravene.
• Om PCB-dimensionerne matcher behandlingstegningerne, og om nogen grafik tilføjet til PCB-layoutet (såsom ikoner eller anmærkninger) kan forårsage signalkortslutninger.
• Om der kræves ændringer eller ændringer for utilfredsstillende sporformer.
• Om printkortet har proceslinjer, om loddemasken opfylder produktionsproceskravene, om loddemaskens dimensioner er egnede, og om der trykkes karaktermærker på komponentpuder, hvilket påvirker montagekvaliteten mv.

Generering af fotoplotdata

1. Trin-og-gentag

Hvis PCB-designet er for lille til at opfylde kravene til fremstillingsprocessen, eller hvis et produkt består af flere PCB'er, skal flere små plader kombineres til et stort kort, eller flere PCB'er, der bruges til et produkt, samles sammen til produktion. Førstnævnte ligner en stempelplade, som opfylder PCB-produktionsprocesbetingelserne og er praktisk til komponentsamling, mens sidstnævnte involverer at samle flere PCB'er af et produkt sammen, hvilket gør det nemt for produktionen og sikrer, at et produktsæt er komplet og overskueligt.

2. Generering af fotoplot-grafikdata

Grundlaget for PCB produktion er den fotografiske film. Tidligere krævede det at lave fotografiske film først at lave en fotomester, efterfulgt af at bruge masteren til fotografering eller kopiering. Nøjagtigheden af ​​masteren skal svare til kravene til printkortet og kompensere for afvigelser forårsaget af produktionsprocessen. Masteren kan leveres af kunden eller oprettes af producenten, men tæt samarbejde og forhandling mellem de to parter er nødvendigt for at opfylde brugerkrav og produktionsbetingelser.

I tilfælde, hvor brugeren leverer masteren, bør producenten inspicere og godkende den, og brugeren kan vurdere og godkende det originale eller først producerede PCB. Metoder til at oprette masteren omfatter manuel tegning, indsæt og CAD-tegning. Med udviklingen af ​​computerteknologi har PCB CAD-teknologi gjort betydelige fremskridt. Niveauet af PCB-produktionsteknologi er også hurtigt forbedret i retning af flerlags-, fine-line-, small-hole- og high-density boards. Den traditionelle filmpladefremstillingsproces kan ikke længere opfylde designbehovene for PCB'er, hvilket fører til fremkomsten af ​​photop

Ved hjælp af en lysplotter kan du direkte sende PCB-grafikdatafilerne designet af CAD ind i lysplotterens computersystem og styre lysplotteren til at bruge lys til at tegne grafik direkte på filmen. Så efter fremkaldelse og fiksering opnås filmpladen. Den printede filmbase fremstillet ved hjælp af lysmalingsteknologi er hurtig, høj præcision og af god kvalitet.

Det undgår også menneskelige fejl, der kan opstå ved manuel kortlægning eller tegning af basiskort, hvilket i høj grad forbedrer arbejdseffektiviteten og forkorter printpladernes tid. Produktionscyklus. Ved at bruge vores virksomheds laserplotter kan vi udføre arbejde på kort tid, som før i tiden tog mange mennesker lang tid at udføre, og de tynde ledninger og masterplader med høj tæthed, den trækker, er uovertrufne ved manuelle operationer. I henhold til de forskellige strukturer af laserplottere kan de opdeles i flad type, intern tromletype (intern tromle) og ekstern tromletype (ekstern tromle).

Standarddataformatet, der bruges af fotoplottere, er Gerber-RS274-formatet, som også er standarddataformatet i printkortdesign- og produktionsindustrien. Navngivningen af ​​Gerber-formatet kommer fra det amerikanske Gerber Company, pioneren inden for design og produktion af fotoplottere.

Genereringen af ​​lystegningsdata er at konvertere designdataene genereret af CAD-software til lystegningsdata (for det meste Gerber-data), som modificeres og redigeres af CAM-systemet for at fuldføre lystegningsforbehandling (pålæggelse, spejling osv.) for at opnå krav til printkortproduktionsprocesser. De behandlede data sendes derefter til lysplotteren, hvor de konverteres til rasterdata af lysplotterens rasterbilleddataprocessor. Disse rasterdata sendes til laserlysplotteren gennem en højhastighedskompressionsreduktionsalgoritme for at fuldende lysmaleriet.

3.Photoplotting dataformat

Fotoplotdataformatet er baseret på Gerber-dataformatet for vektorfotoplottere, som er blevet udvidet og gjort kompatibelt med HPGL-formater (Hewlett-Packard Graphics Language), AutoCAD DXF, TIFF og andre specialiserede og generelle grafiske dataformater. Nogle CAD- og CAM-udviklere har også udvidet Gerber-dataformatet.

Det følgende er en kort introduktion til Gerber-data.

Det formelle navn på Gerber-data er Gerber RS-274-format. Hvert symbol på disken af ​​en vektorfotoplotter er tildelt en tilsvarende D-kode i Gerber-data. Dette gør det muligt for fotoplotteren at styre og vælge disken gennem D-koden og tegne den tilsvarende grafik. Ved at angive D-koderne og de former, størrelser og eksponeringsmetoder, der svarer til symbolerne, opnås en D-kodetabel. Denne D-kodetabel fungerer som en bro fra CAD-design til brugen af ​​disse data af fotoplotteren til fotoplotning. Ved levering af Gerber-fotoplotdata skal brugerne også angive den tilsvarende D-kodetabel. På den måde kan fotoplotteren bestemme, hvilken symboldisk der skal bruges til eksponering ud fra D-kodetabellen, og derved tegne den korrekte grafik.

I en D-kodetabel bør den generelt inkludere D-koden, formen og størrelsen af ​​hver D-kode tilsvarende disk, og eksponeringsmetoden for disken. Tager man et eksempel på en D-kodetabel fra den mest almindeligt anvendte elektroniske CAD-software Protel i Kina, er dens udvidelse .APT, som er en ASCII-fil og kan redigeres med enhver ikke-tekstredigeringssoftware.

D11 CIRKULÆRE 7.333 7.333 0.000 LINJE
D12 CIRKULÆR 7.874 7.874 0.000 MULTI
D13 KVADRAT 7.934 7.934 0.000 LINJE
D14 CIRKULÆRE 8.000 8.000 0.000 LINJE
D15 CIRKULÆRE 10.000 10.000 0.000 LINJE
D16 CIRKULÆRE 11.811 11.811 0.000 LINJE
D17 CIRKULÆR 12.000 12.000 0.000 MULTI
D18 CIRKULÆR 16.000 16.000 0.000 MULTI
D19 CIRKULÆR 19.685 19.685 0.000 MULTI
D20 RUNDET 24.000 24.000 0.000 MULTI
D21 CIRKULÆR 29.528 29.528 0.000 MULTI
D22 CIRKULÆR 30.000 30.000 0.000 FLASH
D23 RUNDET 31.000 31.000 0.000 MULTI
D24 RUNDET 31.496 31.496 0.000 FLASH
D25 RUNDET 39.000 39.000 0.000 MULTI
D26 RUNDET 39.370 39.370 0.000 MULTI

I tabellen ovenfor definerer hver linje en D-kode, inklusive seks parametre：

1. Den første kolonne er D-kodenummeret, sammensat af bogstavet 'D' efterfulgt af et tal.

2. Den anden kolonne er formbeskrivelsen af ​​symbolet repræsenteret af D-koden, såsom CIRKULÆR, der angiver, at symbolets form er cirkulær, og FIRKANT, der angiver, at symbolets form er firkantet.

3. Den tredje og fjerde kolonne definerer størrelsen af ​​symbolgrafikken i X- og Y-retningerne i mil; 1 mil = 1/1000 tomme, omtrent lig med 0.0254 millimeter.

4. Den femte kolonne er størrelsen på det midterste hul i symbolgrafikken, også i mil.

5. Den sjette kolonne angiver symboldiskens brugstilstand, såsom LINE, der angiver, at symbolet bruges til at tegne linjer, FLASH, der angiver, at det bruges til at eksponere loddepuder, og MULTI, der angiver, at det kan bruges til både at tegne linjer og blotlægge loddepuder.

I Gerber RS-274-formatet, ud over at bruge D-koder til at definere symboldiske, bruges D-koder også til eksponeringskontrol af fotoplottere; derudover bruges nogle andre kommandoer til kontrol og betjening af fotoplottere. Gerber-dataformatet genereret af forskellig CAD-software kan have nogle mindre forskelle, men den overordnede ramme forbliver uændret som Gerber-RS0274-format.

Konklusion

Produktionen af ​​PCB'er er stærkt afhængig af præcisionen og kvaliteten af ​​fotografiske film, som tjener som planen for kredsløbsmønstre. Efterhånden som teknologien udvikler sig, stiger efterspørgslen efter højdensitets-PCB'er med finere spor og mindre borediametre, hvilket nødvendiggør brugen af ​​fotografiske film af høj kvalitet. PCB-ingeniører spiller en afgørende rolle i at sikre fremstillingsevnen og kvaliteten af PCB design, der kræver omhyggelig opmærksomhed på detaljer og en dyb forståelse af produktionsprocessen.

Ved at overholde strenge krav og udnytte avancerede teknologier kan PCB-producenter producere højkvalitets PCB'er, der opfylder de skiftende krav fra elektronikindustrien.