Процесс производства печатных плат

Производство печатных плат включает в себя несколько сложных процессов, начиная с создания фотопленок, которые необходимы для переноса рисунков схем на производственные платы. В этой статье исследуется роль фотопленок в производстве печатных плат, а также базовый производственный процесс и требования к производству печатных плат.

Производство фотопленок

Производство печатной платы (PCB) начинается с создания фотопленок, которые имеют решающее значение для обеспечения качества конечного продукта. Для каждого типа печатной платы требуется как минимум один комплект соответствующих фотопленок. Эти пленки переносят различные узоры на производственные платы с помощью процесса фотолитографии.

Использование фотопленок в производстве печатных плат включает:

• Перенос рисунков для маски фоторезиста, включая схемы схем и рисунки паяльной маски.
• Создание шаблонов для трафаретной печати, включая шаблоны и символы паяльной маски.
• Предоставление справок по программированию станков с ЧПУ для механической обработки (сверления и фрезерования) и справок по сверлению отверстий.

С развитием электронной промышленности печатные платы должны быть более плотными, с более тонкими дорожками и меньшими диаметрами отверстий. Следовательно, производственный процесс стал более сложным, требующим высококачественных фотопленок для производства высококачественных печатных плат. Современное производство печатных плат требует, чтобы фотопленки соответствовали следующим критериям:

• Точность размеров соответствует требованиям печатной платы, компенсируя отклонения, вызванные производственным процессом.
• Соответствует требованиям дизайна с полными графическими символами.
• Имея прямые и аккуратные края без размытости, с высоким черно-белым контрастом, отвечающим требованиям процесса фотолитографии.
• Материал с хорошей стабильностью размеров, что означает минимальные изменения размера из-за изменений температуры и влажности окружающей среды.
• Для двусторонних и многослойных печатных плат очень важно точное выравнивание площадок и общих рисунков.
• Каждый слой фотопленки должен быть четко обозначен или назван.
• Основной материал фотопленки должен передавать необходимую длину волны света, обычно в диапазоне от 3000 до 4000 ангстрем для светочувствительности.

Раньше для производства фотопленок требовалось сначала создать фотомастер, но недавние достижения в технологии лазерной фотопечати значительно улучшили этот процесс. Эта передовая технология значительно повысила скорость и качество производства пленки, позволяя создавать высокоточную графику с мелкими линиями, что ранее было невозможно, тем самым совершенствуя технологию CAM в производстве печатных плат.

Материал основания

Ламинаты с медным покрытием (CCL), также известные как ламинаты с медным покрытием или платы с медным покрытием, служат материалом подложки для производства печатных плат. Наиболее широко используемый метод производства печатных плат, метод травления, избирательно травит ламинат с медным покрытием для получения желаемого рисунка схемы. Плакированные медью ламинаты в первую очередь выполняют функции проводимости, изоляции и поддержки всей печатной платы, что существенно влияет на ее производительность, качество и стоимость производства.

Базовый производственный процесс

Базовый процесс производства печатных плат варьируется в зависимости от количества слоев рисунка проводников и может быть разделен на односторонние, двухсторонние и многослойные печатные платы. Основной процесс изготовления односторонних плат включает в себя следующие этапы:

Шаг 1: Проектирование печатной платы
Шаг 2: Анализ проекта и инженерные вопросы
Шаг 3: Печать дизайна печатной платы
Шаг 4: Печать меди для внутреннего слоя
Шаг 5. Протравите внутренние слои или сердцевину, чтобы удалить медь
Шаг 6: Выравнивание слоев
Шаг 7: Автоматический оптический контроль
Шаг 8. Ламинирование слоев печатной платы
Шаг 9: сверление
Шаг 10: Покрытие печатной платы
Шаг 11: визуализация внешнего слоя
Шаг 12: Травление внешнего слоя
Шаг 13: Внешний слой AOI
Шаг 14: нанесение паяльной маски
Шаг 15: Применение шелкографии
Шаг 16: Завершение печатной платы
Шаг 17: Проверка электрической надежности

Для двусторонних плат процесс включает дополнительные этапы, такие как покрытие сквозных отверстий и методы визуализации, такие как метод SMOBC или метод графического покрытия, в зависимости от применения.

Основным преимуществом метода SMOBC является предотвращение образования перемычек между тонкими линиями, а постоянное соотношение свинца и олова обеспечивает лучшую паяемость и удобство хранения, чем выравнивающие доски горячим воздухом.

Инженерное производство печатных плат имеет решающее значение для обеспечения технологичности конструкции и требует глубокого понимания производственного процесса и соответствующего программного обеспечения. Сюда входит обычное программное обеспечение для проектирования печатных плат, такое как Protel, Pads2000 и Autocad, а также программное обеспечение CAM, такое как View2001 и CAM350, которое позволяет редактировать, исправлять, восстанавливать и панельизировать схемную графику с возможностью вывода данных автоматизации для фотопечати, сверления. , и осмотр.

Ожидается, что в ходе обучения в нашей компании студенты приобретут навыки использования нашего лазерного фотоплоттера и сопутствующих продуктов, а также различных электронных программных приложений CAD/CAM. Желаем всем стажерам успешного обучения и приятного пребывания в нашей компании!

Основные требования к машиностроительному производству печатных плат

Качество проектирование печатных плат Производство отражает уровень квалификации проектировщика, а также производственные возможности и технологический уровень производителя печатной платы. Производство печатных плат, которое объединяет компьютерное проектирование и производство, требует высокой точности и аккуратности; в противном случае это может повлиять на электрические характеристики конечного продукта, что приведет к ошибкам, отклонению партии, задержке доставки и экономическим потерям. Поэтому инженеры печатных плат всегда должны осознавать свою значительную ответственность, быть дотошными и проявлять большую осторожность в своей работе. При работе с файлами проекта печатной платы следует тщательно проверять:

• Соответствуют ли полученные файлы правилам проектировщика и требованиям технологического процесса изготовления печатной платы и содержат ли они метки позиционирования.
• Является ли расположение дорожек, расстояния между дорожками и контактными площадками и зазоры между элементами в 2D- и 3D-пространстве разумными и соответствуют ли они производственным требованиям.
• Соответствуют ли размеры печатной платы чертежам обработки и может ли какая-либо графика, добавленная в компоновку печатной платы (например, значки или аннотации), вызвать короткое замыкание сигнала.
• Требуются ли какие-либо изменения или модификации для неудовлетворительных форм трасс.
• Есть ли на печатной плате технологические линии, соответствует ли паяльная маска требованиям производственного процесса, подходят ли размеры паяльной маски, нажимаются ли символы на контактные площадки компонентов, влияя на качество сборки и т. д.

Генерация данных фотографика

1. Шаг и повтор

Если конструкция печатной платы слишком мала, чтобы соответствовать требованиям производственного процесса, или если продукт состоит из нескольких печатных плат, несколько небольших плат необходимо объединить в одну большую плату или несколько печатных плат, используемых для продукта, собираются вместе для производства. Первый похож на штампованную доску, которая соответствует условиям технологического процесса производства печатных плат и удобен для сборки компонентов, а второй предполагает сборку нескольких печатных плат продукта вместе, что упрощает производство и обеспечивает полноту и четкость набора продуктов.

2. Генерация графических данных Photoplot

Основание Производство печатных плат это фотопленка. Раньше для создания фотопленок требовалось сначала создать фотомастер, а затем использовать мастер для фотографии или копирования. Точность мастера должна соответствовать требованиям печатной платы и компенсировать отклонения, вызванные производственным процессом. Мастер может быть предоставлен заказчиком или создан производителем, но для удовлетворения требований пользователя и условий производства необходимы тесное сотрудничество и переговоры между двумя сторонами.

В тех случаях, когда пользователь предоставляет эталон, производитель должен проверить и утвердить его, а пользователь может оценить и утвердить оригинальную или впервые выпущенную печатную плату. Методы создания мастера включают рисование вручную, вставку и чертеж САПР. С развитием компьютерных технологий технология CAD для печатных плат достигла значительного прогресса. Уровень технологии производства печатных плат также быстро повысился в сторону многослойных, тонких плат, плат с небольшими отверстиями и плат высокой плотности. Традиционный процесс изготовления пленочных пластин больше не может удовлетворить потребности проектирования печатных плат, что приводит к появлению фотоп.

Используя световой плоттер, вы можете напрямую отправлять файлы графических данных печатной платы, разработанные САПР, в компьютерную систему светового плоттера и управлять световым плоттером, чтобы использовать свет для рисования графики непосредственно на пленке. Затем после проявления и фиксации получают пленочную пластинку. Пленочная основа для печатного картона, изготовленная с использованием технологии световой живописи, отличается быстротой, точностью и хорошим качеством.

Это также позволяет избежать человеческих ошибок, которые могут возникнуть при составлении карт или рисовании базовых карт вручную, что значительно повышает эффективность работы и сокращает время печати плат. Производственный цикл. Используя лазерный плоттер нашей компании, мы можем выполнить работу за короткий период времени, на выполнение которой в прошлом у многих людей уходило много времени, а тонкая проволока и мастер-формы высокой плотности, которые он рисует, не имеют себе равных при ручных операциях. В зависимости от конструкции лазерных плоттеров их можно разделить на плоские, с внутренним барабаном (внутренний барабан) и с внешним барабаном (внешний барабан).

Стандартным форматом данных, используемым фотоплоттерами, является формат Gerber-RS274, который также является стандартным форматом данных в индустрии проектирования и производства печатных плат. Название формата Gerber происходит от американской компании Gerber, пионера в разработке и производстве фотоплоттеров.

Генерация данных светового рисунка заключается в преобразовании проектных данных, сгенерированных программным обеспечением САПР, в данные светового рисунка (в основном данные Gerber), которые модифицируются и редактируются системой CAM для завершения предварительной обработки светового рисунка (наложение, зеркальное отображение и т. д.) для достижения Требования к процессу производства печатных плат. Обработанные данные затем отправляются на световой плоттер, где они преобразуются в растровые данные процессором данных растрового изображения светового плоттера. Эти растровые данные отправляются на лазерный плоттер с помощью высокоскоростного алгоритма уменьшения сжатия для завершения световой живописи.

3.Формат данных фотопечати

Формат данных для печати фотографий основан на формате данных Gerber векторных фотоплоттеров, который был расширен и стал совместимым с форматами HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language), AutoCAD DXF, TIFF и другими специализированными и общими форматами графических данных. Некоторые разработчики CAD и CAM также расширили формат данных Gerber.

Ниже приводится краткое введение в данные Gerber.

Официальное название данных Gerber — формат Gerber RS-274. Каждому символу на диске векторного фотоплоттера присвоен соответствующий D-код в данных Gerber. Это позволяет фотоплоттеру управлять диском и выбирать его с помощью D-кода, рисуя соответствующую графику. Путем перечисления D-кодов, а также форм, размеров и методов воздействия, соответствующих символам, получается таблица D-кодов. Эта таблица D-кода служит мостом от проектирования САПР до использования этих данных фотоплоттером для печати фотографий. Предоставляя данные для печати фотографий Gerber, пользователи также должны предоставить соответствующую таблицу D-кода. Таким образом, фотоплоттер может определить, какой диск с символами использовать для экспонирования, на основе таблицы D-кода, тем самым рисуя правильную графику.

В таблице D-кода обычно следует включать D-код, форму и размер каждого диска, соответствующего D-коду, а также метод воздействия диска. Если взять пример таблицы D-кодов из наиболее часто используемого электронного программного обеспечения САПР Protel в Китае, ее расширение — .APT, которое представляет собой файл ASCII и может редактироваться с помощью любого программного обеспечения для редактирования, не связанного с текстом.

D11 КРУГЛЫЙ 7.333 7.333 0.000 ЛИНИИ
D12 КРУГЛЫЙ 7.874 7.874 0.000 МУЛЬТИ
D13 КВАДРАТ 7.934 7.934 0.000 ЛИНИИ
D14 КРУГЛЫЙ 8.000 8.000 0.000 ЛИНИИ
D15 КРУГЛЫЙ 10.000 10.000 0.000 ЛИНИИ
D16 КРУГЛЫЙ 11.811 11.811 0.000 ЛИНИИ
D17 КРУГЛЫЙ 12.000 12.000 0.000 МУЛЬТИ
D18 КРУГЛЫЙ 16.000 16.000 0.000 МУЛЬТИ
D19 КРУГЛЫЙ 19.685 19.685 0.000 МУЛЬТИ
D20 ОКРУГЛЕННО 24.000 24.000 0.000 МУЛЬТИ
D21 КРУГЛЫЙ 29.528 29.528 0.000 МУЛЬТИ
D22 КРУГЛЫЙ 30.000 30.000 0.000 ВСПЫШКА
D23 ОКРУГЛЕННО 31.000 31.000 0.000 МУЛЬТИ
D24 ОКРУГЛЕННО 31.496 31.496 0.000 FLASH
D25 ОКРУГЛЕННО 39.000 39.000 0.000 МУЛЬТИ
D26 ОКРУГЛЕННО 39.370 39.370 0.000 МУЛЬТИ

В таблице выше каждая строка определяет D-код, включая шесть параметров:

1. В первом столбце указан номер D-кода, состоящий из буквы «D», за которой следует цифра.

2. Второй столбец представляет собой описание формы символа, представленного D-кодом, например, КРУГЛЫЙ, указывающий, что форма символа круглая, и КВАДРАТ, указывающий, что форма символа квадратная.

3. Третий и четвертый столбцы определяют размеры графического символа по направлениям X и Y в милах; 1 мил = 1/1000 дюйма, что примерно равно 0.0254 миллиметра.

4. В пятом столбце указан размер центрального отверстия графического символа, также в милах.

5. В шестом столбце указан режим использования диска с символами, например LINE, указывающий, что символ используется для рисования линий, FLASH, указывающий, что он используется для обнажения площадок для пайки, и MULTI, указывающий, что его можно использовать для обеих линий рисования. и обнажение площадок для пайки.

В формате Gerber RS-274, помимо использования D-кодов для определения дисков символов, D-коды также используются для управления экспозицией фотоплоттеров; кроме того, для управления и работы фотоплоттеров используются некоторые другие команды. Формат данных Gerber, созданный различными программами САПР, может иметь некоторые незначительные различия, но общая структура остается неизменной, как и формат Gerber-RS0274.

Заключение

Производство печатных плат во многом зависит от точности и качества фотопленок, которые служат основой для создания схем. По мере развития технологий растет спрос на печатные платы высокой плотности с более тонкими дорожками и меньшими диаметрами отверстий, что приводит к необходимости использования высококачественных фотопленок. Инженеры по печатным платам играют решающую роль в обеспечении технологичности и качества печатных плат. Дизайн печатных плат, требующий пристального внимания к деталям и глубокого понимания производственного процесса.

Соблюдая строгие требования и используя передовые технологии, производители печатных плат могут производить высококачественные печатные платы, отвечающие растущим требованиям электронной промышленности.