Все для изготовления печатных плат: Все для печатных плат

Материалы для производства печатных плат

Исходный материал — диэлектрическое основание, ламинированное с одной или двух сторон медной фольгой.

В качестве диэлектрика могут выступать:

• листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол — стеклотекстолит (СФ, СТФ, СТАП, FR4 и т.п.)
• листы с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном — Rogers RO5603, RO4350
• листы фторопласта (PTFE), также армированные — ФАФ-4Д, Arlon (AD и AR),
• ламинаты на металлическом основании (алюминий, медь, нержавеющая сталь)
• плёнки из полиимида, полиэтилентерефталата (PET, ПЭТФ, лавсан)

Материалы для стандартных односторонних, двусторонних и многослойных печатных плат

Фольгированный стеклотекстолит FR4 с температурой стеклования 135ºС, 150ºС и 170ºС является наиболее распространенным материалом для производства односторонних и двухсторонних печатных плат

. Толщина стеклотекстолита обычно варьируется от 0,5 до 3,0 мм.

Достоинства FR4: хорошие диэлектрические свойства, стабильность характеристик и размеров, высокая устойчивость к воздействию неблагоприятных климатических условий.

Во многих случаях, где требуются достаточно простые печатные платы (при производстве бытовой аппаратуры, различных датчиков, некоторых комплектующих к автомобилям и т.п.) превосходные свойства стеклотекстолита оказываются избыточными, и на первый план выходят показатели технологичности и стоимости. В таких случаях обычно используют следующие материалы:

• XPC, FR1, FR2 — фольгированные гетинаксы (основа из целлюлозной бумаги, пропитанной фенольной смолой), широко применяется при изготовлении печатных плат для бытовой электроники, аудио-, видео техники, в автомобилестроении (расположены в порядке возрастания показателей свойств, и, соответственно, цены). Прекрасно штампуются.
• CEM-1 — ламинат на основе композиции целлюлозной бумаги и стеклоткани с эпоксидной смолой. Прекрасно штампуется.

Материалы для плат с повышенной теплоотдачей

Платы с металлическим основанием находят широкое применение в устройствах с мощными светодиодами, источниках питания, преобразователях тока, модулях управления двигателями.

Основанием платы служит металлическая пластина. В зависимости от требуемых характеристик выбирается материал. Наиболее часто используются алюминиевые сплавы:

• 1100 (отечественный аналог сплав АД) — из-за небольшого количества примесей материал обладает хорошей теплопроводностью (220 W/mK), пластичен, недостатками являются: невысокая механическая прочность и вязкость, что затрудняет механическую обработку контура печатных плат;
• 5052 (отечественный аналог сплав АМг2.5) — наиболее употребительны, несмотря на относительно не очень высокую теплопроводность (порядка 140 W/mK), хорошо обрабатываются, относительно дешевы;
• 6061 (отечественный аналог сплав АДЗЗ) — применяется, когда требуется повышенная коррозионная стойкость, помимо этого обладает повышенной механической прочностью. К недостаткам можно отнести более высокую цену по сравнению с вышеперечисленными сплавами.

В случаях, когда требуется очень высокая теплопроводность, в качестве металлического основания используется медь. Теплопроводность меди 390 W/mK, к недостаткам можно отнести высокую стоимость и затрудненность механической обработки фрезерованием вследствие высокой вязкости. Когда требуется высокая коррозионная стойкость и механическая прочность, в качестве металлического основания используется нержавеющая сталь.

Материалы для СВЧ печатных плат

При производстве СВЧ печатных плат применяются специальные диэлектрические материалы, характеризующиеся повышенной (в сравнении со стандартным FR4) стабильностью величины диэлектрической проницаемости и низкими потерями в широком диапазоне рабочих частот (от единиц МГц до десятков ГГц).

Спектр материалов для производства СВЧ печатных плат весьма широк: в качестве диэлектрика, как в чистом виде, так и в различных комбинациях (для придания необходимых характеристик, например термостабильности) применяют различные полимеры, керамику. В основном, диэлектрик армируется стекловолокном (различного плетения, что так же влияет на результирующие параметры материала). Неармированные материалы используются редко и, как правило, являются наиболее дорогостоящими и сложно обрабатываемыми (очень мягкие, либо очень хрупкие).

Многослойные конструкции СВЧ печатных плат выполняют как с применением только специализированных материалов, так и с применением стандартных материалов FR4. Например, с целью снижения стоимости, СВЧ диэлектрик используют только для разделения одного или двух внешних сигнальных слоёв, а для остальных — используют обычный FR4 (такие конструкции МПП называются гибридными).

Материалы для гибких печатных плат

Доминирующим базовым материалом для производства гибких ПП является полиимид. Хотя полиэтилентерефталат существенно дешевле, его применяют значительно реже в виду более узкого диапазона рабочих температур и недостаточной размерной стабильности.

Несмотря на недостатки полиэтилентерефталата, он всё же обладает рядом преимуществ, таких, например, как хорошая химическая стойкость и низкое влагопоглощение, а также он легко формуется (низкотемпературный термопласт). Наибольшее применение находит для изготовления односторонних гибких плат для узлов автомобильной промышленности.

Материалы для изготовления печатных плат

Базовый материал – основной носитель устройства монтажа и электронных схем печатной платы. Базовый материал поставляется производителю печатных плат в виде «панели» и обрезается под необходимый размер для производства конкретной платы. Существует множество базовых материалов для печатных плат с различной толщиной и покрытиями, так же как и различными электрическими и механическими свойствами, которые влияют на функциональность электронной схемы. См. также Материалы ПП. Часто базовый материал выполнен из стекловолокна с эпоксидной смолой (FR4), доступный в виде, фольгированном медью или препрег.

Гетинакс фольгированный – спрессованные слои электроизоляционной бумаги, пропитанной фенольной или эпоксифенольной смолой в качестве связующего вещества, облицованные с одной или двух сторон медной фольгой.

Гибкость изоляционного материала – задаётся числом циклов изгиба вокруг оправки, диаметр которой равен нескольким значениям толщины гибкого участка.

Жесткое золочение – электролитическое жесткое золочение – это защищенная от трения поверхность, используемая для золотых выводов. Мы гальванически наносим никель на медную дорожку. Затем на никель наносится золото.

Катаная медная фольга – имеет относительное удлинение в 5-6 раз больше, чем у электролитической фольги, поэтому обладает большей гибкостью, способностью к перегибам, а также способностью к механической обработке без расслоения. Является дорогостоящей. Применяется при производстве гибких печатных плат.

Материал основания печатной платы – материал (диэлектрик), на котором выполняют рисунок печатной платы.

Неупрочнённые базовые материалы – медная фольга, покрытая смолой с состоянием В – частично заполимеризованная смола или с состоянием С – полностью заполимеризованная смола, а также жидкие диэлектрики и диэлектрики с нанесенной сухой пленкой.

Нефольгированные диэлектрики бывают двух типов. 1. С клеевым слоем, который наносят для повышения прочности сцепления осаждаемой в процессе изготовления ПП меди химическим способом; 2. С введенным в объем диэлектрика катализатором, способствующим осаждению химической меди.

Печатная плата с толстой медью – обычно платой с толстой медью называется печатная плата с толщиной меди> 105µm. Такие платы используются для высоких токов переключения в автомобильной и промышленной электронике и для специфических запросов клиента. Медь предлагает самый высокий коэффициент теплопроводности после серебра.
Платы с толстым слоем меди позволяют:
•    Высокие токи переключения
•    Оптимальная теплоотдача при местном нагревании
•    Увеличение жизни, надежности и уровня интеграции
При этом при разработке платы должны быть приняты особые меры предосторожности касательно процесса травления, допустимы только более широкие структуры проводников.

Препреги – изоляционный прокладочный материал, используемый для склеивания слоёв МПП. Изготавливаются из стеклоткани, пропитанной недополимеризованной термореактивной эпоксидной или другими смолами.

САФ (препрег с низкой тягучестью, low flow prepreg) – склеивающий материал с регулируемой текучестью, который используется при изготовлении ГЖП, обладает адгезией как к стеклотекстолиту, так и полиимиду.

Соединение золотом – поверхность печатной платы Bond gold – это собирательный термин для поверхностей, способных к соединению, обычно золотых поверхностей. Для соединения применяются: иммерсионное золочение по подслою никеля (ENIG) для соединения алюминиевых проводов (Al), мягкое золото с электролитическим покрытием для соединения золотых проводов (Au) и ENEPIG (иммерсионное золочение по подслою никеля и палладия), которое подходит для обоих методов соединения.
Толщина золотого слоя при химическом (иммерсионном) золочении составляет около 0. 3-0.6µm, при электролитическом (мягком) золочении около 1.0-2.0µm и около 0.05-0.1µm золота плюс 0.05-0.15µm палладия для ENEPIG. Слои золота базируются на приблизительно 3.0-6.0µm никеля.

Стеклотекстолит фольгированный – спрессованные слои стеклоткани, пропитанные эпоксифенольной или эпоксидной смолой. По сравнению с гетинаксом имеет лучшие механические и электрические свойства, более высокую нагревостойкость, меньшее влагопоглощение.

Технологические (расходные) материалы для изготовления ПП – фоторезисты, специальные трафаретные краски, защитные маски, электролиты меднения, травления и пр.

Упрочнённые базовые материалы и препреги  – разработанные специально для лазерной технологии нетканые стекломатериалы с заданной геометрией элементарной нити и заданным распределением нити (плоской стороной в направлении оси Z), органические материалы с неориентированным расположением волокон (арамид), препрег для лазерной технологии, стандартные конструкции на основе стеклоткани и пр.

Фольгированные диэлектрики – состоят из стеклоткани, изготовленной из нитей; смолы, используемой для пропитывания стеклоткани; фольги, используемой в качестве металлического покрытия фольгированных материалов.

Фольгированный и нефольгированный полиимид – применяется в электронной аппаратуре ответственного назначения, работающей при высоких температурах, для изготовления гибких печатных плат, ГПК, гибко-жёстких печатных плат, а также многослойных печатных плат, лент-носителей интегральных схем, и больших гибридных интегральных схем с числом выводов до 1000.

Электролитическая медная фольга – недорогостоящая; применяется при изготовлении ГПК с высокой плотностью рисунка проводников. Обладает более высокой разрешающей способностью при травлении меди с пробельных мест по сравнению с катаной.

CEM 1 – это базовый материал для печатных плат, сделанный из многослойной бумаги. СЕМ 1 имеет основу из бумаги, пропитанной эпоксидной смолой, и один внешний слой из стекловолокна. Из-за бумажной основы этот материал не подходит для металлизации сквозных отверстий. Спецификация материала содержится в документе IPC-4101.

IMDS – Международная система данных по материалам (International Material Data System). IMDS (www.mdsystem.com) была разработана производителями автомобилей для сбора состава материалов, используемых в автомобилях, деталях, устройствах и системах, чтобы идентифицировать индивидуальные компоненты материала каждой машины или под-группы (например, двигателя).
С момента вступление в силу Директивы ELV (06/21/2003), поставщики автомобильной отрасли стали обязаны предоставлять данные об ингредиентах их продуктов в рамках IMDS, чтобы определить темпы восстановления, имеющиеся в распоряжении.
Должны быть зарегистрированы в IMDS:
•    Печатные платы
•    Смонтированные печатные платы
•    Компоненты
ZVEI и Автомобильная отрасль подписали документ Данные по материалам для сборки – Сотрудничество по декларированию данных по материалам:
Подразделение Электронных компонентов и систем и подразделение печатных плат и электронных систем в ZVEI – немецкая Ассоциация электронных и электрических производителей разработали эффективную концепцию декларирования данных по материалам электронных компонентов и печатных плат. Данные по материалам должны быть получены путем формирования кросс-корпоративных продуктовых групп и типовыми значениями. Эти таблицы данных по материалам, называемые «зонтичные» спецификации, значительно упрощают декларирование без заметных потерь в точности. Эта концепция успешно применяется в автомобильной индустрии с 2004 года.
Чтобы применять «Зонтичные спецификации» вместе с системой IMDS, IMDS выпустили рекомендации 019 «Печатные платы». Эти рекомендации описывают метод ввода содержания материалов смонтированных печатных плат.
Выдержка из пункта 5. Стандартные правила и руководства для E/E (компонент печатной платы) из IMDS Рекомендаций 019: «Данные по компонентам печатной платы в IMDS, Umbrella Spec, IPC1752 или похожем формате принимаются, если это согласовано между бизнес партнерами».
«Зонтичные» спецификации для IMDS, разработанные ZVEI с производителями печатных плат.
Динамичная программа делает простым подсчет субстанций, содержащихся в печатной плате любого размера. Поверхность и количество слоев находятся в свободном выборе. Стандартные технологии хранятся в базе данных.

RoHS – директива о запрете вредных веществ. Данное положение законодательства Европейского Союза говорит, что электронные устройства не могут содержать свинец или другие вредные вещества. Для печатных плат выполнение RoHS контролируется по двум компонентам: базовый материал и поверхность. 

Материалы для изготовления печатных плат

Сегодня компания «Ardly» использует различные материалы в качестве основного носителя устройства монтажа и электронных схем с печатной платой. Базовое сырье мы закупаем исходя из нужд наших заказчиков. ПП приходит к нам в виде «панели» и обрезается под необходимый размер для производства под конкретную плату.

Мы работаем с широким спектром базовых материалов при изготовлении печатной платы с различной толщиной и покрытиями. Все основы для производства обладают разными электрическими и механическими свойствами, которые влияют на функциональность электронной схемы.

Плата — это изоляционная пластина, играющая роль механического каркаса, на одну или обе поверхности которого нанесен токопроводящий рисунок в виде медной фольги. Рисунок сформирован проводниками, соединяющими электрорадиорадиоэлементы в соответствии с электрической схемой.

Все элементы крепятся на плату путем запайки ножек деталей в специальные отверстия в ПП, либо выполнением поверхностного монтажа (пайкой элементов непосредственно на дорожки).

Таким образом специалистами компании осуществляется либо dip-, либо chip-монтаж. При первом токопроводящая схема выполняется в автоматическом режиме с использованием способа удаления: в этом случае изоляция полностью покрывается медной фольгой, а линии схемы создаются путем удаления ненужных участков. Во втором типе монтажа — способ наложения, нужный токопроводящий рисунок создается металлизацией поверхности ПП.

Изоляционная подложка в платах содержит несколько слоев стекловолокна или бумаги, которые пропитаны термореактивными смолами. Эти слои прессуют и отверждают в нагретых прессах.

Основными материалами ПП являются фольгированный стеклотекстолит или гетинакс с теми же свойствами. Рассмотрим из каких компонентов состоят эти два продукта, а также затронем несколько иных, реже используемых материалов.

Сравнение свойств фольгированного гетинакса и стеклотекстолита

Гетинакс является менее прочным, чем стеклотекстолит. Он весьма ломок, но характеризуется более выраженной электроизоляцией. К его преимуществам относится и весомая дешевизна по сравнению со стеклотекстолитом: в 3-4 раза. Компания «Ardly» применяет данное сырье при производстве ПП для изделий и аппаратуры в крупных сериях, а также в тех случаях, когда одним из условий ТЗ является максимальное удешевление проекта или прибора.

Фольгированный стеклотекстолит имеет гораздо лучшие показатели ломкости по сравнению с гетинаксом. Он практически не ломается и с плохо гнется.

Подобными материалами мы пользуемся при выполнении ответственных заказов в военной, вычислительной, измерительной областях. При оснащении различной прецизионной аппаратуры, где требуется высокая надежность прибора и увеличенная стойкость к механическим нагрузкам.

Применяемые для изготовления плат фольгированные пластики могут быть односторонними и двусторонними.

Сегодняшний тренд для электроаппаратуры — ее максимальная миниатюризация. В этом разрезе наблюдаются следующие тенденции:

1. Постоянное уменьшение габаритов готовой продукции.
2. Приоритетное внедрение chip-монтажа.
3. Преобладание двусторонних плат над снижающимся количеством односторонних.

Односторонние ПП мы задействуем только для реализации простейших электрических схем. Для изготовления современных сложнейших вычислительных и бытовых приборов мы прибегаем к использованию многослойных печатных плат.

Виды стеклотекстолита фольгированого

Чаще всего мы используем в работе стеклотекстолит FR-4 производства Германия. Он обеспечивает высокий класс точности изделий. FR4 — наиболее распространенный материал, используемый для производства ПП. Его толщина обычно находится в диапазоне от 0,1 мм до 3 мм. Этот тип стеклотекстолита отлично подходит для различных типов механической обработки:

• сверление;
• фрезеровка;
• зенкование и др.

Основу базового элемента для монтажа составляют стеклоткани, пропитанные эпоксидной смолой. После ее полимеризации создается монолитная структура диэлектрика, который с внешних сторон облицовывается медной фольгой различной толщины: 5 мкм,12 мкм, 18 мкм, 35 мкм, 50 мкм, 75 мкм, 105 мкм.

ПП на алюминиевом основании для товаров на светодиодах

Изделия на алюминиевом основании — альтернатива стандартным платам при необходимости организации надежного теплоотвода. Базовым материалом может быть, как стандартный фольгированный стеклотекстолит марки FR-4, так и специальный односторонний ламинат на основе из алюминия IMS-11H.

Толщина алюминиевого слоя в последних составляет 1,5мм. Такие платы на алюминиевом основании востребованы при сильных механических нагрузках и вибрации, в светодиодных светильниках.
ПП с алюминиевым основанием по сравнению с гетинаксом и стеклотекстолитом обеспечивает:

1. Рассеивание тепла без использования дополнительных радиаторов.
2. Увеличение механической жесткости изделия.
3. Повышение интеграции элементов мощной аппаратуры при высокой рабочей температуре.

Подобная элементная база экономит место в изделии благодаря свободной компоновке контура печатной платы. Алюминиевое основание обеспечивает повышенную надежность устройств и наработку на отказ, гарантирует великолепные характеристики по электромагнитной совместимости и тщательности экранирования устройств.

Материалы для СВЧ-плат

Компания «Ardly» в своей работе использует огромный спектр СВЧ-материалов для ПП. При их производстве охватываются практически все существующие на сегодняшний день варианты. У нас осуществляется изготовление печатных плат на основе:

• термореактивных диэлектриков;
• термопластичных аналогов на основе полиимидов, эпоксидов и полиолефинольных смол;
• армированных основ, как стандартным стекловолокном, так и специальными наполнителями: кварц, с-стекло, керамика, тефлон.

Используемые инновации позволяют сочетать наиболее сложные комбинации слоев, использовать материалы с различными К расширения линейного.

Защитные паяльные маски и разновидности финишных покрытий ПП

В зависимости от направления использования ПП у нас применяются жидкие маски следующих цветов: зеленая (сухая), белая, красная, черная, синяя.

В производстве используются нестандартные маски — супербелая, черная, красная, синяя, желтая.

Горячее лужение HASL ПОС-61 и использование гальванического олова и меди считают среди финишных покрытий самыми низко технологичными для ПП. Они представляют собой промежуточный продукт в технологии их получения.

Маску подобного типа применяют, когда плата находится в стадии разработки и требует проверки топологии.

К преимуществам горячего лужения ПОС-61 относят:

• многоцикличность при пайке;
• отличную прочность;
• длительную способность к пайке.

Преимущества олова и меди:

• экономичность;
• использование только в опытных образцах.

Недостатков у HASL-процесса финиша мало, но они существенные. Жесткий термоудар, который испытывают платами при погружении в расплавленный припой существенно снижает надежность внутренних соединений. По результатам проведения испытаний надежности изделия можно установить недостаточное число термоциклов до отказа, которые изделия должны выдерживать. Поэтому в компании «Ardly» не используют HASL при покрытии многослойных ПП.

Вторым недостатком являются образующие наплывы припоя на контактных площадках, создающие неравномерность покрываемой поверхности. Это затрудняет последующую сборку и усложнять установку элементов малых размеров на поверхности.

Олово и медь практически не подходит для серийного выпуска печатных плат.

Имеется множество вариантов менее используемых финишных покрытий гальванического типа:

• никель;
• ПОС;
• серебро.

А также несколько вариантов иммерсионного типа:

• золото ENIG;
• олово ImmSn.

Каждое из них имеет свои особенности производства для изготовления плат. Иммерсионное олово обеспечивает ровную поверхность и хорошую паяемость, хотя имеет ограниченный срок пригодности для пайки. Иммерсионное золочение используется для обеспечения более ровной поверхности платы, но имеет недостаточные показатели паяемости.

Иные виды покрытий печатной платы

В завершение рассмотрим функциональное назначение и что служит материалом некоторых покрытий, применяемых при выпуске ПП.

Маркировка наносится на плату краской поверх маски для упрощения идентификации самого изделия и расположенных на плате компонентов.

Отслаиваемая маска служит для использования на заданных участки изделия, которые надо временно защитить от пайки. Она легко удаляема, поскольку ее основой служит резиноподобный компаунд, который при незначительном усилии отслаивается.

Карбоновое контактное покрытие используют в определенных местах на платах как контактные поля для клавиатур. Покрытие не окисляется и имеет хорошую проводимость.

Компания «Ardly» профессионально занимается подготовкой необходимых материалов для производства ПП мелкими, средними и крупносерийными партиями в сжатые сроки.

Мы принимаем заказы на изготовление не стандартных и сложных ПП и обеспечиваем высокое качество продукции благодаря грамотно подобранным материалам для изготовления.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

• Провод
  • Обмоточный
  • Монтажный
    • Гибкий в силиконе
    • Медная проволока ММ
    • Медный луженый ММЛ
    • МГТФ, МПО 33-11
    • МГТФЭ (В ЭКРАНЕ)
    • НВ-4, НВ-1, ПУГВ, МПО
    • МГШВ
    • Миниатюрный провод
    • Акустический кабель
    • МП 37-12, МПЭ 37 -12
    • МС, МСЭ, МСЭО 16-13 ; 15 -11 ;26-13
    • БИФ-Н, БИФ, БИФЭЗ-Н, ПТЛ, БИН
  • Высокоомные
  • Шлейф (провод ленточный)
  • Радиочастотный РК
  • Кабель разный
  • Высоковольтные провода
• Металл
• Пластик
• Силикон, резина
• Скотчи, ленты
• Изоляционные материалы
• Термоинтерфейс
• ВСЕ ДЛЯ ПАЙКИ
• МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
• ХИМИЯ
• Фольгированные материалы
• МАКЕТНЫЕ ПЛАТЫ
• Блоки питания, Микроскоп
• Инструмент
• Фторопласт

1. Главная
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Материалы для изготовления печатных плат — Ізолітсервіс

Печатная плата (ПП)

Представляет собой изоляционную пластину, играющую роль механического каркаса ПП, на одну или обе поверхности которой нанесён токопроводящий рисунок (как правило медная фольга), сформированный проводниками, соединяющими электрорадиорадиоэлементы (ЭРЭ) в соответствии с электрической схемой. ЭРЭ крепятся на печатную плату либо запайкой ножек деталей в специальные отверстия в ПП, обеспечивая механический крепёж ЭРЭ (dip-монтаж), либо поверхностным монтажом (пайкой элементов непосредственно на дорожки – chip-монтаж). Материалами печатных плат служат фольгированный стеклотекстолит либо фольгированный гетинакс, поэтому нас будут интересовать именно эти два продукта, а также составляющие их компоненты.

Изоляционная подложка

Печатной платы состоит из ряда пропитанных термореактивными смолами слоёв стекловолокна или бумаги, которые прессуют и отверждают в нагретых прессах. Токопроводящую схему выполняют либо так называемым способом удаления, когда изоляционный материал полностью закрывается медной фольгой и токопроводящий рисунок (линии и плоскости) создают, удаляя ненужные участки, либо способом наложения. В этом случае нужный токопроводящий рисунок создают металлизацией.

Фольгированный гетинакс

Является менее прочным, чем стеклотекстолит, и достаточно ломким, но имеет лучшие электроизоляционные свойства и в 4 раза дешевле стеклотекстолита, поэтому он находит применение в изготовлении печатных плат для аппаратуры массового производства, при изготовлении которой одной из задач разработчика является минимальная стоимость прибора.

Фольгированный стеклотекстолит

Имеет гораздо лучшие механические свойства по сравнению с гетинаксом (не ломается и с трудом изгибается), поэтому нашёл применение в военной, вычислительной, измерительной и прочей прецизионной аппаратуре, где требуется высокая надёжность прибора, либо стойкость к механическим нагрузкам.. Применяемые для изготовления печатных плат фольгированные пластики делятся на односторонние и двусторонние. Учитывая современные тенденции постоянного уменьшения габаритов электроаппаратуры и внедрения поверхностного (chip-) монтажа, двусторонние печатные платы занимают приоритетное положение надо односторонними. Односторонние печатные платы имеет смысл применять для реализации простейших небольших электрических схем.

Помимо этого, изготовление современных сложнейших вычислительных и бытовых приборов требует применения многослойных печатных плат. Это связано с усложняющейся с каждым годом схемотехникой современной аппаратуры.

Ниже приведен перечень основных материалов, которые применяются для производства печатных плат. Все эти материалы разработаны еще в СССР. Сейчас используются либо эти материалы (новых отечественных материалов для гражданского применения нет) либо их зарубежные аналоги.

Вид обработки	Инструмент, его геометрия		Режим обработки
			Скорость подачи,мм/об	Скорость резания,м/мин
Резка	Дисковые пилы Ленточные пилы		0,4÷0,6 0,05÷0,1	50÷300
Точение	Резцы подрезные  Резцы проходные	γ=3°÷12°для вязкого – до 20°; α=5°÷15°; η=45°	0,1÷0,2 0,2÷0,5	100÷200
Фрезерование	Фрезы для обработки цветных металлов		0,2÷0,250,05÷0,15	100÷140150÷200
Сверление	Сверла цилиндрические и спиральные из стали Р9, Р18	φ=90°÷120°;α=10°÷15°;γ=3°÷5°	0,1÷0,3	20÷30
Шлифование	Круги хлопчатобумажные и суконные		1÷1,5м/мин	2÷3

Материалы для изготовления одно и двусторонних печатных плат:

Название	Марка	Толщина
Гетинакс фольгированный	ГФ-1-35; ГФ-1-50; ГФ-2-35; ГФ-2-50; ГФ-1-35Г; ГФ-1-50Г; ГФ-2-35Г; ГФ-2-50Г	1. ..3
Фольгированный гетинакс общего назначения	ГОФ-1-35Г; ГОФ-2-35Г; ГОФВ-1-35Г; ГОФВ-2-35Г	1…3
Фольгированный стеклотекстолит	СФ-1-35; СФ-2-35; СФ-1-50; СФ-2-50; СФ-1-35Г; СФ-2-35Г; СФ-1-50Г; СФ-2-50Г; СФ-1Н-35; СФ-2Н-35; СФ-1Н-50; СФ-2Н-50; СФ-1Н-35Г; СФ-2Н-35Г; СФ-1Н-50Г; СФ-2Н-50Г;	0.5…3
Стеклотекстолит фольгированный повышенной нагревостойкости	СФПН-1-50; СФПН-2-50	0.5…3
Диэлектрик фольгированный гальваностойкий	ФДГ-1; ФДГ-2	0.5…3

Материалы для изготовления печатных плат повышенной плотности монтажа:

Название	Марка	Толщина
Материалы для полуаддитивной технологии	СТЭФ-1-2ЛК	1. 0; 2.0
Стеклотекстолит листовой с адгезивным слоем	СТЭК	1.0; 1.5; 2.0
Диэлектрик фольгированный для уплотненного монтажа	СЛОФАДИТ	0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0
Стеклотекстолит теплостойкий с алюминиевым протектором	СТПА-5-1; СТПА-5-2	0.1; 0,12; 0.13; 0.16; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0,5; 0,8; 1.0; 1.5; 2.0

Материалы для изготовления многослойных печатных плат:

Название	Марка	Толщина
Стеклотекстолит фольгированный травящийся	ФТС-1-20АО; ФТС-2-20АО; ФТС-1-20А; ФТС-2-20А; ФТС-1-20Б; ФТС-2-20Б	0. 08; 0.15; 0.16; 0.27; 0.5
	ФТС-1-35Б; ФТС-2-35Б	0.1; 0.12; 0.14; 0.23; 0.25
	ФТС-1-35АО; ФТС-2-35АО; ФТС-1-35А; ФТС-2-35А;	0.1; 0.19; 0.14; 0.23; 0.1; 0.12; 0.14; 0.23
Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный	СТФ-1	0.1; 0.12; 0.13; 0.15; 0.2; 0.25; 0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
	СТФ-2	0.25; 0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 3.0
Диэлектрики фольгированные серии «Д»	ДФС-1; ДФС-2	0.06; 0.08; 0.01; 0.13; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.4; 0.5
Стеклотекстолит фольгированный гальваностойкий и теплостойкий	СФ-200-1; СФ-200-2; СФГ-200-1; СФГ-200-2	0. 8; 1.0; 1.5; 2.0
Диэлектрик фольгироваиный гальваностойкий и теплостойкий	СФГ- 230-1-35; СФГ-230-2-35;	0.13; 0.2; 0.25; 0.5; 0.8; 1.0
	СФГ-230-1-150; СФГ-230-2-50	0.25; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
Стеклотекстолит общего назначения	СОФ-1	0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0
	СОФ-2	0.2; 0.25; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
Стеклотекстолит общего назначения негорючий	СОНФ-1	1.5; 2.0; 2.5; 3.0
	СОНФ-2	0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 3. 0

 

Процесс изготовления печатных плат и оборудование

У нас нет такого понятия, как стандартная печатная плата. Каждая печатная плата имеет уникальные функции в конечном продукте. Поэтому изготовление печатной платы – это сложный процесс, состоящий из множества шагов. Этот обзор охватывает наиболее важные шаги при изготовлении многослойной печатной платы.
Когда Вы заказываете печатные платы на PCBWay, Вы покупаете качество, которое окупает себя с течением времени. Это гарантируется с помощью детализации продукта и контроля качества, гораздо более строгого, чем у других поставщиков, и гарантирует, что продукт будет полностью соответствовать требованиям. В процессе производства показанном ниже Вы можете увидеть, что процесс производства PCBWay уникален или даже выходит за рамки стандарта IPC.

Передовое оборудование делает нас мировыми лидерами в производстве прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат. Вы можете увидеть некоторые станки и оборудование. Мы постоянно обновляем наше оборудование чтобы гарантировать хорошее качество.

Материалы печатных плат

Медное основание и материалы основания

Травление печатных плат

Печать внутренних слоев и внешних слоев

AOI

Регистрация пробивки отверстий и автоматический оптический контроль

Травление

Химическое или электро-химическое удаление нежелательных областей проводящего или резистивного материала.

Коричневый оксид или черный оксид

Коричневый оксид или черный оксид, иммерсионный тонкий процесс для печатных плат / PWBs

Ламинирование

Продукт, получается путем соединения двух или более слоев материалов.

Предварительная очистка

Очищение и зачистка фоторезиста перед ламинированием.

Сверление печатной платы

Процесс механического сверления

Предварительная очистка

Очищение и зачистка фоторезиста перед ламинированием.

Визуальный контроль

Удаление нежелательной медной фольги с поверхности

Создание внешних слоев

Проверка, что на поверхности нет пыли, которая может стать причиной короткого замыкания или разомкнутой цепи на готовой печатной плате.

Электролизное осаждение меди

Первый шаг в процессе металлизации – это химическое осаждение очень тонкого слоя меди не стенки отверстий.

Металлизация

Далее мы делаем гальваническое покрытие платы медью.

Травление внешних слоев

Металлизация панели 25 микронами меди на отверстиях и дополнительными 25-30 микронами на дорожках и контактных площадках

Высокая температура

Печь с высокой температурой

Электролитическая металлизация

Химическое осаждение тонкого металлического покрытия над некоторыми основными металлами, которое достигается путем частичного смещения основного металла.

Скрайбирование

Надрезание платы примерно на 1/3 толщины материала, при этом оставляя тонкую полосу, удерживающую печатные платы вместе

Сверление печатной платы

Сверление отверстий для выводных компонентов и сквозных отверстий, которые соединяют медные слои друг с другом.

Нанесение паяльной маски

На большинстве плат имеется паяльная маска с эпоксидной краской, нанесенная с каждой стороны для защиты поверхности меди и предотвращения короткого замыкания припоя

Гальванопокрытие

Электроосаждение металлического покрытия на проводящем объекте.

Электрический тест

Узнайте, как тестируются Ваши печатные платы, чтобы гарантировать их качество.

Окончательная проверка

На последнем этапе процесса группа инспекторов с острым зрением осуществляет окончательную тщательную проверку каждой печатной платыr

Окончательная проверка

На последнем этапе процесса группа инспекторов с острым зрением осуществляет окончательную тщательную проверку каждой печатной платыr

Упаковка

Вакуумная упаковка

Производственное оборудование:
1. AOI Tестер
2.AOI Tестер
3.V-cut Машина
4. Медный тестер толщины
5. Летающий зонд тестер электричества

Производственное оборудование:
1. Металлографический анализатор
2.Химическая лаборатория
3. Импеданс тестер
4. Ионный тестер загрязнения
5. Спектрометр толщины металла
6.Hi-Pot Тестер
7.2D измерительный проектор
8.Peel Тестер прочности

Изготовление высококачественных печатных плат в «домашних» условиях

Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика

Вступление с отступлением

Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько — например:

1. рисовали будущие проводники рейсфедерами;
2. гравировали и резали резаками;
3. наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
4. изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.

Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.

Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее — ПП).

Что же мы имеем сегодня?

Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.

Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

Фоторезист

Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.

Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см³
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м²
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм

Подробнее о POSITIV 20 можно почитать здесь.

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!

Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Просветитель

Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.

Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временные затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см³
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров — в зависимости от того, на чем будем печатать фотошаблон.

Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na₂SiO₃*5H₂O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na₂СO₃) или углекислый калий (K₂СO₃).

Также рекомендуют бытовое средство для прочистки сантехники — «Крот».

Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды — 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления — 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки — значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные — либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.

Растворы травления меди

Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.

Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.

Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, — этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для смывки фоторезиста

Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне. Когда его нет — смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:

Создание высококачественного фотошаблона

Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть и… фотошаблон готов.

Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной — проверено неоднократно.

Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

На подготовительном этапе рисовать не слишком громоздкие электрические схемы очень удобно в также русифицированной программе sPlan 4.0 (~450 КБ).

Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

         

Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

• светло-серый синий — 1-3 микрона;
• темно-серый синий — 3-6 микрон;
• синий — 6-8 микрон;
• темно-синий — более 8 микрон.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки

На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП. При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.

Заготовка с фотошаблоном под оргстеклом. Используем коробку из-под компакт-диска.

Экспозиция (засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Источник света	Время	Расстояние	Примечание
ртутная лампа Philips HPR125	3 мин.	30 см	покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 1000W	1,5 мин.	50 см	покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 500W	2,5 мин.	50 см	покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
кварцевая лампа 300W	3-4 мин.	30 см	покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
солнечный свет	5-10 мин.	лето, в полдень, безоблачно	покрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
лампы Osram-Vitalux 300W	4-8 мин.	40 см	покрытие из кварцевого стекла толщиной 8 мм

Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.

Проявление экспонированной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) — подробнее смотрите в начале статьи — при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет — мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки — вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества — недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.

При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, — это ускоряет процесс.

Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста

Я делаю это под водопроводным краном — обычной водопроводной водой.

Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявления

Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

         
Плата вытравлена

Как готовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворяем в слегка (до 40°C) подогретой воде FeCl₃ до тех пор, пока не перестанет растворяться. Фильтруем раствор. Хранить нужно в затемненном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке — в стеклянных бутылках, например.

Удаление уже ненужного фоторезиста

Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм — в таком случае сверло будет хорошо центроваться.

Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью — неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне — не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

• переходные отверстия — 0,8 мм и менее;
• интегральные схемы, резисторы и т.д. — 0,7-0,8 мм;
• большие диоды (1N4001) — 1,0 мм;
• контактные колодки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.

При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.

Лужение меди на ПП

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.

Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.

Хочу поделиться еще одним способом лужения при помощи сплава «Розе», также проверенным на практике. Обыкновенная водопроводная вода наливается в консервную банку или небольшую мисочку, добавляется немного лимонной кислоты или уксуса, ставится на плиту. В кипящую воду помещается плата, высыпается несколько застывших капель сплава «Розе», которые тут же плавятся в кипящей воде, и ваткой, намотанной на длинный пинцет или палочку (чтобы не обжечься паром), аккуратно размазываются по дорожкам. По завершении процесса вода сливается, а застывшие остатки сплава складываются в какую-либо емкость до следующего использования.

Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.

Если у вас большое производство — можно использовать химическое лужение.

Нанесение защитной маски

Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C — она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке — не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.

Все, двусторонняя печатная плата с маской готова

Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил — не было такой необходимости.

       
Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов

А вот и само устройство, для которого делалась ПП:

Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи — ради этого стоило возиться с ПП ;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке. Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.

Дополнительная информация

Металлизация отверстий

В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) — 2 г, едкий натр — 4 г, нашатырный спирт 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл, вода — 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал — готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.

Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 A/см², температура — 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.

Фрагмент печатной платы, где видна металлизация в отверстии

Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.

Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим!). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт — 70-120 г/л, бихромат аммония — 8-10 г/л, этиловый спирт — 100-120 г/л. Избегать яркого света! Наносится в 2 слоя: первый слой — сушка 20-30 минут при 30-45°C — второй слой — сушка 60 минут при 35-45°C. Проявитель — 40-процентный раствор этилового спирта.

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

	1	2	3	4
Двухлористое олово SnCl2*2H2O	5,5	5-8	20	10
Тиокарбамид CS(NH2)2	50	35-50	–	–
Серная кислота H2SO4	–	30-40	–	–
Винная кислота C4H6O6	35	–	–	–
Каустическая сода NaOH	–	6	–	–
Молочнокислый натрий	–	–	200	–
Сернокислый алюминий-аммоний (алюмоаммонийные квасцы)	–	–	–	300
Температура, °C	60-70	50-60	18-25	18-25

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях — великолепных результатов все равно не получите.

Как изготавливаются печатные платы »Электроника

Процесс, посредством которого голые печатные платы, печатные платы, используемые в электронных продуктах, даже немного важен, как сборка с компонентами.

---

Производство печатных плат Включает:
Основы производства печатных плат Как правильно выбрать производителя печатной платы

---

Процесс производства печатных плат очень важен для всех, кто работает в электронной промышленности. Печатные платы, PCB, очень широко используются в качестве основы для электронных схем.Печатные платы используются для обеспечения механической основы, на которой может быть построена схема. Соответственно, практически во всех схемах используются печатные платы, и они разработаны и используются в миллионах.

Хотя сегодня печатные платы составляют основу практически всех электронных схем, они обычно воспринимаются как должное. Тем не менее, технологии в этой области электроники продвигаются вперед. Размеры дорожек уменьшаются, количество слоев в платах увеличивается, чтобы приспособиться к возросшей требуемой связности, а правила проектирования улучшаются, чтобы гарантировать, что меньшие устройства SMT можно обрабатывать, а процессы пайки, используемые в производстве, могут быть адаптированы.

Процесс производства печатной платы может осуществляться разными способами, и существует множество вариантов. Несмотря на множество небольших вариаций, основные этапы производственного процесса печатной платы одинаковы.

Составные части печатной платы

Печатные платы, PCB, могут быть изготовлены из различных материалов. Наиболее широко используется в виде плит на основе стекловолокна, известных как FR4. Это обеспечивает разумную степень стабильности при изменении температуры и не вызывает серьезных поломок, но при этом не является чрезмерно дорогостоящим.Для печатных плат в недорогих коммерческих продуктах доступны другие более дешевые материалы. Для высокопроизводительных радиочастотных конструкций, где важна диэлектрическая проницаемость подложки и требуются низкие уровни потерь, можно использовать печатные платы на основе ПТФЭ, хотя с ними гораздо труднее работать.

Чтобы сделать печатную плату с дорожками для компонентов, сначала получают плату с медным покрытием. Он состоит из материала подложки, обычно FR4, с медным покрытием обычно с обеих сторон.Эта медная оболочка состоит из тонкого слоя медного листа, прикрепленного к плате. Это соединение обычно очень хорошо для FR4, но сама природа ПТФЭ делает это более трудным, и это добавляет сложности при обработке печатных плат из ПТФЭ.

Базовый процесс производства печатной платы

Когда выбраны и доступны голые печатные платы, следующим шагом будет создание необходимых дорожек на плате и удаление нежелательной меди. Изготовление печатных плат обычно осуществляется с использованием процесса химического травления.Наиболее распространенной формой травления печатных плат является хлорид железа.

Для получения правильного рисунка следов используется фотографический процесс. Обычно медь на неизолированных печатных платах покрывается тонким слоем фоторезиста. Затем он подвергается воздействию света через фотопленку или фото-маску, детализирующую требуемые дорожки. Таким образом изображение дорожек переносится на фоторезист. В этом комплекте фоторезист помещается в проявитель, так что только те области платы, где необходимы дорожки, покрываются резистом.

Следующим этапом процесса является размещение печатных плат в хлористом железе для протравливания участков, где не требуются дорожки или медь. Зная концентрацию хлорида железа и толщину меди на плате, ее помещают в пену для травления на необходимое время. Если печатные платы находятся в травлении слишком долго, некоторая четкость теряется, так как хлорид железа будет иметь тенденцию подрезать фоторезист.

Хотя большинство печатных плат производятся с использованием фотографической обработки, доступны и другие методы.Один из них – использовать специализированный высокоточный фрезерный станок. Затем машина управляется для фрезерования меди в тех областях, где она не требуется. Очевидно, что управление автоматизировано и управляется файлами, созданными программным обеспечением для проектирования печатных плат. Эта форма производства печатных плат не подходит для больших партий, но является идеальным вариантом во многих случаях, когда требуются очень небольшие количества прототипов печатных плат.

Другой метод, который иногда используется для прототипа печатной платы, – это печать устойчивых к травлению чернил на печатной плате с использованием процесса шелкографии.

Платы печатные многослойные

С увеличением сложности электронных схем не всегда возможно обеспечить все необходимые соединения, используя только две стороны печатной платы. Это происходит довольно часто, когда разрабатываются плотные микропроцессоры и другие подобные платы. В этом случае требуются многослойные плиты.

Производство многослойных печатных плат, хотя и использует те же процессы, что и для однослойных плат, требует значительно большей точности и контроля производственного процесса.

Платы изготавливаются из гораздо более тонких отдельных плат, по одной на каждый слой, которые затем склеиваются вместе, чтобы получить общую печатную плату. По мере увеличения количества слоев отдельные платы должны становиться тоньше, чтобы готовая печатная плата не стала слишком толстой. Кроме того, совмещение между слоями должно быть очень точным, чтобы все отверстия совпадали.

Для склеивания различных слоев между собой плита нагревается для отверждения связующего материала. Это может привести к некоторым проблемам с деформацией.Большие многослойные доски могут иметь отчетливую деформацию, если они неправильно спроектированы. Это может произойти, в частности, если, например, один из внутренних слоев является плоскостью питания или заземлением. Хотя это само по себе нормально, если некоторые достаточно значительные участки нужно оставить свободными от меди. Это может вызвать деформации в печатной плате, которые могут привести к деформации.

Отверстия и переходные отверстия для печатной платы

Отверстия, часто называемые сквозными отверстиями или переходными отверстиями, необходимы в печатной плате для соединения различных слоев в разных точках.Отверстия также могут потребоваться для установки компонентов с выводами на печатной плате. Дополнительно могут потребоваться некоторые крепежные отверстия.

Обычно внутренние поверхности отверстий имеют слой меди, так что они электрически соединяют слои платы. Эти «гальванические сквозные отверстия» производятся с использованием процесса гальваники. Таким образом можно соединить слои доски.

Затем сверление выполняется с использованием сверлильных станков с числовым программным управлением, данные поступают из программного обеспечения для проектирования печатных плат CAD.Стоит отметить, что уменьшение количества отверстий разного размера может помочь снизить стоимость изготовления печатной платы.

Может потребоваться, чтобы некоторые отверстия существовали только в центре платы, например, когда необходимо соединить внутренние слои платы. Эти «глухие переходы» просверливаются в соответствующих слоях до того, как слои печатной платы будут склеены вместе.

Паяльное покрытие и сопротивление припоя для печатных плат

При пайке печатной платы необходимо, чтобы области, которые не должны быть припаяны, были защищены слоем так называемого паяльного резиста.Добавление этого слоя помогает предотвратить нежелательные короткие замыкания на печатных платах, вызванные припоем. Паяльный резист обычно состоит из полимерного слоя и защищает плату от припоя и других загрязнений. Цвет припоя резиста обычно темно-зеленый или красный.

Чтобы компоненты, добавленные к плате, выводные или SMT, можно было легко припаять к плате, открытые участки платы обычно «луженые» или покрываются припоем. Иногда доски или участки досок могут быть покрыты золотом.Это может быть применимо, если некоторые медные пальцы будут использоваться для краевых соединений. Поскольку золото не тускнеет и обладает хорошей проводимостью, оно обеспечивает хорошее соединение при невысокой стоимости.

Шелкография для печатных плат

Часто бывает необходимо напечатать текст и разместить другие мелкие печатные элементы на печатной плате. Это может помочь в идентификации платы, а также в маркировке местоположения компонентов, чтобы помочь в поиске неисправностей и т. Д. Шелкография, созданная программным обеспечением для проектирования печатных плат, используется для добавления маркировки на плату после других производственных процессов для пустой платы. были завершены.

Прототип печатной платы

В рамках любого процесса разработки обычно рекомендуется создать прототип перед тем, как приступить к полноценному производству. То же самое и с печатными платами, на которых прототип печатной платы обычно изготавливается и испытывается перед полным производством. Как правило, прототип печатной платы необходимо изготовить быстро, так как всегда есть необходимость завершить этап проектирования оборудования при разработке продукта. Поскольку основной целью прототипа печатной платы является проверка фактического макета, часто допустимо использовать несколько иной процесс производства печатной платы, поскольку потребуется лишь небольшое количество прототипов печатных плат.Однако всегда разумно придерживаться как можно ближе к окончательному процессу изготовления печатной платы, чтобы гарантировать, что в окончательную печатную плату будет внесено мало изменений и несколько новых элементов.

Процесс производства печатных плат является важным элементом жизненного цикла производства электроники. При производстве печатных плат используются многие новые области технологий, что позволило значительно улучшить как в уменьшении размеров используемых компонентов и дорожек, так и в надежности плат.

Другие строительные идеи и концепции:
Пайка Пайка компонентов SMT ESD – Электростатический разряд Производство печатных плат Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Строительные методы». . .

Что такое производство печатных плат? Все, что вам нужно знать

В мире электроники печатная плата (PCB) встречается повсеместно. Они бывают разных размеров и форм и контролируют работу устройства.Для многих печатная плата выглядит как небольшая карта или произведение современного искусства, а не как мозг высокотехнологичного устройства.

Чтобы создать эту сложную технологию, производители должны выполнить несколько сложных шагов.

Что такое печатная плата?

Печатная плата – это необходимый компонент в любой технологии. Печатная плата соединяет электронику, давая им возможность общаться. Чтобы доска поместилась в компактном пространстве, на плате обычно есть соединительные слои, которые прижимаются друг к другу.

Некоторые печатные платы могут иметь 30 и более слоев!

Плата имеет токопроводящие элементы, вытравленные на непроводящем материале. Впервые он был разработан в 1920-х годах, но в серийное производство он поступил только в 1940-х годах.

Как производится печатная плата?

Для изготовления печатной платы производители используют несколько общих шагов, которые используются в других сложных продуктах. Но на печатной плате есть несколько дополнительных шагов.

Шаг 1: Проектирование печатной платы

Как только покупатель размещает заказ, производитель, дизайнер и покупатель вместе создают дизайн.Время, необходимое для окончательного проектирования, варьируется, поскольку производители используют разные методы.

В конце концов, в дизайне должны быть пошаговые инструкции для конкретной печатной платы. Файлы проверяются и готовятся. Затем с помощью калькулятора ширины следа производители могут определить детали для внутреннего и внешнего слоев.

Шаг 2: Печать дизайна

После того, как производитель и заказчик утвердили дизайн, следующим шагом является подготовка карты.Печать дизайна помогает производителю увидеть, что нужно каждому слою.

Производители используют лазерный принтер, использующий прозрачные чернила для отображения непроводящих участков и черные чернила для проводящих участков, которые будут состоять из медных дорожек и цепей. Печатный принтер подготавливает пленку, поэтому детали каждого слоя легко распознать.

Шаг 3. Создание подложки

Первым этапом производства печатной платы является создание подложки, на которой будут размещены компоненты.Подложка не токопроводящая и изолирует компоненты. Он помещается в печь для полуотверждения, затем медь предварительно приклеивается к обеим сторонам каждого слоя.

Медь протравлена, чтобы воспроизвести рисунок с отпечатанных пленок. На этом этапе печатная плата, с которой мы знакомы, начинает обретать форму.

Шаг 4: Печать внутренних слоев

Внутренние слои – это следующая часть печатной платы, на которую следует обратить внимание. Производители используют автоматизированный оптический контроль (AOI) для тщательной оценки каждого слоя многослойной печатной платы перед их ламинированием.

Дизайн печатается на корпусе конструкции, также называемой ламинатом.

После печати дизайна на ламинат накрывается светочувствительная пленка из фотореактивных химикатов. Фотореактивная пленка затвердевает под воздействием света. Пленка помогает производителю выровнять чертежи на доске.

После затвердевания пленки:

Производитель просверливает в печатной плате несколько отверстий для выравнивания слоев.

Шаг 5: Использование ультрафиолетового света

Когда отверстия закрываются, производители помещают резист и ламинат под ультрафиолетовое излучение, чтобы еще больше укрепить структуру.Резист представляет собой стойкое полимерное покрытие, которое придает печатной плате зеленый цвет.

После того, как плата затвердеет, свет покажет производителям, куда идут медные дорожки. Черные чернила из шага 2 не затвердевают и удаляются позже. После того, как резист и ламинат затвердеют, картон помещают в щелочной раствор, чтобы удалить любых остатков резиста .

Шаг 6: Удаление нежелательной меди

Во время производства на плате будут ненужные остатки меди.Производители используют химический раствор для удаления нежелательной меди. Раствор разрушает металл, но фоторезист остается нетронутым.

Шаг 7: Проверка слоев

Поскольку печатная плата требует точного выравнивания, производителям необходимо регулярно проверять проекты. После удаления меди необходимо проверить выравнивание слоев. Оптический перфоратор просверливает отверстия, чтобы слои были правильно выровнены.

Это последний этап проверки , поэтому другая машина ищет другие дефекты.Что-либо после этого шага не может быть исправлено, так как фундамент печатной платы готов.

Шаг 8: ламинирование слоев

Если доска прошла проверку, следующим шагом будет ламинирование слоев. Слой эпоксидной смолы помещается в выравнивающую ванну. Эта смола называется препрегом, и следующий шаг включает покрытие ее слоем субстрата.

Затем добавляется медная фольга. Потом еще препрег и еще один слой меди.

Шаг 9: Нажатие слоев

Когда слои выровнены и готовы, производитель печатной платы использует механический пресс, который прикладывает тепло и давление.Эпоксидная смола в слое препрега плавится, чтобы сплавить слои.

Шаг 10: сверление слоев

После того, как слои прижаты, следующий шаг включает в себя дополнительное сверление. Эти просверленные отверстия обнажают основу и внутренние панели. Дрель с компьютерным управлением работает одновременно с двумя или тремя панелями.

Шаг 11: Покрытие печатной платы

Когда просверленные отверстия находятся на месте, слои покрываются химическим раствором, который их соединяет.Во время этого процесса печатная плата тщательно очищается с помощью нескольких химикатов.

Со временем производители покрывают панель тонким слоем меди, толщина которого составляет всего 45–60 миллионных долей дюйма.

Шаг 12: Визуализация внешнего слоя

После процесса нанесения покрытия производители наносят слой фоторезиста (аналогичный тому, что наносится на шаге 3) до того, как произойдет формирование изображения. УФ-свет используется для упрочнения фоторезиста, и любой лишний фоторезист удаляется перед нанесением следующего слоя покрытия.

Шаг 13: Покрытие панели

Производители наносят на панель еще один слой тонкой меди. Затем нанесите тонкий слой оловянной защиты, которая защищает медь от травления во время следующего шага.

Шаг 14: Протравка соединений

Производители удаляют излишки меди с помощью химического раствора. Защитный слой олова удерживает необходимую медь на месте. На этом этапе подключения к печатной плате установлены.

Шаг 15: Нанесение паяльной маски и условных обозначений

После нанесения покрытия и удаления излишков металла все панели очищаются перед нанесением еще одного слоя эпоксидной смолы с паяльной маской. На этом этапе паяльная маска окрашивает плату в зеленый цвет.

Тогда:

Производитель использует шелкографию для печати важных частей платы для справки на следующих этапах.

Шаг 16: Обработка поверхности

Это последний этап производства перед тестированием.На этом этапе применяется последний химический процесс для отделки поверхности. Производители могут выбирать из нескольких продуктов для отделки, но большинство выбирают уровень для пайки горячим воздухом (HASL).

Другие варианты:

• Золото с иммерсионным никелем, нанесенное химическим способом (ENIG)
• Мягкое или твердое золото
• Иммерсионное олово или серебро
• Органический консервант для пайки (OSP)

Шаг 17: Тестирование печатной платы

Печатная плата не готова, пока не пройдет заключительный тест.Техник выполняет электрическую проверку. Техник подтверждает, что печатная плата функционирует и соответствует оригинальным чертежам.

Изготовление печатной платы, состоящее из 17 точных шагов, представляет собой длительный и сложный процесс, в котором используются самые разные материалы. Если вам нужна высококачественная печатная плата, рассмотрите возможность передачи процесса контрактному производителю, так как он обладает техническими знаниями и рентабельными методами производства.

Все, что вам нужно знать перед началом работы!

Тщательное тестирование и создание прототипа вашей схематической конструкции является важным этапом любого производственного процесса.Наличие прототипа печатной платы позволит вам выявить недостатки конструкции и устранить их на этом этапе.

Прежде чем отправлять продукт производителю, убедитесь, что вы обнаружили все ошибки и недостатки конструкции. Меньше всего вам нужно, чтобы у вас на руках были тысячи неисправных продуктов.

Создание прототипа выкройки печатной платы также является еще одним подтверждением правильности концепции. Это полезно как для доказательства вашей интеллектуальной собственности, так и для демонстрации вашего продукта потенциальным инвесторам и покупателям.

Но что такое прототип печатной платы? В этой статье мы обсудим прототипы печатных плат, их использование и требования к сборке, связанные с ними.

Что такое прототип печатной платы?

Прототип печатной платы – важный этап в процессе проектирования электрического элемента. Печатные платы используют токопроводящие дорожки для соединения компонентов.

Печатные платы

имеют более низкие производственные затраты, чем традиционные печатные платы.Поскольку они напечатаны, нет необходимости в сложном процессе подключения.

Компании, занимающиеся проектированием электроники, могут получить выгоду от более быстрого выполнения работ, поскольку процесс производства печатной платы намного менее трудоемок, чем традиционные печатные платы.

Из-за отсутствия проводки печатные платы более безопасны и надежны. Они также менее подвержены коротким замыканиям. Использование печатных плат также предотвращает разрыв или разрыв проводов.

В чем разница между прототипами печатных плат и беспаечными макетами?

Макетная плата без пайки – полезный инструмент в разработке электроники.Беспаечные макеты используются с 1970-х годов.

Макетные платы состоят из сетки подпружиненных зажимов, обеспечивающих электрические соединения.

Макетные платы являются временными и могут быть повторно использованы для других проектов, что делает их удобным инструментом при создании прототипов. Их можно использовать для проверки функций конкретной конструкции перед тем, как впоследствии можно будет собрать печатную плату.

Макетные платы имеют некоторые ограничения. Они работают только с компонентами со сквозным отверстием, тогда как на печатной плате обычно используются компоненты для поверхностного монтажа.

Хотя макетная плата может быть полезна для определенных схем, она может вызвать проблемы при использовании макетных плат в качестве значимого прототипа из-за отсутствия компонентов для поверхностного монтажа.

В большинстве случаев современные схемы должны содержать прототипы печатных плат, а не довольствоваться макетом.

Как устроена печатная плата?

Существует несколько типов печатных плат. Наиболее распространены односторонние и медные дорожки, соединяющие компоненты на одной стороне печатной платы.Они называются однослойными печатными платами, хотя вы также можете найти двухсторонние печатные платы и многослойные печатные платы.

Печатная плата состоит из нескольких элементов. К ним относятся FR4, медь, паяльная маска и шелкография.

FR4

FR означает «огнестойкий». FR4 – это ламинат на основе эпоксидной смолы, армированный стекловолокном. Это основной элемент печатной платы, а также часть, придающая ей жесткость.

Медь

На плату ламинирована медь.Этот процесс включает нагревание и клей. Количество используемых медных пластин определяет, будет ли плата однослойной, двухслойной или многослойной.

Паяльная маска

Слой паяльной маски на месте для изоляции медных дорожек. Это предотвращает паяные перемычки и предохраняет медь от контакта с другим металлом.

Шелкография

Последним слоем на печатной плате является слой шелкографии.Это используется для печати букв и цифр на печатной плате, чтобы облегчить процесс сборки. Хотя белый цвет является наиболее распространенным выбором, можно использовать любой цвет.

Что такое процесс производства печатных плат?

Есть два различных типа процессов, используемых при изготовлении печатных плат; к ним относятся монтаж в сквозном отверстии и поверхностный монтаж.

В технологии сквозных отверстий используются выводы, вставленные в отверстия на одной стороне печатной платы. Затем они припаиваются к медному слою на противоположной стороне.

Накладная технология припаяна непосредственно к плате. Нет необходимости использовать лиды.

Преимущество технологии поверхностного монтажа над платами со сквозными отверстиями состоит в том, что вы можете создавать меньшие печатные платы с возможностью выполнения более сложных процессов.

Каковы требования для создания прототипа печатной платы?

Прежде чем вы создадите прототип вашей печатной платы, вам потребуется соответствующая документация.

Сосредоточьте свое внимание на создании удобочитаемой и простой в использовании документации, чтобы убедиться, что ваш проект правильный.Производственная документация на печатную плату никогда не должна оставаться в стороне.

Документация вашей печатной платы должна включать некоторый контекст. Это особенно актуально, когда вы разрабатываете инновационные или запатентованные технологии.

Чтобы убедиться, что производственная документация вашей печатной платы верна, и чтобы максимально упростить процесс для себя, вы можете выполнить следующие шаги:

• Используйте шаблоны для экономии времени
• Имейте в виду, что все изменения и удаления были сделаны при использовании копий на основе более старой документации
• Убедитесь, что у вас есть процесс проверки и подписания для обеспечения точности
• Убедитесь, что вся ваша документация соответствует завершенному дизайну.
• Убедитесь, что номера деталей актуальны.

Таким образом, при поиске профессионально изготовленных прототипов печатных плат вы должны тщательно подбирать информацию, которую вы предоставляете. Ошибки на странице могут привести к сбоям в работе прототипа. Это может привести к более длительному и более дорогостоящему процессу тестирования.

Где можно построить прототип печатной платы?

С пандемией коронавируса и проблемами, которые она принесла миру промышленности и торговли, имея возможность изготовить свой прототип печатной платы на U.С. почва имеет много преимуществ.

Используя Imagineering для прототипов и производства, вы выиграете от сокращения времени выполнения работ и снижения затрат из-за отсутствия тарифов. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить расценки и обсудить ваши потребности в производстве прототипов и печатных плат.

Все, что вам нужно знать о производстве и сборке печатных плат

Все, что вам нужно знать о сборках печатных плат

Обзор

Печатная плата

представляет собой интеграцию печатных плат, компонентов и электронных аксессуаров.Интеграция процесса сборки с производственными процессами и процессами изготовления печатных плат имеет решающее значение для соответствия высочайшим стандартам качества. Сам процесс сборки печатной платы включает как ручные, так и автоматизированные этапы. Перед тем как перейти к шагу 1, важно понять основные задействованные печатные платы и связанные с ними компоненты.

Базовые варианты печатных плат

• Односторонние печатные платы : слой меди установлен только с одной стороны; другой предназначен для комплектующих

• Двусторонние / многослойные печатные платы : два или более слоя меди, установленных на их сторонах, с соблюдением целостности цепи

Общие типы оснований для печатных плат:

• Жесткие печатные платы : негибкие основания из таких материалов, как стекловолокно, эпоксидные смолы или фенолы.
• Гибкие печатные платы : Гибкие основания из жаропрочного пластика, такого как каптон.
• Печатные платы с металлическим сердечником : Основания с металлическим сердечником, которые эффективно распределяют тепло для защиты чувствительных компонентов платы.

Учитывая хрупкую природу печатных плат, они должны быть тщательно защищены от грубого использования, периодического износа или суровых условий окружающей среды. Выбор правильной технологии монтажа может иметь большое значение для обеспечения беспроблемной сборки.

Популярные технологии монтажа

Технология поверхностного монтажа: Во время изготовления и сборки печатной платы резисторы или диоды размещаются на поверхности платы для небольших компонентов и интегральных схем

Технология сквозных отверстий: Вставляет провода и провода через отверстия на плате; идеально подходит для крупных компонентов, таких как конденсаторы.

Основные этапы сборки печатной платы

Шаг 1. Паяльная паста

Самым первым шагом сборки печатной платы является нанесение на плату паяльной пасты.Сборщики наносят пасту на определенные детали, где в конечном итоге будут размещены компоненты. В случае пайки волной припой обеспечивается соответствующая машина.

Шаг 2: Подобрать и разместить

Устройство Pick and Place обычно представляет собой роботизированное устройство, которое размещает компоненты для поверхностного монтажа на печатной плате.

Шаг 3. Пайка оплавлением

После того, как паяльная паста и компоненты размещены на своих местах, шаг 3 касается полного затвердевания, которое гарантирует, что компоненты останутся на плате.

Шаг 4: Проверка

Собранная плата должна быть протестирована для выявления плохого качества соединения или короткого замыкания, чтобы ее функциональность соответствовала строгим стандартам контроля качества.

• Визуальный осмотр
• Рентгеновский контроль

Шаг 5: Тестирование

Тестирование должно проводиться всесторонне – от моделирования до проверки эффективности сборки до мониторинга производительности отдельных компонентов.

• Автоматический оптический контроль может повысить точность и согласованность производства, поскольку они легко преодолевают препятствия, с которыми сталкиваются ручные методы. Это помогает снизить затраты за счет обнаружения неисправностей на ранней стадии.
• Внутрисхемное тестирование обеспечивает индивидуальное измерение каждого компонента, чтобы убедиться, что он работает в соответствии со спецификациями. Они лучше всего подходят для производственных линий с большими объемами.
• Функциональное тестирование выполняется на завершающей стадии производственного процесса.Он создает смоделированную среду для тестирования всей сборки печатной платы, прежде чем продукт поступит на рынок.

Критические отказы в сборке печатной платы

Нарушение конструкции компонентов

При сборке компоненты могут быть неправильно размещены, что может привести к удорожанию производства. В других случаях ограниченное пространство или неправильная толщина платы могут привести к перегреву, что может привести к выгоранию деталей, утечке жидкостей или проблемам с пайкой.

Износ

Какой бы прочной ни была печатная плата, срок ее службы ограничен.Из-за неисправных компонентов печатной платы может потребоваться большая доработка, включая осмотр и анализ. В конце концов, возникнет необходимость в полной замене системы.

Условия окружающей среды

Хрупкий характер компонентов печатной платы делает их неспособными выдерживать различные условия окружающей среды. От влаги и мусора до пыли и случайных ударов, вызванных суровой погодой, они вызывают сбои, такие как скачки напряжения или термическое напряжение.

Заключение

В процессе производства и сборки печатной платы существует множество отдельных этапов, которые должны выполняться без проблем, чтобы конечный продукт был высокого качества.Шаги, задействованные в каждом из них, должны быть совместимы со следующим, чтобы производственный цикл был четким, плавным и максимально быстрым. Также важно обеспечить немедленное выявление любых производственных или производственных проблем, чтобы предотвратить любые сбои в общем выпуске.

---

Что вы хотите производить сегодня?

Свяжитесь с V-J Electronic Assemblies, от создания прототипа до полного цикла производства, и позвольте нам упростить ваши требования к электронному производству.

ПОЗВОНИТЕ ТЕРРИ
281.313.6111

---

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА
[email protected]
[email protected]

Какие печатные платы сделаны из Руководства

К настоящему времени вы знаете, как разработать свою печатную плату, прочитав предыдущую главу. Технология изготовления печатных плат сложна и требует многоступенчатого производственного процесса. Вы также должны выбрать производителя, у которого есть все высокоточное оборудование, чтобы воплотить ваш проект в жизнь.Мы собираемся вкратце обсудить процесс изготовления печатных плат специально для вас.

1. Изготовление подложки

Печатные платы можно рассматривать как сэндвичи, состоящие из нескольких слоев. Базовый материал, который находится в середине, известен как субстрат. Затем материал подложки отвечает за ширину печатной платы. Вы можете рассмотреть печатную плату под углом и обнаружить, что самый толстый слой – это подложка.

Традиционно печатные платы изготавливались с жесткой подложкой из стекловолокна.В настоящее время можно найти гибкий материал подложки. Может быть много материалов, но один из стандартных вариантов – использование специального пластика для подложки, который может выдерживать высокие температуры.

Материал, из которого изготовлена ​​подложка, обычно распределяется; затем производитель окунает его или опрыскивает эпоксидной смолой. Затем материал раскатывается до желаемой толщины, как будто скалкой раскатывает корку пирога.

Ролики перестают катиться, когда субстрат достигает желаемой толщины и переходит к следующему этапу, а субстрат помещается в печь, чтобы он стал твердым и твердым после отверждения.После завершения этого шага вы создали самый первый слой вашей печатной платы.

2. Медные слои

Медные слои необходимы для передачи электричества по всей печатной плате. В зависимости от назначения печатные платы имеют простую или сложную конструкцию. Помимо основного слоя основы, еще одним важным компонентом являются слои меди.

Ваш кулачок PCB поставляется с одним слоем меди, нанесенным на верхнюю часть или двумя слоями с обеих сторон подложки.Печатная плата также может иметь множество слоев с другой медью и подложкой. Некоторые печатные платы, используемые в современных устройствах или смартфонах, содержат более 12 или 16 слоев меди.

Слои меди намного меньше по ширине, чем слои подложки, и у вас не будет электричества, протекающего через вашу цепь, если они отсутствуют.

Производитель может использовать комбинацию различных методов для приклеивания меди к поверхности подложки. Любые стандартные методы включают использование тепла, давления и клея, чтобы медные слои прочно закрепились на подложке.После того, как медь приклеится к подложке, вы можете взять печатную плату для сверления.

Для того, чтобы ваше устройство функционировало, печатная плата должна передавать заряд в нужные точки с одного слоя на другой слой на плате. Вам нужно будет создать отверстия, называемые переходными отверстиями, через которые будет проходить стоимость. Производитель предлагает несколько вариантов сверления отверстий на печатной плате и может использовать CO2-лазер, УФ-лазер или другое оборудование.

Точность и эффективность сверлильного станка определяют точность и сложность печатной платы.

Вы должны очистить отверстия от мусора или любого материала, который мог остаться после процесса сверления. С них также можно удалить заусенцы, чтобы дополнительный материал прилипал к печатной плате. После этого внутренние стороны переходных отверстий покрываются медью для переноса заряда с одного слоя печатной платы на другой.

Затем вам нужно распечатать выкройку схемы на плате. Производитель может развернуть медь в точном соответствии с конструкцией, чтобы получить доступ к плате.В противном случае они могут нанести медь на всю плату, а затем удалить медь, чтобы вытравить рисунок схемы.

Печатную плату можно подвергнуть воздействию щелочной ванны для удаления лишней ненужной меди.

Теперь вам нужно добавить другие компоненты, такие как транзисторы, конденсаторы или светодиоды на печатной плате. Вы можете припаять детали к плате с помощью паяльника. Перед добавлением функций печатная плата проходит серию электрических испытаний с использованием тестера сети или летающего зонда, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или обрывов соединения.

Ваш производитель может также использовать машину для откачки деталей на вашу печатную плату.

Изображение 5: Медные узоры

3. Последняя паяльная маска

Металлы, оставшиеся на печатной плате, могут быть повреждены. Медь по своей природе ржавеет, что делает вашу печатную плату бесполезной. Вы можете надежно защитить медное покрытие и другие компоненты печатной платы, добавив сверху дополнительный защитный слой.

Обычно производители используют золото, никель или свинцово-оловянное покрытие для покрытия определенных уязвимых частей печатной платы. В довершение ко всему, производитель предоставляет еще один слой, называемый паяльной маской.

Зеленый цвет, который вы видите на печатных платах, связан с нанесением слоя паяльной маски; паяльная маска также выполняет некоторые другие функции, помимо покрытия и защиты всех металлических частей, которые не должны соединяться ни с чем, слой паяльной маски также гарантирует, что ток течет в нужные места по абсолютным путям.

Иногда вы также можете найти слой шелкографии поверх паяльной маски, используемой для вырезания этикеток на необходимых деталях.

После того, как все будет сделано, производитель обрежет и избавит от лишнего материала или ненужных деталей, которые не требуются на вашей печатной плате.

Изображение 6: Зеленая паяльная маска

5 、 Вывод

Как производится ваша печатная плата | ОРЕЛ

Интересно, как на самом деле производится созданная вами только что созданная печатная плата? Я был, пока не нашел кучу видео от производителей на Youtube и чуть не заснул, пытаясь проанализировать все технические детали.Дело не в том, что процесс производства печатных плат скучен сам по себе, есть масса увлекательного оборудования, а также много человеческого труда и любви, которые входят во все это. Это просто объясняется очень и очень сухо.

Итак, если вы когда-нибудь чувствовали себя немного разобщенными между завершением проекта, отправкой его на производство и гадающими, что произойдет после того, как вы получите коробку с вашей новой печатной платой, этот блог для вас. Давайте разберемся, как производится ваша печатная плата, простым языком, с помощью бутерброда.

При чем тут бутерброды?

Честно говоря, аналогия с сэндвичем не идеальна. Но чем больше я пытался придумать идеальное физическое представление того, как делается печатная плата, тем больше подходил сэндвич. У вас есть верхний и нижний слои (хлеб), ваши внутренние слои (мясо, сыр, приправы), и все вместе образует законченное целое.

Типичный набор слоев печатной платы выглядит как бутерброд ( Источник изображения )

Прежде чем мы начнем, важно знать, что печатные платы производятся на гигантских панелях, которые содержат множество других печатных плат.Может быть, они все ваши, а иногда они объединяют несколько дизайнов на одной панели, чтобы всем сэкономить. Процесс, о котором мы поговорим ниже, заключается в создании полноценной многопользовательской доски, и если вы имеете дело только с 1-2-слойными дизайнами, вам потребуется меньше шагов.

Шаг 1. Список покупок

Первый шаг в изготовлении печатной платы начинается с вас. Так же, как и при составлении списка покупок для вашего следующего шедевра сэндвича, вам нужно собрать все файлы дизайна вместе, чтобы передать их производителю, в том числе:

• Файл Gerber – В этом файле содержится вся необходимая производителю информация о медных прокладках, паяльной маске и шелкографии.
• Drill File – Этот файл поможет вашему производителю понять размеры и расположение каждого сверла на вашей доске
• Netlist File – Этот удобный файл поможет вашему производителю понять, как все ваши компоненты будут связаны вместе.

Когда вы передадите все файлы своего дизайна производителю, пора показывать!

Шаг 2 – Выбор мяса и сыра

На шаге 2 ваш производитель создаст внутреннее устройство вашей печатной платы.Это начинается с гигантской машины для печати на пленке, которая создает изображение верхнего и нижнего внутренних слоев вашей печатной платы.

Создание изображения верхнего и нижнего слоев с помощью фотоплоттера. ( Источник изображения )

Небольшое примечание – большинство фабрик больше даже не используют пленки. Продвинулась технология, в которой лазеры могут создавать изображение прямо на печатной плате, вырезая пленочного посредника.

Лазерный плоттер в работе.( Источник изображения )

Шаг 3 – Соедините мясо и сыр вместе

Затем созданные изображения для ваших внутренних слоев печатной платы ламинируются на медную панель с помощью некоторого количества смолы (в основном, промышленного клея). Затем эта панель покрывается слоем светочувствительной пленки.

На этом этапе реальный человек возьмет медную панель, посветит на нее ультрафиолетовым светом и позволит науке укрепить светочувствительную пленку и создать ваши медные узоры.

Изображения печатных плат ламинируются на медный слой, чтобы раскрыть ваши шаблоны проектирования.

Шаг 4 – Растопите сыр, пожалуйста

Теперь, когда ваши медные рисунки на панели, пора принять успокаивающую щелочную ванну, чтобы собрать все вместе! Этот процесс удаляет любую лишнюю медь, которая остается вокруг, оставляя только оригинальные узоры, которые вы создали в процессе проектирования.

Нет ничего лучше успокаивающей щелочной ванны для удаления лишней меди с печатной платы.

Шаг 5 – Пусть все остынет

Теперь пора взглянуть и убедиться, что все в порядке. Некоторое удобное программное обеспечение для проверки будет использовано для сравнения вновь созданной медной панели с вашими исходными проектными данными, чтобы убедиться, что все правильно.

Шаг 6 – Сходите с ума от приправ

А теперь пора добавить в бутерброд некоторые из этих восхитительных приправ. На этом этапе процесса другой сертифицированный человек возьмет вашу медную панель, добавит к ней несколько слоев фольги и завершит ее слоями препрега (в основном лист стекловолокна с добавлением клея).

Этот недавно сформированный набор слоев затем соединяется вместе благодаря сильному нагреву и давлению. Когда их достают из духовки, эти комбинированные слои образуют внешние слои вашей печатной платы!

Ваша недавно соединенная печатная плата со слоями меди, фольги и пререга.

Шаг 7 – Надеюсь, вы хотели швейцарский сыр

Теперь ваша медная панель перемещается к сверлильному станку, который просверливает отверстия для компонентов сквозных отверстий и переходных отверстий. Эти сверлильные станки очень красивы и могут самостоятельно заменять сверла.

Вот сверлильный станок с ЧПУ, добавляющий новые отверстия в печатную плату для компонентов и переходных отверстий.

Шаг 8 – Мариновать все

Приготовив приправы, пора оставить все вместе мариноваться. На этом этапе процесса ваша медная панель печатных плат находится в расслабляющей медной ванне, которая покрывает каждую поверхность, включая просверленные отверстия, тонким слоем меди.

Огромные медные дорожки покрывают поверхность печатной платы тонким слоем меди.

Шаг 9 – Пора хлеба

Пора хлеба! Этот процесс заключается в создании медных узоров на внешних слоях вашей панели печатной платы. Когда вы нарезаете свежеиспеченный буханку хлеба, чтобы завершить свой шедевр сэндвича, производитель будет создавать изображения для верхнего и нижнего внешних слоев вашей печатной платы. Это точно такой же процесс, который мы видели на шаге 2.

Вот мы снова, на этот раз создаем изображения для внешних слоев нашей печатной платы

Как и раньше, эти изображения накладываются на вашу медную панель, покрываются другой фоторезистивной пленкой и, наконец, освещаются ультрафиолетовым светом, чтобы выявить созданные вами медные узоры.

Шаг 10 – Поджарьте хлеб

Теперь, когда обнаружены медные узоры на внешнем слое, вся ваша панель очищается в другой расслабляющей медной ванне. У этих печатных плат это слишком просто!

Шаг 11 – Добавьте немного майонеза и горчицы

Мы приближаемся к завершению производственного процесса, когда все наши слои полностью собраны. На этом этапе машина нанесет красивое покрытие из паяльной маски на верхний и нижний слои вашей панели печатной платы. Это помогает защитить от ржавчины и непреднамеренных электрических подключений.Паяльную маску очень легко распознать – это традиционный зеленый цвет, который есть на многих печатных платах (или синий, как у Arduino).

Зеленый цвет торговой марки защищает печатную плату от элементов с помощью паяльной маски.

Шаг 12 – Авокадо делает все лучше

Avocado все делает лучше, как и шелкография, нанесенная на ваши печатные платы. Теперь ваша медная панель будет пропущена через гигантский струйный принтер, который добавляет удобную надпись белым шрифтом, чтобы помочь с размещением компонентов.

Крупный план всех мелких деталей, которые шелкография добавляет к вашей почти завершенной печатной плате.

Шаг 13 – Соедините этот бутерброд

Хорошо, пора собрать бутерброд в одно целое. Ваша печатная плата без оболочки готова к работе, и теперь ей нужны некоторые компоненты. Перед добавлением каких-либо деталей ваша панель PCB сначала проходит серию электрических тестов с помощью летающего зонда или тестера сетки, чтобы убедиться в отсутствии обрывов или коротких замыканий.

Один из двух способов электрического тестирования печатной платы – летающий зонд.

Шаг 14 – Обрежьте все лишнее

Мы все здесь инженеры, и никому не нравится грязный бутерброд, поэтому давайте срежем излишки мяса и сыра и отдадим собаке. Что касается вашего дизайна, гигантская панель, которая содержит все ваши печатные платы, теперь проходит через фрезерный станок, который вырезает все отдельные печатные платы.

Эта панель для печатной платы будет пропущена через фрезерный станок для снятия отдельных печатных плат.

Шаг 15 – Осмотрите свой шедевр

Перед тем, как они начнут добавлять компоненты на вашу печатную плату, ваша плата пройдет финальную проверку, проводимую сертифицированным человеком. Этот человек будет искать любые косметические проблемы, включая царапины и отверстия неправильного размера, а также сравнивать ваши механические чертежи с физической платой.

Шаг 16 – Принесите чипы

Пора закончить этот шедевр сэндвичей, чтобы приготовить полноценное блюдо! Теперь ваш производитель разместит все ваши компоненты для поверхностного монтажа (SMD) на вашей печатной плате.В этом процессе используется автомат, похожий на дозатор компонентов, который может перекачивать более 230000 деталей в час. Затем ваша плата пройдет через печь, где паяльная паста станет жидкой и склеит поверхность печатной платы.

Машина для подбора и размещения, которая сбрасывает компоненты SMD, как будто это никого не касается.

Затем ваша плата передается другому сертифицированному человеку, который вручную соберет все ваши сквозные компоненты (THT), включая все конденсаторы и катушки.

Шаг 17 – Ешьте все

Наконец-то, ваш сэндвич и готовая печатная плата готовы к просмотру! На этом этапе производственного процесса ваша плата будет проходить окончательное электрическое тестирование с использованием контактных штырей. Если все в порядке, пришло время нанести на дизайн последний защитный слой, чтобы не допустить попадания пыли и влаги.

Шаг 18 – Очистить все

Уф, мы наконец закончили. Вы можете приступить к уборке всех этих крошек из недавно переваренного бутерброда.Что касается производства, ваша печатная плата герметизируется, упаковывается в коробки и отправляется к вашей двери или офисному столу.

Наконец-то готовая печатная плата со всеми прикрепленными компонентами!

Вот и все, полный процесс изготовления печатной платы для многопользовательской игры за 18 шагов простым английским языком. Производство печатной платы – это невероятное процессно-ориентированное предприятие, требующее огромного количества человеческого труда, оборудования и науки. Поэтому в следующий раз, когда вы будете производить свою печатную плату, мы надеемся, что вы лучше оцените всю любовь и труд, вложенные в преобразование ваших цифровых битов и байтов в законченную физическую печатную плату.

В следующий раз, когда вам понадобится изготовить печатную плату, обязательно ознакомьтесь с Autodesk EAGLE. Мы добавили новую функцию One-Click Make, которая позволяет связаться с производителями высочайшего качества, чтобы ваша печатная плата была изготовлена ​​в течение 24 часов с гарантией. Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня, чтобы увидеть, как это работает.

Производитель печатных плат – Высокотехнологичные решения для печатных плат

Наша цель – от сложной многослойной платы до двухсторонней конструкции для поверхностного монтажа – предоставить вам качественный продукт, который соответствует вашим требованиям и является наиболее экономичным в производстве.Наш опыт в области стандартов IPC Class III, очень строгие требования к чистоте, тяжелая медь и производственные допуски позволяют нам предоставлять нашим клиентам именно то, что им нужно для их конечного продукта.

Рекомендуемые решения для продуктов

---

Поставка качественных печатных плат с 1952 г.

Более 65 лет компания Epec продолжает свои традиции совершенствования в разработке и производстве печатных плат.Наша надежность и финансовая стабильность сделали нас ведущим поставщиком высокопроизводительных печатных плат, требующих срочного решения. Мы поддерживаем более 5000 активных клиентов, которые представляют широкий спектр ведущих производителей оригинального оборудования (OEM) и компаний, предоставляющих услуги по производству электроники (EMS), в автомобильной, коммуникационной, медицинской, военной, аэрокосмической отраслях и индустрии портативных устройств.

Наши печатные платы изготавливаются по индивидуальному заказу и производятся с соблюдением высочайшего качества.Наша команда инженеров может работать с вами, чтобы проанализировать ваш проект, чтобы убедиться, что печатные платы могут быть изготовлены с высочайшим качеством при оптимальной общей стоимости.

См. Сообщение в нашем блоге «Печатные платы в нашей крови», чтобы узнать больше о нашей приверженности индустрии печатных плат.

NetVia Group – компания Epec

NetVia Group была основана более 35 лет назад. Она является надежным производителем высокотехнологичных печатных плат для OEM-производителей в самых требовательных отраслях промышленности с производственным центром в Ирвинге, штат Техас.

Почему важен 65-летний опыт производства печатных плат

Истинное понимание новейших технологий в разработке и производстве печатных плат гарантирует, что наши клиенты получат то, что они хотят, когда они этого хотят, и без промедления. Будь то быстрая доставка, надежное и стабильное производство высокотехнологичных печатных плат или конкурентоспособная цена, мы можем помочь вам в достижении ваших целей.

Каждый выбор дизайна печатной платы будет влиять на вашу цену и доставку, поэтому наша цель всегда состоит в том, чтобы определить приоритеты клиентов, а затем создать решение на основе этих приоритетов. Предлагая такие вещи, как бесплатные обзоры файлов печатных плат DFM (Design for Manufacturing), техническая поддержка 24/7, покрытия Electrolytic Hard Gold / Soft Gold / ENIG, сертификация MIL-PRF / AS9100 и многие другие, Epec Engineered Technologies имеет опыт, чтобы удовлетворить твои нужды.

Advanced HDI, Stacked Microvias, Multilayer Advanced RF / Microwave, лазерные просверленные микропереходы, платы резонаторов, тяжелая / экстремальная медь, переходные отверстия в контактных площадках, DOD / ITAR и многое другое в рамках наших стандартных возможностей позволяет нам быстро предоставить нашим клиентам печатные платы высочайшей технологии.

---

Посмотреть наш недавний веб-семинар

Quick Turn PCB – Почему опытная цепочка поставок имеет значение

Посмотреть слайд-колоду можно здесь.

---

Цитируйте и заказывайте свои печатные платы в Интернете с помощью InstantPCBQuote

InstantPCBQuote, наш онлайн-инструмент для расчета цен и заказа как жестких печатных плат, так и гибких схем, предлагает варианты более высоких технологий, доступные онлайн. У нас есть 16-слойная конструкция с управляемым импедансом с внешним грузом из меди 4 унции или глухие и заглубленные переходные отверстия.

Наш онлайн-инструмент для расчета цен и заказа позволяет вам получить высокотехнологичную печатную плату, которая вам нужна как для прототипа, так и для серийного производства.

Начните расценки на свои печатные платы в Интернете

×

InstantPCB

Предложение ™

СКИДКА 20% на 1-й и 2-й заказ

с бесплатными инструментами и тестированием для печатных плат навсегда

Зарегистрируйтесь сегодня

.