Печатные платы (ПП) являются основой современных электронных изделий. Хотя многие инженеры уделяют особое внимание проектированию печатных плат, лишь немногие из них полностью понимают как на самом деле изготавливается печатная плата.
Понимание процесса производства печатных плат помогает:
- Улучшение конструкции для обеспечения технологичности (DFM)
- Снижение производственных затрат
- Избегайте проблем с качеством
- Более эффективное общение с производителями печатных плат
В этой статье представлен четкое, пошаговое объяснение процесса изготовления печатных платОсновано на реальных производственных практиках, используемых 3. ТопфастПрофессиональный производитель печатных плат, поддерживающий прототипы и массовое производство.
Обзор процесса производства печатных плат
Хотя сложность печатных плат может быть разной, большинство жестких печатных плат имеют одинаковый технологический процесс:
- Изготовление внутреннего слоя
- Выравнивание и ламинирование слоев
- Бурение
- Медное покрытие
- Изображение и травление наружного слоя
- Нанесение паяльной маски
- Отделка поверхности
- Шелкография
- Электрические испытания и окончательная проверка
Каждый шаг напрямую влияет на качество, урожайность и стоимость.
Шаг 1 - Изготовление внутреннего слоя
Изображение внутреннего слоя
Производство начинается с листов ламината, покрытых медью. Желаемый рисунок схемы переносится на медную поверхность с помощью фоторезиста и ультрафиолетового облучения.
Ключевые факторы:
- Точность ширины трассировки и расстояния между ними
- Точность выравнивания фотографий
- Чистые помещения
Травление внутреннего слоя
Ненужная медь вытравливается химическим способом, оставляя необходимые трассы.
С точки зрения производства:
- Более тонкие следы увеличивают сложность травления
- Перетравливание или недотравливание влияет на выход продукции
В TOPFAST параметры травления внутренних слоев оптимизированы таким образом, чтобы сбалансировать точность и стабильность производства.
Шаг 2 - Выравнивание и ламинирование слоев
В многослойных печатных платах внутренние слои укладываются с препрегом, а внешние - с медной фольгой.
Процесс ламинирования
- Тепло и давление скрепляют все слои
- Точное выравнивание обеспечивает точность соединений
Влияние на стоимость и качество:
- Увеличение количества слоев увеличивает цикл ламинирования
- Последовательное ламинирование повышает сложность и стоимость
Шаг 3 - Сверление
При сверлении создаются отверстия для прокладок и выводов компонентов.
Механическое бурение
Используется для:
- Сквозные отверстия
- Большие размеры отверстий
Стоимость бурения увеличивается по мере роста:
- Малые диаметры отверстий
- Более высокое соотношение сторон
- Большое количество сверл
Лазерное сверление (усовершенствованные печатные платы)
Лазерное сверление используется для:
- Микровибрации в печатных платах HDI
Этот процесс требует специализированного оборудования и увеличивает стоимость производства.
Шаг 4 - медное покрытие
После сверления отверстия должны быть электропроводными.
Осаждение меди электролитическим способом
Внутри просверленных отверстий наносится тонкий медный слой, обеспечивающий электрическое соединение между слоями.
Гальваническое покрытие
Дополнительно наносится медное покрытие:
- Укрепление проходов
- Достижение требуемой толщины меди
Равномерность покрытия напрямую влияет на надежность, особенно в сильноточных и высоконадежных приложениях.
Шаг 5 - Нанесение изображения на внешний слой и травление
Схема внешнего слоя формируется по технологии, аналогичной внутренним слоям.
Ключевые задачи:
- Поддержание точности трассировки после нанесения покрытия
- Контроль толщины меди
- Предотвращение короткого замыкания или обрыва
Обработка наружного слоя оказывает большое влияние на конечный выход.
Шаг 6 - Нанесение паяльной маски
Назначение паяльной маски
Паяльная маска:
- Защищает медные дорожки
- Предотвращает образование мостиков припоя
- Улучшает электроизоляцию
К распространенным цветам относятся зеленый, черный, синий и красный. Зеленый цвет остается самым экономичным и широко распространенным вариантом.
Факторы качества паяльной маски
- Точность регистрации
- Толщина маски
- Определение открытия
Низкое качество паяльной маски может привести к дефектам сборки в дальнейшем.
Шаг 7 - Отделка поверхности
Поверхностное покрытие защищает открытые медные площадки и обеспечивает паяемость.
Общие варианты отделки поверхности
- HASL: Экономичный, широко используется
- ENIG: Плоская поверхность, повышенная надежность
- OSP: Низкая стоимость, ограниченный срок хранения
TOPFAST рекомендует поверхностные покрытия на основе требования приложений, а не предпочтения по умолчанию.
Шаг 8 - Шелкография
Шелкография добавляет:
- Эталонные обозначения компонентов
- Маркировка полярности
- Логотипы или идентификаторы
Несмотря на отсутствие электрических функций, прозрачная шелкография повышает точность сборки и улучшает обслуживание.
Шаг 9 - Электрические испытания и окончательная проверка
Электрические испытания
Электрические испытания подтверждают:
- Континуитет
- Изоляция
- Отсутствие шорт и открытых
Этот шаг необходим для обеспечения функциональной надежности.
Окончательный контроль качества
Окончательная проверка может включать:
- Визуальный осмотр
- AOI (автоматизированная оптическая инспекция)
- Проверки размеров
В TOPFAST стандарты инспекции приведены в соответствие с Требования IPC и спецификации заказчика.
Как процесс производства печатных плат влияет на стоимость и качество
На каждом этапе производства вводится:
- Изменчивость процесса
- Учет урожайности
- Последствия затрат
К числу распространенных факторов, определяющих затраты, относятся:
- Большое количество слоев
- Малые размеры сверл
- Жесткие допуски
- Улучшенная отделка поверхности
Понимание всего процесса позволяет дизайнерам оптимизировать конструкции печатных плат с точки зрения стоимости и технологичности.
Перспективы производителя: как TOPFAST оптимизирует производство печатных плат
Как производитель печатных плат, TOPFAST фокусируется на:
- Стандартизация процессов
- Обратная связь на ранних этапах DFM
- Принятие решений с учетом урожайности
- Стабильное и масштабируемое производство
Вместо того чтобы навязывать ненужные передовые процессы, TOPFAST делает упор на Удобные для производства конструкции, обеспечивающие стабильное качество.
Iii. Выводы и рекомендации
Процесс производства печатных плат - это тщательно контролируемая последовательность этапов, каждый из которых вносит свой вклад в производительность, надежность и стоимость конечной платы.
Понимая, как производятся печатные платы - от изготовления внутренних слоев до финальной проверки, - инженеры и покупатели могут принимать более правильные решения по проектированию и закупкам.
Применяя подход, ориентированный на производство, TOPFAST помогает клиентам превратить сложные конструкции в надежные и экономичные печатные платы.
FAQ по пошаговому процессу производства печатных плат
В: Сколько времени занимает процесс производства печатных плат? О: Стандартное производство печатных плат обычно занимает 5-10 рабочих дней, в зависимости от сложности и количества.
Вопрос: Какой этап производства печатных плат является наиболее критичным? О: Каждый шаг важен, но сверление и нанесение покрытия имеют решающее значение для надежности электропроводки.
Вопрос: Отличается ли процесс производства печатных плат для многослойных плат? О: Да. Многослойные печатные платы требуют дополнительных этапов ламинирования и выравнивания.
В: Да. Многослойные печатные платы требуют дополнительных этапов ламинирования и выравнивания. О: Да. Конструкции, согласованные с производственными возможностями, повышают производительность и снижают стоимость.
В: Как TOPFAST обеспечивает качество производства печатных плат? О: TOPFAST использует стандартизированные процессы, анализ DFM и всесторонний контроль для обеспечения постоянного качества.