Mbinu za utengenezaji wa PCB: teknolojia ya uzalishaji

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Katika ala na vifaa vya elektroniki kwa ujumla, bodi za saketi zilizochapishwa zina jukumu muhimu kama wabebaji wa viunganishi vya umeme. Ubora wa kifaa na utendaji wake wa msingi hutegemea kazi hii. Mbinu za kisasa za utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa zinaongozwa na uwezekano wa ushirikiano wa kuaminika wa msingi wa kipengele na wiani wa juu wa mpangilio, ambayo huongeza utendaji wa vifaa vinavyotengenezwa.

Muhtasari wa PCB

Tunazungumza juu ya bidhaa kulingana na msingi tambarare wa kuhami, muundo ambao una grooves, mashimo, vipunguzi na mizunguko ya conductive. Mwisho hutumiwa kwa kubadili vifaa vya umeme, ambavyo vingine havijumuishwa kwenye kifaa cha bodi kama vile, na sehemu nyingine imewekwa juu yake kama nodi za kazi za ndani. Ni muhimu kusisitiza kwamba uwekajiya vipengele vilivyotajwa hapo juu vya kimuundo, kondakta na sehemu za kazi zinawasilishwa katika muundo wa bidhaa kama mzunguko wa umeme uliofikiriwa vizuri. Kwa uwezekano wa soldering ya baadaye ya mambo mapya, mipako ya metali hutolewa. Hapo awali, teknolojia ya utuaji wa shaba ilitumiwa kuunda mipako hiyo. Huu ni operesheni ya kemikali ambayo watengenezaji wengi wameiacha leo kwa sababu ya matumizi ya kemikali hatari kama formaldehyde. Imebadilishwa na mbinu za kirafiki zaidi za kutengeneza bodi za mzunguko zilizochapishwa na metallization ya moja kwa moja. Faida za mbinu hii ni pamoja na uwezekano wa usindikaji wa ubora wa juu wa mbao nene na zenye pande mbili.

Nyenzo za kutengenezea

Miongoni mwa bidhaa kuu za matumizi ni dielectrics (zilizofichwa au zisizofichwa), nafasi za chuma na kauri za msingi wa ubao, vifuniko vya kuhami joto vya fiberglass, n.k. Jukumu muhimu katika kuhakikisha sifa muhimu za utendakazi wa bidhaa unachezwa. si tu kwa vifaa vya msingi vya kimuundo kwa misingi, ni mipako ngapi ya nje. Njia iliyotumika ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa, haswa, huamua mahitaji ya vifaa vya kuunganisha kwa gaskets na mipako ya wambiso ili kuboresha kujitoa kwa nyuso. Kwa hivyo, uingizaji wa epoxy hutumiwa sana kwa kuunganisha, na nyimbo na filamu za varnish ya polymeric hutumiwa kulinda dhidi ya mvuto wa nje. Karatasi, fiberglass na fiberglass hutumiwa kama vichungi vya dielectrics. Katika kesi hii, epoxyphenolic, phenolic naresini za epoxy.

Teknolojia ya ubao wa saketi iliyochapishwa ya upande mmoja

Mbinu hii ya utengenezaji ni mojawapo ya zinazojulikana zaidi, kwani inahitaji uwekezaji mdogo wa rasilimali na ina sifa ya kiwango cha chini cha utata. Kwa sababu hii, hutumiwa sana katika viwanda mbalimbali, ambapo, kwa kanuni, inawezekana kuandaa kazi ya mistari ya conveyor ya automatiska kwa uchapishaji na etching. Uendeshaji wa kawaida wa mbinu ya utengenezaji wa bodi ya saketi iliyochapishwa ya upande mmoja ni pamoja na yafuatayo:

• Kutayarisha msingi. Laha tupu hukatwa hadi umbizo linalotakikana kwa kukata kimitambo au ngumi.
• Kifurushi kilichoundwa kilicho na nafasi zilizoachwa wazi hutolewa kwa ingizo la njia ya uzalishaji ya kisafirishaji.
• Kusafisha nafasi zilizoachwa wazi. Kwa kawaida hutolewa na uondoaji oksidi wa mitambo.
• Rangi za kuchapisha. Teknolojia ya stencil hutumika kuweka alama za kiteknolojia na za kuashiria ambazo ni sugu kwa kuchomwa na kuponywa kwa kuathiriwa na mionzi ya ultraviolet.
• Mchoro wa foil ya shaba.
• Kuondoa safu ya kinga kutoka kwa rangi.

Kwa njia hii, bodi zisizofanya kazi vizuri, lakini za bei nafuu hupatikana. Kama malighafi inayoweza kutumika, msingi wa karatasi kawaida hutumiwa - getinaks. Ikiwa msisitizo ni juu ya nguvu ya kiufundi ya bidhaa, basi mchanganyiko wa karatasi na glasi katika mfumo wa getinax iliyoboreshwa ya daraja la CEM-1 pia inaweza kutumika.

Mbinu ndogo ya utengenezaji

Mizunguko ya kondaktakulingana na mbinu hii huundwa kama matokeo ya etching foil shaba juu ya msingi wa picha ya kinga katika upinzani chuma au photoresist. Kuna chaguzi mbalimbali kwa ajili ya kutekeleza teknolojia ya subtractive, ya kawaida ambayo inahusisha matumizi ya photoresist kavu filamu. Kwa hiyo, mbinu hii pia inaitwa njia ya photoresistive ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa, ambazo zina faida na hasara zake. Njia hiyo ni rahisi sana na katika mambo mengi ya ulimwengu wote, lakini bodi za utendaji wa chini zinapatikana pia kwa matokeo ya conveyor. Mchakato wa kiteknolojia ni kama ifuatavyo:

• Dielectric ya foil inatayarishwa.
• Kutokana na uwekaji tabaka, mfiduo na shughuli za ukuzaji, muundo wa kinga huundwa katika mpiga picha.
• Mchakato wa kuweka foil ya shaba.
• Kuondoa muundo wa kinga kwenye kipinga picha.

Kwa usaidizi wa photolithography na photoresist, mask ya kinga huundwa kwenye foil kwa namna ya muundo wa kondakta. Baada ya hapo, etching inafanywa kwenye maeneo yaliyo wazi ya uso wa shaba, na mpiga picha wa filamu huondolewa.

Katika toleo mbadala la mbinu ya kupunguza ya kutengeneza bodi za saketi zilizochapishwa, kipiga picha huwekwa kwenye safu ya dielectri ya foil, ambayo hapo awali ilitengenezwa kwa mashimo na kuwekewa metali mapema kwa unene wa hadi mikroni 6-7. Uchoraji unafanywa kwa kufuatana kwenye maeneo ambayo hayajalindwa na mpiga picha.

Uundaji wa PCB Nyongeza

KupitiaNjia hii inaweza kuunda ruwaza na kondakta na mapengo katika anuwai ya 50 hadi 100 µm kwa upana na 30 hadi 50 µm kwa unene. Mbinu ya kielektroniki inatumiwa na uwekaji wa kuchagua wa galvaniki na ukandamizaji wa doa wa vitu vya kuhami joto. Tofauti ya kimsingi kati ya njia hii na ile ya kupunguza ni kwamba makondakta wa chuma hutumiwa, sio kuunganishwa. Lakini njia za utengenezaji wa nyongeza za bodi za mzunguko zilizochapishwa zina tofauti zao. Hasa, wamegawanywa katika njia za kemikali na galvanic. Njia ya kemikali inayotumiwa zaidi. Katika kesi hiyo, uundaji wa nyaya za conductive katika maeneo ya kazi hutoa kupunguzwa kwa kemikali ya ions za chuma. Kasi ya mchakato huu ni takriban 3 µm/h.

Mbinu chanya ya utengenezaji wa pamoja

Njia hii pia inaitwa nusu-ziada. Katika kazi, dielectri ya foil hutumiwa, lakini ya unene mdogo. Kwa mfano, foils kutoka microns 5 hadi 18 inaweza kutumika. Zaidi ya hayo, uundaji wa muundo wa conductor unafanywa kulingana na mifano sawa, lakini hasa kwa utuaji wa shaba wa galvanic. Tofauti muhimu kati ya njia inaweza kuitwa matumizi ya picha za picha. Zinatumika kwa njia chanya iliyojumuishwa ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa kwenye hatua ya metali kabla ya unene na unene wa hadi 6 microns. Huu ni uitwao utaratibu wa kukaza mabati, ambapo kipengele cha upigaji picha kinawekwa na kufichuliwa kupitia barakoa ya picha.

Manufaa ya mbinu iliyounganishwaUtengenezaji wa PCB

Teknolojia hii hukuruhusu kuunda vipengele vya picha kwa usahihi zaidi. Kwa mfano, kwa njia nzuri ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa kwenye foil inayotumiwa na unene wa hadi microns 10, inawezekana kupata azimio la waendeshaji hadi 75 microns. Pamoja na ubora wa juu wa saketi za dielectri, utengaji wa uso wenye ufanisi zaidi na wambiso mzuri wa substrate iliyochapishwa pia huhakikishwa.

Oanisha mbinu ya kubonyeza

Teknolojia inategemea mbinu ya kutengeneza miunganisho ya safu kwa kutumia mashimo ya metali. Katika mchakato wa kuunda muundo wa waendeshaji, maandalizi ya mfululizo wa makundi ya msingi wa baadaye hutumiwa. Katika hatua hii, njia ya kuongeza nusu ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa hutumiwa, baada ya hapo kifurushi cha multilayer kinakusanywa kutoka kwa cores zilizoandaliwa. Kati ya makundi kuna bitana maalum vinavyotengenezwa na fiberglass iliyotibiwa na resini za epoxy. Utungaji huu, unapobanwa, unaweza kutoka nje, na kujaza mashimo ya metali na kulinda mipako ya kielektroniki dhidi ya mashambulizi ya kemikali wakati wa shughuli zaidi za kiteknolojia.

mbinu ya kuweka tabaka PCB

Njia nyingine, ambayo inategemea matumizi ya sehemu kadhaa za substrates zilizochapishwa ili kuunda muundo changamano wa utendaji. Kiini cha njia iko katika uwekaji mfululizo wa tabaka za insulation na waendeshaji. Wakati huo huo, ni muhimu kuhakikisha mawasiliano ya kuaminika kati ya tabaka za karibu, ambazo zinahakikishwamkusanyiko wa shaba ya galvanic katika maeneo yenye mashimo ya kuhami joto. Miongoni mwa faida za njia hii ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa za multilayer, mtu anaweza kutambua wiani mkubwa wa mpangilio wa vipengele vya kazi na uwezekano wa mkutano wa compact katika siku zijazo. Aidha, sifa hizi zimehifadhiwa kwenye tabaka zote za muundo. Lakini pia kuna hasara za njia hii, ambayo kuu ni shinikizo la mitambo kwenye tabaka zilizopita wakati wa kutumia ijayo. Kwa sababu hii, teknolojia ina kikomo katika idadi ya juu inayoruhusiwa ya tabaka zinazotumika - hadi 12.

Hitimisho

Kadiri mahitaji ya sifa za kiufundi na uendeshaji za vifaa vya kisasa vya kielektroniki yanavyoongezeka, uwezo wa kiteknolojia katika zana za watengenezaji wenyewe huongezeka bila shaka. Jukwaa la utekelezaji wa mawazo mapya mara nyingi ni bodi ya mzunguko iliyochapishwa tu. Njia ya pamoja ya kutengeneza kipengele hiki inaonyesha kiwango cha uwezo wa kisasa wa utengenezaji, shukrani ambayo watengenezaji wanaweza kuzalisha vipengele vya redio vya ultra-complex na usanidi wa kipekee. Jambo lingine ni kwamba dhana ya ukuaji wa safu-kwa-safu haijihalalishi kila wakati katika mazoezi katika matumizi katika uhandisi rahisi wa redio, kwa hivyo hadi sasa ni kampuni chache tu ambazo zimebadilisha uzalishaji wa serial wa bodi kama hizo. Zaidi ya hayo, hitaji la saketi rahisi zilizo na muundo wa upande mmoja na matumizi ya vifaa vya gharama nafuu bado linabaki.