Erzeugnis-PCB
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Leiterplattenherstellung Inklusive: Der PCB-Herstellungsprozess ist für jeden, der in der Elektronikindustrie tätig ist, sehr wichtig. Leiterplatten, Leiterplatten, werden sehr häufig als Grundlage für elektronische Schaltkreise verwendet. Als mechanische Basis für den Aufbau der Schaltung dienen Leiterplatten. Dementsprechend verwenden praktisch alle Schaltkreise gedruckte Leiterplatten und sie werden in Millionenmengen entworfen und verwendet.
Obwohl Leiterplatten heute die Grundlage praktisch aller elektronischen Schaltkreise bilden, Sie neigen dazu, als selbstverständlich angesehen zu werden. Dennoch schreitet die Technologie in diesem Bereich der Elektronik voran. Die Spurgrößen nehmen ab, Die Anzahl der Schichten in den Platinen nimmt zu, um der zunehmenden erforderlichen Konnektivität Rechnung zu tragen, und die Designregeln werden verbessert, um sicherzustellen, dass kleinere SMT-Geräte gehandhabt werden können und die in der Produktion verwendeten Lötprozesse berücksichtigt werden können. Der Leiterplattenherstellungsprozess kann auf unterschiedliche Weise erfolgen und es gibt eine Reihe von Varianten. Trotz der vielen kleinen Variationen, Die Hauptschritte im PCB-Herstellungsprozess sind dieselben.
PCB-Bestandteile: Leiterplatten, Leiterplatten, kann aus einer Vielzahl von Stoffen hergestellt werden. Die am weitesten verbreitete Form ist eine glasfaserbasierte Platte namens FR4. Dies bietet ein angemessenes Maß an Stabilität bei Temperaturschwankungen und verursacht keine starken Ausfälle, und dabei nicht übermäßig teuer sein. Für die Leiterplatten in kostengünstigen kommerziellen Produkten stehen andere günstigere Materialien zur Verfügung. Für Hochleistungs-Hochfrequenzdesigns, bei denen die Dielektrizitätskonstante des Substrats wichtig ist, und geringe Verluste sind erforderlich, dann können PTFE-basierte Leiterplatten verwendet werden, obwohl es weitaus schwieriger ist, mit ihnen zu arbeiten.
Um eine Leiterplatte mit Leiterbahnen für die Komponenten herzustellen, Zuerst wird eine kupferkaschierte Platte erhalten. Dieser besteht aus dem Trägermaterial, typischerweise FR4, mit Kupferkaschierung in der Regel auf beiden Seiten. Diese Kupferverkleidung besteht aus einer dünnen Schicht Kupferblech, die mit der Platine verbunden ist. Diese Bindung ist bei FR4 normalerweise sehr gut, aber die Natur von PTFE macht dies schwieriger, Dies erschwert die Verarbeitung von PTFE-Leiterplatten.
Grundlegender PCB-Herstellungsprozess: Nachdem die blanken Leiterplatten ausgewählt und verfügbar sind, besteht der nächste Schritt darin, die erforderlichen Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu erstellen und das unerwünschte Kupfer zu entfernen. Die Herstellung der Leiterplatten erfolgt üblicherweise durch ein chemisches Ätzverfahren. Die bei Leiterplatten am häufigsten verwendete Ätzform ist Eisenchlorid.
Um das richtige Spurmuster zu erhalten, Es kommt ein fotografisches Verfahren zum Einsatz. Typischerweise ist das Kupfer auf den blanken Leiterplatten mit einer dünnen Schicht Fotolack bedeckt. Anschließend wird es durch einen fotografischen Film oder eine Fotomaske mit Licht belichtet, das die erforderlichen Spuren zeigt. Auf diese Weise wird das Bild der Spuren auf den Fotolack übertragen. Damit ist alles abgeschlossen, Der Fotolack wird in einen Entwickler gegeben, sodass nur die Bereiche der Platine, in denen Leiterbahnen benötigt werden, mit dem Lack bedeckt sind.
Der nächste Schritt im Prozess besteht darin, die Leiterplatten in Eisenchlorid zu legen, um die Bereiche zu ätzen, in denen keine Leiterbahn oder Kupfer erforderlich ist. Kenntnis der Konzentration des Eisenchlorids und der Dicke des Kupfers auf der Platine, Es wird für die erforderliche Zeit in den Ätzschaum gegeben. Wenn die Leiterplatten zu lange im Ätzbad liegen, Dann geht etwas Definition verloren, da das Eisenchlorid dazu neigt, den Fotolack zu untergraben.
Obwohl die meisten Leiterplatten produzieren mittels fotografischer Bearbeitung, Es stehen auch andere Methoden zur Verfügung. Eine besteht darin, eine spezielle, hochpräzise Fräsmaschine zu verwenden. Die Maschine wird dann so gesteuert, dass sie das Kupfer in den Bereichen wegfräst, in denen das Kupfer nicht benötigt wird. Die Steuerung erfolgt offensichtlich automatisiert und basiert auf Dateien, die von der PCB-Designsoftware generiert werden. Diese Form der Leiterplattenherstellung eignet sich nicht für große Stückzahlen, ist jedoch in vielen Fällen eine ideale Option, wenn sehr kleine Mengen eines Leiterplattenprototyps benötigt werden.
Eine andere Methode, die manchmal für einen PCB-Prototyp verwendet wird, besteht darin, ätzbeständige Tinten mithilfe eines Siebdruckverfahrens auf die PCB zu drucken.
Mehrschichtige Leiterplatten: Mit zunehmender Komplexität elektronischer Schaltkreise, Es ist nicht immer möglich, die gesamte erforderliche Konnektivität nur über die beiden Seiten der Leiterplatte bereitzustellen. Dies kommt recht häufig vor, wenn dichte Mikroprozessor- und andere ähnliche Platinen entwickelt werden. In diesem Fall sind Mehrschichtplatten erforderlich. Die Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten, obwohl es die gleichen Prozesse wie bei einschichtigen Platinen verwendet, erfordert ein wesentlich höheres Maß an Genauigkeit und Kontrolle des Herstellungsprozesses.
Die Platten werden aus deutlich dünneren Einzelplatten hergestellt, eine für jede Schicht, und diese werden dann miteinander verbunden, um die gesamte Leiterplatte herzustellen. Mit zunehmender Anzahl der Schichten, Daher müssen die einzelnen Platinen dünner werden, damit die fertige Leiterplatte nicht zu dick wird. Darüber hinaus muss die Ausrichtung zwischen den Schichten sehr genau sein, um sicherzustellen, dass alle Löcher ausgerichtet sind.
Um die verschiedenen Schichten miteinander zu verbinden, wird die Platte erhitzt, um das Klebematerial auszuhärten. Dies kann zu einigen Warp-Problemen führen. Große Mehrschichtplatten können bei unsachgemäßer Konstruktion eine deutliche Verformung aufweisen. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn, Beispielsweise ist eine der inneren Schichten eine Leistungsebene oder eine Masseebene. An sich ist das zwar in Ordnung, wenn einige einigermaßen große Bereiche frei von Kupfer bleiben müssen. Dadurch können Spannungen innerhalb der Leiterplatte entstehen, die zu Verformungen führen können.
Leiterplattenlöcher und Durchkontaktierungen:Löcher, Innerhalb einer Leiterplatte werden oft Durchgangslöcher oder Vias genannt, um die verschiedenen Schichten an verschiedenen Stellen miteinander zu verbinden. Möglicherweise sind auch Löcher erforderlich, um die Montage bleihaltiger Komponenten auf der Leiterplatte zu ermöglichen. Zusätzlich können einige Befestigungslöcher erforderlich sein. Normalerweise sind die Innenflächen der Löcher mit einer Kupferschicht versehen, so dass sie die Schichten der Platine elektrisch verbinden. Diese “Durchkontaktierte Löcher” werden im Galvanikverfahren hergestellt. Auf diese Weise können die Schichten der Platine verbunden werden.
Anschließend wird mit numerisch gesteuerten Bohrmaschinen gebohrt, Die Daten werden von der PCB-CAD-Designsoftware bereitgestellt. Es ist erwähnenswert, dass die Reduzierung der Anzahl unterschiedlich großer Löcher dazu beitragen kann, die Kosten für die Leiterplattenherstellung zu senken. Es kann erforderlich sein, dass einige Löcher nur in der Mitte der Platine vorhanden sind, zum Beispiel, wenn innere Lagen der Platine verbunden werden müssen. Diese “Blind Vias” werden in die entsprechenden Lagen gebohrt, bevor die Leiterplattenlagen miteinander verbunden werden.
PCB-Lötbeschichtung und Lötstopplack: Beim Löten einer Leiterplatte ist es notwendig, die nicht zu lötenden Bereiche durch eine sogenannte Lötstopplackschicht zu schützen. Das Hinzufügen dieser Schicht trägt dazu bei, unerwünschte Kurzschlüsse auf den Leiterplatten zu verhindern, die durch das Lot verursacht werden. Der Lötstopplack besteht normalerweise aus einer Polymerschicht und schützt die Platine vor Lot und anderen Verunreinigungen. Die Farbe des Lötstopplacks ist normalerweise tiefgrün oder rot.
Um die der Platine hinzugefügten Komponenten zu aktivieren, entweder bedrahtet oder SMT zum einfachen Anlöten an die Platine, freiliegende Bereiche der Platine sind normalerweise “verzinnt” oder mit Lot überzogen. Gelegentlich Bretter, oder Bereiche der Platine können vergoldet sein. Dies kann anwendbar sein, wenn einige Kupferfinger für Kantenverbindungen verwendet werden sollen. Da das Gold nicht anläuft, und es bietet eine gute Leitfähigkeit und sorgt so für eine gute Verbindung zu geringen Kosten.
PCB-Siebdruck:Es ist oft notwendig, Text zu drucken und andere kleine gedruckte Kennzeichnungen auf einer Leiterplatte zu platzieren. Dies kann bei der Identifizierung des Boards hilfreich sein, und auch beim Markieren der Komponentenpositionen, um die Fehlersuche zu erleichtern, usw. Zum Anbringen der Markierungen auf der Platine wird ein von der PCB-Designsoftware erstellter Siebdruck verwendet, nachdem die anderen Herstellungsprozesse für die unbestückte Platine abgeschlossen sind.
PCB-Prototyp: Im Rahmen jedes Entwicklungsprozesses ist es normalerweise ratsam, einen Prototyp zu erstellen, bevor mit der vollständigen Produktion begonnen wird. Das Gleiche gilt für Leiterplatten, bei denen normalerweise ein PCB-Prototyp hergestellt und vor der vollständigen Produktion getestet wird. Typischerweise muss ein PCB-Prototyp schnell hergestellt werden, da immer der Druck besteht, die Hardware-Designphase der Produktentwicklung abzuschließen. Der Hauptzweck des PCB-Prototyps besteht darin, das tatsächliche Layout zu testen, Es ist oft akzeptabel, einen etwas anderen PCB-Herstellungsprozess zu verwenden, da nur eine kleine Menge der PCB-Prototypplatinen benötigt wird. Es ist jedoch immer ratsam, so nah wie möglich am endgültigen Leiterplattenherstellungsprozess zu bleiben, um sicherzustellen, dass nur wenige Änderungen vorgenommen und nur wenige neue Elemente in die endgültige Leiterplatte eingeführt werden.
Der PCB-Herstellungsprozess ist ein wesentlicher Bestandteil des Lebenszyklus der Elektronikproduktion. Bei der PCB-Herstellung werden viele neue Technologiebereiche eingesetzt und dadurch konnten erhebliche Verbesserungen sowohl bei der Reduzierung der Größe der verwendeten Komponenten als auch der verwendeten Leiterbahnen erzielt werden, und in der Zuverlässigkeit der Boards.
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