كيف يتم تصنيع Pcbs

يتضمن تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور تحويل ملفات التصميم ، بما في ذلك Gerbers و netlists ، إلى لوحات دوائر فعلية يمكن وضع المكونات عليها ولحامها.

تبدأ عملية التصنيع بملفات إخراج التصميم (Gerbers ، قوائم الشبكة ، ملفات الحفر ، إلخ). يتم إنشاء ملفات الإخراج هذه أثناء مرحلة التصميم ، بما في ذلك تطوير مفاهيم المنتج والمدخلات التخطيطية وتصميم التخطيط وإنشاء الملفات. تشمل المرحلة التالية تصنيع وتجميع لوحات الدوائر.

يوضح المخطط الانسيابي أدناه الخطوات المتبعة في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

أ. ملفات إخراج التصميم والمجلس

بعد استلام ملفات التصميم من مصمم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يبدأ التصنيع بسرعة. ينشئ المصممون ملفات إخراج بتنسيق Gerber أو ODB plus plus للتصنيع وإنشاء فواتير المواد (BOMs) للتجميع.

يقوم المصنعون بعمليات تفتيش في سوق دبي المالي لتحديد المخاطر والأخطاء المحتملة التي قد تنشأ في عملية التصنيع. يتم تنبيه المصممين / العملاء في حالة حدوث أي خطأ. يتم بعد ذلك إدخال الملف المصحح في نظام CAM (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) للتعرف على تنسيق طبقات العمل الفني ، وبيانات ثقب الحفر ، وقائمة IPC netlist ، وتحويل البيانات الإلكترونية إلى صورة. كما يتحقق أيضًا من ترتيب الطبقة ، ويدير عمليات فحص قواعد التصميم (DRC) ، ويقوم بالعديد من الأشياء الأخرى.

يتم تحليل جميع الطبقات باستخدام ملف جربر كمدخل. ستعمل خطة التكديس أيضًا وفقًا لذلك. لاحقًا ، سينشئ CAM ملفات إخراج لأقسام التصنيع المختلفة. تتضمن ملفات الإخراج برامج الحفر (ثقوب الحفر الفرعية والرئيسية) وطبقات التصوير وإخراج ملف قناع اللحام وملفات التوجيه وقوائم شبكة IPC.

تصوير الطبقة الداخلية

يستخدم المصنعون في الغالب LDI (التصوير المباشر بالليزر) بسبب التصغير. استخدموا أيضًا طابعة خاصة تسمى الراسمة ، والتي صنعت أفلامًا فوتوغرافية لطبقات الدوائر وقناع اللحام وطبقات الشاشة الحريرية لطباعة صور الدوائر. تتكون اللوحة من فيلم حساس للضوء يسمى مقاوم الضوء. تشتمل مقاومات الضوء على طبقة من المواد الكيميائية النشطة للضوء التي تتبلمر عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية. اللوحة الآن تحت جهاز ليزر يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. يقوم الكمبيوتر بمسح سطح لوحة الدائرة ويحولها إلى صورة رقمية. هذه الصورة الرقمية مطابقة لملف تصميم CAD / CAM تم تحميله مسبقًا يحتوي على مواصفات الصورة المطلوبة. بنفس الطريقة ، يتم تشكيل صورة سلبية على الطبقة الداخلية.

يظهر تدفق عملية LDI في الشكل التالي:

بعد تطوير الصورة ، تتم إزالة مقاوم الضوء غير المقوى (النحاس اللازم للحماية) بمحلول قلوي.

C. النقش

في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، الحفر هو عملية إزالة النحاس غير المرغوب فيه (Cu) من اللوح. النحاس غير المرغوب فيه ليس سوى نحاس غير دائري. نتيجة لذلك ، يتم الحصول على نمط الدائرة المطلوب.

عادةً ما يستخدم مصنعو لوحات الدارات الكهربائية عمليات النقش الرطب. في الحفر الرطب ، تذوب المواد غير المرغوب فيها عند غمرها في المحاليل الكيميائية.

المعلمات المهمة التي يجب مراعاتها أثناء عملية الحفر هي السرعة التي يتم بها تحريك اللوحة ، ورش المواد الكيميائية ، وكمية النحاس التي سيتم حفرها بعيدًا. يتم تنفيذ العملية بأكملها في غرفة التفتيت ذات الضغط العالي من نوع الناقل.

D. تجريد مقاوم للضوء

خلال هذه العملية ، يتم حفر مقاوم الضوء المتبقي بعيدًا عن النحاس. تتضمن العملية استخدام شطف بالماء عالي الضغط لإذابة الجزيئات المسببة للتآكل (عوامل كيميائية) في الماء ، والتي تدمر مقاوم الضوء.

E. لكمة بعد التفتيش والحفر

مع كل الطبقات نظيفة وجاهزة ، تتأكد الشركة المصنعة من عمل ثقوب المحاذاة باستخدام الأهداف المتوفرة في الطبقات الداخلية من أجل محاذاة أفضل من طبقة إلى طبقة. يتم وضع الطبقات في ثقب بصري لتحقيق محاذاة دقيقة للطبقة الداخلية والخارجية.

يتم إجراء الفحص بهذه الطريقة عن طريق المسح البصري لسطح لوحة الدائرة. تضيء لوحة الدائرة بمصادر إضاءة مختلفة ، حيث يتم استخدام واحدة أو أكثر من الكاميرات عالية الدقة. هذه هي الطريقة التي يبني بها نظام AOI (الفحص البصري الآلي) صورة كاملة للوحة للتحقق منها.

طلاء أكسيد بني

هنا ، يتم طلاء نمط الدائرة النحاسية بأكسيد بني لمنع أكسدة الطبقات الداخلية وتآكلها بعد التصفيح. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر خصائص ربط أفضل للترابط مع مواد التقوية المسبقة.

G. التصفيح

التصفيح هو عملية الربط المسبق ، رقائق النحاس ، اللب الداخلي في كومة متناظرة تحت درجة حرارة وضغط متحكم فيهما. إنها عملية من خطوتين:

إعداد Stackup

الترابط

الألواح متعددة الطبقات مصنوعة من رقائق النحاس ، التقوية المسبقة واللب الداخلي. يتم تجميعها معًا عن طريق تطبيق الحرارة والضغط. لتحسين الترابط ، يتم استخدام مكابس ميكانيكية للضغط على الساخن والبارد. يدير الكمبيوتر المكدس عملية تسخين المكدس ، وتطبيق الضغط ، والسماح للمكدس بالتبريد بمعدل يتم التحكم فيه.

يلخص الرسم البياني التالي عملية LDI:

H. الحفر

أثناء عملية الحفر ، قم بحفر ثقوب من خلال الثقوب ومكونات الرصاص. يحدد مثقاب الأشعة السينية الهدف في الطبقة الداخلية. تقوم الآلة بحفر الثقوب التجريبية بدقة. يتم التحكم في الماكينة بواسطة الكمبيوتر ، حيث يمكن للمشغل تحديد برنامج حفر محدد. يضع إحداثيات XY في الاتجاه الصحيح. يمكن حفر ثقوب يصل قطرها إلى 100 ميكرون. يمكن للآلة أيضًا تحديد حجم الحفر الصحيح وتنفيذها وفقًا لذلك.

تخلق ثقوب الحفر نهايات مرتفعة من المعدن تسمى عادة نتوءات. تزيل عملية إزالة الأزيز أي نتوءات أو شوائب من سطح لوحة الدائرة.

1. طلاء النحاس بالكهرباء

تتمثل الخطوة الأولى في عملية الطلاء الكهربائي في جعل برميل الفتحة موصلًا عن طريق ترسيب طبقة رقيقة جدًا من النحاس كيميائيًا على جدران الفتحة. تسمى هذه العملية طلاء النحاس غير الكهربائي. يبدأ التفاعل بواسطة محفز. بعد التنظيف الشامل ، تمر الألواح بحمام كيميائي مستمر. طبقة من النحاس حوالي {0}. تترسب من 08 إلى 0.1 ميكرون على فوهة الثقب وعلى سطح اللوحة.

تصوير الطبقة الخارجية

نستخدم مقاوم الضوء على اللوحة لتصوير الطبقة الداخلية. وبالمثل ، سيتم تصوير الطبقة الخارجية للوحة باستخدام صورة موجبة. هنا ، تتبع العملية طريقة نقش لوحة الطباعة. تتضمن الخطوة الأولى تنظيف اللوحة لمنع التلوث وجزيئات الغبار من الالتصاق باللوحة. بعد ذلك ، يتم تطبيق طبقة من مقاوم الضوء على اللوحة. بعد ذلك ، يتم استخدام LDI لطباعة الصورة.

K. تصفيح النحاس

في هذه الخطوة ، يتم طلاء الثقوب والأسطح بالكهرباء بالنحاس. يتم تحميل اللوحة في عصا الطيران بواسطة المشغل. تعمل اللوحة ككاثود لطلاء الثقوب والأسطح بالكهرباء ، حيث ترسب الثقوب طبقة رقيقة من النحاس الموصّل ، جاهزة للطلاء بالكهرباء. يتم ذلك عن طريق خط الطلاء الأوتوماتيكي. قبل الطلاء الكهربائي ، يتم تنظيف الألواح وتنشيطها في حمامات متعددة. يتم التحكم في كل مجموعة من اللوحات بواسطة الكمبيوتر لضمان بقائها في كل حوض لفترة محددة من الوقت. عادة ، يتم ترسيب النحاس بسمك 1 مل في برميل الفتحة.

بعد طلاء النحاس ، يكون طلاء القصدير هو التالي. يستخدم طلاء القصدير كمقاومة. يمنع تآكل ميزات السطح مثل الوسادات النحاسية ، وسادات الفتحات وجدران الفتحات أثناء نقش الطبقة الخارجية.

مقاومة الضوء تجريد

بمجرد طلاء اللوحة ، يصبح مقاوم الضوء غير مرغوب فيه ويحتاج إلى تجريده من اللوحة لفضح النحاس غير المرغوب فيه. هنا ، يتم استخدام خط متصل لإذابة وغسل المقاومة التي تغطي النحاس غير المرغوب فيه. هذه هي المرحلة الأولى من عملية نزع حفر الرفع.

م. الحفر النهائي

في هذه الخطوة ، تتم إزالة النحاس المكشوف غير المرغوب فيه باستخدام خدش الأمونيا. في الوقت نفسه ، يمكن للقصدير أن يحمل النحاس المطلوب. في هذه المرحلة ، يتم إنشاء المناطق الموصلة والوصلات بشكل صحيح.

تجريد القصدير

بعد النقش ، ستتم إزالة طبقة القصدير على آثار النحاس. يستخدم حمض النيتريك المركز لإزالة القصدير ، ولن يؤدي إلى إتلاف مسارات الدائرة النحاسية الموجودة أسفله. ينتج عن هذا آثار نحاسية واضحة ومميزة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

O. تطبيق قناع اللحام

قناع اللحام له الاستخدامات التالية:

يوفر مقاومة العزل للآثار.

التمييز بين المناطق القابلة للحام وغير القابلة للحام.

يوفر الحماية من الظروف البيئية من خلال تغطية المناطق غير القابلة للحام بالحبر.

تجمع أقنعة LPI (Liquid Photo Imaging) بين المذيبات والبوليمرات لتشكيل طبقة رقيقة تلتصق بأسطح لوحات الدوائر المختلفة. تقوم الطابعة بتصوير اللوحة المطلية. يعمل ضوء الأشعة فوق البنفسجية الموجود في الجهاز على تصلب الحبر في المناطق الواضحة. بعد ذلك ، قم بإزالة كل المقاومة غير المقواة من لوحة التصوير.

يجمع علاج LPI (التجفيف) بين الحبر والعزل الكهربائي. يسهل التصاق قناع اللحام. تتم خطوة الخبز النهائية في فرن أو تحت مصدر حرارة بالأشعة تحت الحمراء.

تم اختيار اللون الأخضر كلون نموذجي لقناع اللحام لأنه لا يجهد العينين. قبل أن تتمكن الآلات من فحص مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أثناء الإنتاج والتجميع ، تتم جميع عمليات الفحص يدويًا. لا يعكس قناع اللحام الأخضر المصابيح العلوية التي يستخدمها الفنيون لفحص لوحات الدوائر ، مما يجعلها أكثر أمانًا لعيونهم.

P. إنهاء السطح

إنهاء PCB هو اتصال المعدن بالمعدن بين النحاس العاري والمكونات الموجودة في المنطقة القابلة للحام من لوحة الدائرة. السطح النحاسي الركيزة للوحة الدائرة عرضة للأكسدة بدون طبقة واقية. لذلك ، يعد تطبيق إنهاء السطح أمرًا بالغ الأهمية لحمايته من الأكسدة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تجهز المكونات للحام باللوحة أثناء التجميع وتطيل العمر الافتراضي للوحة.

هناك أنواع مختلفة من المعالجات السطحية. ومع ذلك ، يتم استخدام التشطيبات السطحية الخالية من الرصاص على نطاق واسع بسبب مواصفات RoHS الصارمة.

يجب مراعاة عوامل مثل التكلفة والبيئة واختيار المكون ومدة الصلاحية والعائد عند اختيار النهاية.

س: بالشاشة الحريرية

في هذه العملية ، يتم استخدام جهاز عرض نفث الحبر لتصوير وسيلة الإيضاح مباشرة من البيانات الرقمية للوحة الدائرة. يتم طباعة الحبر بالشاشة (ملطخ) على سطح اللوحة باستخدام طابعة نافثة للحبر. ثم يتم خبز اللوحة لمعالجة الحبر. يحدد أنواعًا مختلفة من النصوص مثل أرقام الأجزاء والأسماء والرموز والشعارات وما إلى ذلك.

هناك ثلاث طرق للطباعة:

طباعة الشاشة اليدوية

طباعة الأسطورة المباشرة

R. اختبار الكهربائية

يرمز الاختبار الإلكتروني للاختبار الكهربائي للوحة الدوائر المطبوعة العارية. في هذه الخطوة ، استخدم مسبارًا إلكترونيًا لفحص كل لوحة دائرة غير مثبتة بحثًا عن القصور ، والفتح ، والمقاومة ، والسعة ، والخصائص الكهربائية الأساسية الأخرى. يتحقق E-test من موصلية اللوحة مقابل ملف netlist. تحتوي قائمة netlist على معلومات حول أنماط التوصيل البيني الموصلة لثنائي الفينيل متعدد الكلور.

قم بتطبيق قاعدة المسامير واختبار المسبار الطائر لاختبار الوظيفة.

اختبار المسبار الطائر

يستخدم اختبار المجس الطائر مسبارًا ينتقل من نقطة إلى أخرى وفقًا للتعليمات التي يوفرها برنامج معين. هذه طريقة اختبار لا يمكن إصلاحها. في البداية ، يتم إنشاء برنامج اختبار المسبار الطائر (FPT) ثم تحميله في جهاز اختبار FPT. يقوم المختبر بتطبيق الإشارات الكهربائية والطاقة على نقاط المسبار ، والتي يتم قياسها بعد ذلك وفقًا لإجراء الاختبار.

سرير من المسامير

قاعدة المسامير هي الطريقة التقليدية للاختبار الكهربائي للألواح العارية. يتطلب إنشاء نموذج اختبار مع دبابيس تتماشى مع مواقع الاختبار على PCB. العملية سريعة ومناسبة لأنظمة الإنتاج واسعة النطاق.

S. التحليل والتسجيل الخامس

يتم تشكيل وقطع لوحات الدوائر من لوحات الإنتاج في مرحلة التصنيع النهائية. الطريقة المستخدمة هي إما استخدام فتحة عمود أو فتحة على شكل حرف V. تقطع الأخاديد على شكل V قنوات قطرية على جانبي اللوحة ، بينما تترك الثقوب اللاحقة أخاديدًا جانبية على طول الحدود. في أي حال ، يمكن ببساطة إخراج الألواح من اللوحة.