Quy trình sản xuất PCB | 16 bước để tạo bảng mạch PCB

“Chế tạo PCB rất quan trọng trong ngành công nghiệp PCB, nó liên quan mật thiết đến thiết kế PCB, nhưng bạn có thực sự biết tất cả các bước chế tạo PCB trong quá trình sản xuất PCB không? Trong phần chia sẻ này, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn 16 bước trong quy trình sản xuất PCB. Bao gồm chúng là gì và cách chúng hoạt động trong quá trình chế tạo PCB ----- FMUSER "

Chia sẻ là quan tâm! 

Nội dung sau

BƯỚC 1: Thiết kế PCB - Thiết kế và đầu ra
BƯỚC 2: Vẽ sơ đồ tập tin PCB - Tạo phim của thiết kế PCB
BƯỚC 3: Các lớp bên trong Truyền hình ảnh - IN LỚP TRONG
BƯỚC 4: Khắc đồng - Loại bỏ đồng không mong muốn
BƯỚC 5: Căn chỉnh lớp - Dán các lớp lại với nhau
BƯỚC 6: Khoan lỗ - Để gắn các thành phần
BƯỚC 7: Kiểm tra quang học tự động (Chỉ PCB nhiều lớp)
BƯỚC 8: OXIDE (Chỉ PCB nhiều lớp)
BƯỚC 9: Khắc lớp bên ngoài & Dải cuối cùng
BƯỚC 10: Mặt nạ hàn, màn hình lụa và lớp hoàn thiện bề mặt
BƯỚC 12: Thử nghiệm điện - Thử nghiệm thăm dò bay
BƯỚC 13: Chế tạo - Lập hồ sơ và V-Scoring
BƯỚC 14: Chỉnh sửa vi mô - Bước bổ sung
BƯỚC 15: Kiểm tra cuối cùng - Kiểm soát chất lượng PCB
BƯỚC 16: Bao bì - Phục vụ những gì bạn cần

Bước 1: Thiết kế PCB - Thiết kế và đầu ra

Thiết kế bảng mạch in

Thiết kế bảng mạch là giai đoạn đầu tiên của quá trình khắc trong khi giai đoạn kỹ sư CAM là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất PCB của một bảng mạch in mới, 

Nhà thiết kế phân tích yêu cầu và chọn các thành phần thích hợp như bộ xử lý, bộ nguồn, v.v. Tạo một bản thiết kế đáp ứng tất cả các yêu cầu.

Bạn cũng có thể sử dụng bất kỳ phần mềm nào bạn chọn với một số phần mềm thiết kế PCB thường được sử dụng như Altium Designer, OrCAD, Autodesk EAGLE, KiCad EDA, Pads, v.v. 

Tuy nhiên, hãy luôn nhớ rằng các bảng mạch phải tương thích chặt chẽ với bố cục PCB do nhà thiết kế tạo ra bằng phần mềm thiết kế PCB. Nếu bạn là một nhà thiết kế, bạn nên thông báo cho nhà sản xuất hợp đồng của mình về phiên bản phần mềm thiết kế PCB được sử dụng để thiết kế mạch vì nó giúp tránh các vấn đề gây ra bởi sự khác biệt trước khi chế tạo PCB. 

Khi thiết kế đã sẵn sàng, hãy in nó trên giấy chuyển nhượng. Đảm bảo rằng thiết kế sẽ nằm gọn bên trong mặt sáng bóng của tờ giấy.

Ngoài ra còn có nhiều thuật ngữ PCB trong sản xuất PCB, thiết kế PCB, v.v. Bạn có thể hiểu rõ hơn về bảng mạch in sau khi đọc một số thuật ngữ PCB từ trang bên dưới!

Ngoài ra đọc: Bảng chú giải thuật ngữ PCB (Thân thiện với người mới bắt đầu) | Thiết kế PCB

Đầu ra thiết kế PCB
Thông thường, dữ liệu đến ở định dạng tệp được gọi là Gerber mở rộng (Gerber còn được gọi là RX274x), đây là chương trình được sử dụng thường xuyên nhất, mặc dù có thể sử dụng các định dạng và cơ sở dữ liệu khác.

Phần mềm thiết kế PCB khác nhau có thể yêu cầu các bước tạo tệp Gerber khác nhau, tất cả chúng đều mã hóa thông tin quan trọng toàn diện bao gồm các lớp theo dõi đồng, bản vẽ khoan, ký hiệu thành phần và các thông số khác.

Sau khi bố cục thiết kế cho PCB được đưa vào phần mềm Gerber Extended, tất cả các khía cạnh khác nhau của thiết kế đều được xem xét để đảm bảo không có lỗi.

Sau khi kiểm tra kỹ lưỡng, thiết kế PCB hoàn thiện được đưa đến nhà chế tạo PCB để sản xuất. Khi đến nơi, thiết kế được nhà chế tạo kiểm tra lần thứ hai, được gọi là kiểm tra Thiết kế để Sản xuất (DFM), đảm bảo:
● Thiết kế PCB có thể sản xuất được 

● Thiết kế PCB đáp ứng các yêu cầu về dung sai tối thiểu trong quá trình sản xuất

▲ TRỞ LẠI ▲ 

Cũng đọc: Bảng mạch in (PCB) là gì | Tất cả những gì bạn cần biết

STEP 2: Phác thảo tệp PCB - Tạo phim của thiết kế PCB

Khi bạn đã quyết định thiết kế PCB của mình, bước tiếp theo là in nó. Điều này thường diễn ra trong phòng tối được kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Các lớp khác nhau của phim ảnh PCB được căn chỉnh bằng cách đục các lỗ đăng ký chính xác trên mỗi tờ phim. Bộ phim được tạo ra để giúp tạo ra một con số của con đường đồng.

Lời khuyên: Là một nhà thiết kế PCB, sau khi xuất các tệp sơ đồ PCB của bạn, đừng quên nhắc nhà sản xuất tiến hành kiểm tra DFM 

Một máy in đặc biệt được gọi là máy in quang laser thường được sử dụng trong in PCB, mặc dù nó là một máy in laser, nhưng nó không phải là một máy in laserjet tiêu chuẩn. 

Nhưng quá trình quay phim này không còn thích hợp cho việc thu nhỏ và tiến bộ công nghệ. Nó đang trở nên lỗi thời theo một số cách. 

Nhiều nhà sản xuất nổi tiếng hiện đang giảm hoặc loại bỏ việc sử dụng phim bằng cách sử dụng thiết bị chụp ảnh trực tiếp bằng laser (LDI) đặc biệt giúp hình ảnh trực tiếp lên Phim khô. Với công nghệ in chính xác đáng kinh ngạc của LDI, một bộ phim có độ chi tiết cao của thiết kế PCB được cung cấp và chi phí đã giảm xuống.

Máy đo quang laser lấy dữ liệu bảng và chuyển nó thành hình ảnh pixel, sau đó tia laser ghi dữ liệu này lên phim và phim được phơi sáng sẽ tự động được phát triển và tải xuống cho người vận hành. 

Kết quả cuối cùng là một tấm nhựa có ảnh âm bản của PCB bằng mực đen. Đối với các lớp bên trong của PCB, mực đen thể hiện các phần đồng dẫn điện của PCB. Phần rõ ràng còn lại của hình ảnh biểu thị các vùng vật liệu không dẫn điện. Các lớp bên ngoài theo mô hình ngược lại: rõ ràng đối với đồng, nhưng màu đen đề cập đến khu vực sẽ bị khắc đi. Máy vẽ tự động phát triển phim và phim được lưu trữ an toàn để tránh bất kỳ sự tiếp xúc không mong muốn nào.

Mỗi lớp PCB và mặt nạ hàn nhận được tấm phim đen và rõ ràng của riêng nó. Tổng cộng, một PCB hai lớp cần bốn tấm: hai cho các lớp và hai cho mặt nạ hàn. Điều quan trọng là tất cả các bộ phim phải tương ứng hoàn hảo với nhau. Khi được sử dụng hài hòa, chúng sẽ vạch ra sự liên kết của PCB.

Để đạt được sự liên kết hoàn hảo của tất cả các phim, các lỗ đăng ký phải được đục qua tất cả các phim. Độ chính xác của lỗ xảy ra bằng cách điều chỉnh bàn đặt phim. Khi các hiệu chuẩn nhỏ của bàn dẫn đến sự phù hợp tối ưu, lỗ sẽ được đục. Các lỗ sẽ phù hợp với các chốt đăng ký trong bước tiếp theo của quá trình chụp ảnh.

Ngoài ra đọc: Xuyên qua lỗ và bề mặt Mount | Sự khác biệt là gì?

▲ TRỞ LẠI ▲ 

BƯỚC 3: Truyền hình ảnh các lớp bên trong - In các lớp bên trong

Bước này chỉ áp dụng cho bảng có nhiều hơn hai lớp. Các bảng hai lớp đơn giản bỏ qua phần khoan trước. Bảng nhiều lớp yêu cầu nhiều bước hơn.

Việc tạo ra các bộ phim ở bước trước nhằm mục đích vạch ra một con số của con đường đồng. Bây giờ là lúc in hình trên phim lên một lá đồng.

Bước đầu tiên là làm sạch đồng.
Trong xây dựng PCB, độ sạch là vấn đề quan trọng. Lớp laminate mặt đồng được làm sạch và đưa vào môi trường khử nhiễm. Luôn nhớ đảm bảo rằng không có bụi nào bám trên bề mặt, nơi có thể gây đoản mạch hoặc hở mạch trên PCB hoàn thiện.

Tấm nền sạch sẽ nhận được một lớp phim nhạy cảm với ảnh được gọi là photoresist. Máy in sử dụng đèn UV mạnh để làm cứng chất cản quang qua màng trong để xác định mẫu đồng.

Điều này đảm bảo sự khớp chính xác từ phim ảnh đến kính quang học. 
 Người vận hành tải tấm phim đầu tiên lên các chốt, sau đó là tấm phủ rồi đến tấm phim thứ hai. Mặt dưới của máy in có các chốt đăng ký khớp với các lỗ trên công cụ ảnh và trong bảng điều khiển, đảm bảo rằng các lớp trên cùng và dưới cùng được căn chỉnh chính xác.  

Bộ phim và bảng xếp hàng và nhận được một luồng ánh sáng UV. Ánh sáng đi qua các phần trong của phim, làm cứng chất cản quang trên đồng bên dưới. Mực đen từ máy vẽ ngăn không cho ánh sáng tiếp cận những vùng không có ý nghĩa cứng lại và chúng được dự kiến ​​để loại bỏ.

Dưới những khu vực đen, sức đề kháng vẫn chưa được thúc đẩy. Phòng sạch sử dụng ánh sáng vàng vì chất cản quang nhạy cảm với tia UV.

Sau khi tấm ván được chuẩn bị, nó được rửa bằng dung dịch kiềm để loại bỏ bất kỳ chất cản quang nào còn sót lại. Một lần rửa áp lực cuối cùng sẽ loại bỏ bất cứ thứ gì còn sót lại trên bề mặt. Bảng sau đó được làm khô.

Sản phẩm nổi lên với sức đề kháng bao phủ thích hợp các khu vực đồng có nghĩa là vẫn ở dạng cuối cùng. Kỹ thuật viên kiểm tra bo mạch để đảm bảo rằng không có sai sót nào xảy ra trong giai đoạn này. Tất cả điện trở hiện tại tại thời điểm này biểu thị đồng sẽ xuất hiện trong PCB hoàn thiện.

Ngoài ra đọc: Thiết kế PCB | Sơ đồ quy trình sản xuất PCB, PPT và PDF

▲ TRỞ LẠI ▲ 

BƯỚC 4: Khắc đồng - Loại bỏ đồng không mong muốn
Trong chế tạo PCB, ăn mòn là một quá trình loại bỏ đồng (Cu) không mong muốn khỏi bảng mạch. Đồng không mong muốn là không có gì khác ngoài đồng không mạch được lấy ra khỏi bảng. Kết quả là, mẫu mạch mong muốn đạt được. Trong quá trình này, đồng cơ sở hoặc đồng khởi động được lấy ra khỏi bảng.

Điện trở quang chưa tích điện được loại bỏ và điện trở cứng bảo vệ đồng mong muốn, bảng tiến hành loại bỏ đồng không mong muốn. Chúng tôi sử dụng etchant có tính axit để rửa sạch đồng dư thừa. Trong khi đó, đồng mà chúng tôi muốn giữ vẫn được bao phủ hoàn toàn bên dưới lớp cản quang.

Trước quá trình khắc, hình ảnh mong muốn của nhà thiết kế về mạch được chuyển lên PCB bằng một quá trình gọi là quang khắc. Điều này tạo thành một bản thiết kế quyết định phần nào của đồng phải được loại bỏ.

Các nhà sản xuất PCB thường sử dụng quy trình khắc ướt. Trong quá trình khắc ướt, vật liệu không mong muốn sẽ bị hòa tan khi ngâm trong dung dịch hóa chất.

Có hai phương pháp khắc ướt:

● Khắc axit (clorua sắt và clorua cupric).
● Khắc kiềm (Amoniacal)

Phương pháp axit được sử dụng để khắc các lớp bên trong PCB. Phương pháp này liên quan đến các dung môi hóa học như Clorua sắt (FeCl3) OR Cupric clorua (CuCl2).

Phương pháp kiềm được sử dụng để khắc các lớp bên ngoài trong PCB. Ở đây, các hóa chất được sử dụng là đồng clorua (CuCl2 Castle, 2H2O) + hydroclorua (HCl) + hydro peroxide (H2O2) + thành phần nước (H2O). Phương pháp kiềm là một quá trình nhanh và hơi tốn kém.

Các thông số quan trọng cần được xem xét trong quá trình khắc là tốc độ chuyển động của bảng điều khiển, lượng hóa chất phun ra và lượng đồng được khắc. Toàn bộ quá trình được thực hiện trong một buồng phun áp suất cao được băng tải.

Quá trình này được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo rằng độ rộng của dây dẫn thành phẩm là chính xác như thiết kế. Nhưng các nhà thiết kế nên lưu ý rằng các lá đồng dày hơn cần có không gian rộng hơn giữa các đường ray. Người vận hành kiểm tra cẩn thận xem tất cả các đồng không mong muốn đã được khắc đi chưa

Sau khi loại bỏ đồng không mong muốn, bảng sẽ được xử lý để loại bỏ nơi mà thiếc hoặc thiếc / nạc hoặc chất cản quang được loại bỏ khỏi bảng. 

Bây giờ, đồng không mong muốn được loại bỏ với sự trợ giúp của dung dịch hóa học. Dung dịch này sẽ loại bỏ đồng thừa mà không gây hại cho chất cản quang cứng.  

Ngoài ra đọc: Làm thế nào để tái chế một bảng mạch in chất thải? | Những điều bạn nên biết

▲ TRỞ LẠI ▲ 

STEP 5: Căn chỉnh lớp - Dán các lớp lại với nhau
Cùng với các lớp lá đồng mỏng để bao phủ bề mặt bên ngoài của mặt trên và mặt dưới của bo mạch, các cặp lớp được xếp chồng lên nhau để tạo ra một “bánh sandwich” PCB. Để tạo thuận lợi cho việc liên kết các lớp, mỗi cặp lớp sẽ có một tấm “prereg” được chèn vào giữa chúng. Prepreg là một vật liệu sợi thủy tinh được ngâm tẩm với nhựa epoxy sẽ nóng chảy trong quá trình cán mỏng và nhiệt. Khi prereg nguội đi, nó sẽ liên kết các cặp lớp với nhau.

Để sản xuất PCB nhiều lớp, các lớp xen kẽ của tấm sợi thủy tinh tẩm epoxy được gọi là vật liệu cốt thép và lõi dẫn điện được ép lại với nhau dưới nhiệt độ và áp suất cao bằng cách sử dụng máy ép thủy lực. Áp suất và nhiệt làm cho prereg nóng chảy và nối các lớp lại với nhau. Sau khi làm nguội, vật liệu tạo thành tuân theo các quy trình sản xuất tương tự như PCB hai mặt. Dưới đây là chi tiết hơn về quy trình cán màng sử dụng PCB 4 lớp làm ví dụ:

Đối với PCB 4 lớp với độ dày hoàn thiện là 0.062 ”, chúng tôi thường sẽ bắt đầu với vật liệu lõi FR4 bọc đồng dày 0.040 ”. Lõi đã được xử lý thông qua hình ảnh lớp bên trong, nhưng bây giờ cần phải có lớp prereg và lớp đồng bên ngoài. Prereg được gọi là sợi thủy tinh "giai đoạn B". Nó không cứng cho đến khi nhiệt và áp suất được tác dụng lên nó. Do đó, cho phép nó chảy và liên kết các lớp đồng với nhau khi nó đóng rắn. Đồng là một lá rất mỏng, thường là 0.5 oz. (0.0007 in.) Hoặc 1 oz. (0.0014 in.) Dày, được thêm vào bên ngoài của prereg. Sau đó, chồng lên nhau được đặt giữa hai tấm thép dày và được đặt vào máy ép cán (chu kỳ ép thay đổi tùy theo nhiều yếu tố bao gồm loại vật liệu và độ dày). Ví dụ, vật liệu 170Tg FR4 thường được sử dụng cho nhiều bộ phận ép ở 375 ° F trong 150 phút ở 300 PSI. Sau khi làm nguội, nguyên liệu đã sẵn sàng để chuyển sang quá trình tiếp theo.

Tổng hợp bảng với nhau trong giai đoạn này đòi hỏi phải chú ý nhiều đến chi tiết để duy trì sự liên kết chính xác của mạch điện trên các lớp khác nhau. Sau khi hoàn thành việc xếp chồng, các lớp kẹp được nhiều lớp, nhiệt và áp suất của quá trình cán sẽ kết hợp các lớp lại với nhau thành một bảng mạch.

▲ TRỞ LẠI ▲ 

BƯỚC 6: Khoan lỗ - Để gắn các thành phần
Vias, lắp và các lỗ khác được khoan qua PCB (thường là trong các ngăn xếp bảng, tùy thuộc vào độ sâu của mũi khoan). Độ chính xác và thành lỗ sạch là điều cần thiết, và quang học tinh vi cung cấp điều này.

Để tìm vị trí của các mục tiêu khoan, một thiết bị định vị tia X xác định các điểm mục tiêu khoan thích hợp. Sau đó, các lỗ đăng ký thích hợp được khoan để đảm bảo ngăn xếp cho một loạt các lỗ cụ thể hơn.

Trước khi khoan, kỹ thuật viên đặt một tấm vật liệu đệm bên dưới mục tiêu khoan để đảm bảo lỗ khoan sạch. Vật liệu thoát ra ngăn chặn mọi vết rách không cần thiết khi thoát ra của mũi khoan.

Máy tính điều khiển mọi chuyển động vi mô của mũi khoan - việc một sản phẩm xác định hoạt động của máy sẽ dựa vào máy tính là điều hiển nhiên. Máy điều khiển bằng máy tính sử dụng tệp khoan từ thiết kế ban đầu để xác định các điểm thích hợp để khoan.

Các mũi khoan sử dụng trục quay được điều khiển bằng không khí quay với tốc độ 150,000 vòng / phút. Với tốc độ này, bạn có thể nghĩ rằng việc khoan xảy ra trong nháy mắt, nhưng có rất nhiều lỗ để khoan. Một PCB trung bình chứa hơn một trăm điểm còn nguyên vẹn. Trong quá trình khoan, mỗi người cần một khoảnh khắc đặc biệt riêng với mũi khoan, vì vậy cần có thời gian. Các lỗ sau đó là nơi chứa vias và lỗ gắn cơ học cho PCB. Việc dán cuối cùng của các bộ phận này xảy ra muộn hơn, sau khi mạ.

Sau khi các lỗ được khoan, chúng sẽ được làm sạch bằng cách sử dụng các quy trình hóa học và cơ học để loại bỏ vết nhựa và mảnh vụn do khoan. Toàn bộ bề mặt tiếp xúc của bảng, bao gồm cả phần bên trong của các lỗ, sau đó được phủ một lớp đồng mỏng về mặt hóa học. Điều này tạo ra một cơ sở kim loại để mạ điện bổ sung đồng vào các lỗ và lên bề mặt trong bước tiếp theo.

Sau khi quá trình khoan hoàn thành, đồng bổ sung lót các cạnh của bảng điều khiển sản xuất sẽ được loại bỏ bằng công cụ định hình.

▲ TRỞ LẠI ▲ 

BƯỚC 7: Kiểm tra quang học tự động (Chỉ PCB nhiều lớp)
Sau khi cán, không thể phân loại lỗi ở các lớp bên trong. Do đó, bảng điều khiển phải được kiểm tra quang học tự động trước khi dán lên và cán mỏng. Máy quét các lớp bằng cảm biến laze và so sánh nó với tệp Gerber gốc để liệt kê ra sự khác biệt, nếu có.

Sau khi tất cả các lớp đã sạch và sẵn sàng, chúng cần được kiểm tra để căn chỉnh. Cả lớp trong và lớp ngoài sẽ được xếp thẳng hàng với sự trợ giúp của các lỗ đã khoan trước đó. Máy đục lỗ quang học khoan một chốt trên các lỗ để giữ cho các lớp thẳng hàng. Sau đó, quá trình kiểm tra bắt đầu để đảm bảo không có khuyết điểm nào.

Kiểm tra quang học tự động, hay AOI, được sử dụng để kiểm tra các lớp của PCB nhiều lớp trước khi ghép các lớp lại với nhau. Hệ thống quang học kiểm tra các lớp bằng cách so sánh hình ảnh thực tế trên bảng điều khiển với dữ liệu thiết kế PCB. Bất kỳ sự khác biệt nào, khi có thêm đồng hoặc thiếu đồng, đều có thể dẫn đến hiện tượng ngắn hoặc hở. Điều này cho phép nhà sản xuất nắm bắt bất kỳ khuyết tật nào có thể ngăn ngừa sự cố khi các lớp bên trong được ghép lại với nhau. Như bạn có thể tưởng tượng, sẽ dễ dàng hơn nhiều để sửa một đoạn ngắn hoặc đoạn mở được tìm thấy ở giai đoạn này, trái ngược với khi các lớp đã được ghép lại với nhau. Trên thực tế, nếu sự cố hở hoặc chập không được phát hiện ở giai đoạn này, nó có thể sẽ không được phát hiện cho đến khi kết thúc quá trình sản xuất, trong quá trình thử nghiệm điện, khi đã quá muộn để sửa chữa.

Các sự kiện phổ biến nhất xảy ra trong quá trình hình ảnh lớp dẫn đến sự cố liên quan ngắn hoặc mở là:

● Hình ảnh bị phơi sáng không chính xác, gây ra tăng / giảm kích thước của các đối tượng địa lý.
● Màng khô kém chống bám dính có thể gây ra vết nứt, vết cắt hoặc lỗ kim trên hình khắc.
● Đồng là khắc dưới, để lại đồng không mong muốn hoặc gây ra sự phát triển về kích thước tính năng hoặc quần ngắn.
● Đồng là quá khắc, loại bỏ các tính năng đồng cần thiết, tạo ra các kích thước hoặc vết cắt giảm tính năng.

Cuối cùng, AOI là một phần quan trọng của quy trình sản xuất giúp đảm bảo độ chính xác, chất lượng và giao hàng đúng thời hạn của PCB.

▲ TRỞ LẠI ▲ 

STEP 8: OXIDE (Chỉ PCB nhiều lớp)

Oxit (được gọi là Oxit đen, hoặc Oxit nâu tùy thuộc vào quá trình), là một phương pháp xử lý hóa học đối với các lớp bên trong của PCB nhiều lớp trước khi cán, để tăng độ nhám của đồng phủ nhằm cải thiện độ bền của liên kết laminate. Quá trình này giúp ngăn ngừa sự tách lớp, hoặc sự tách biệt giữa bất kỳ lớp nào của vật liệu cơ bản hoặc giữa lớp cán mỏng và lá dẫn điện, sau khi quá trình sản xuất hoàn tất.

STEP 9: Khắc lớp bên ngoài & Dải cuối cùng

Nhiếp ảnh gia tước

Khi bảng điều khiển đã được mạ, khả năng chống ảnh sẽ trở nên không mong muốn và cần được loại bỏ khỏi bảng điều khiển. Điều này được thực hiện trong một quá trình ngang có chứa dung dịch kiềm tinh khiết giúp loại bỏ hiệu quả chất cản quang để lại phần đồng cơ bản của bảng điều khiển được tiếp xúc để loại bỏ trong quá trình khắc sau.

Khắc cuối cùng
Thiếc bảo vệ đồng lý tưởng giữa giai đoạn này. Đồng tiếp xúc không mong muốn và đồng bên dưới phần còn lại của lớp điện trở sẽ bị loại bỏ. Trong bản khắc này, chúng tôi sử dụng amoniacal etchant để khắc ra đồng không mong muốn. Trong khi chờ đợi, thiếc đảm bảo lượng đồng cần thiết trong giai đoạn này.

Các khu vực dẫn và kết nối được giải quyết hợp pháp ở giai đoạn này.

Thiếc tước
Quá trình khắc sau khi khắc, đồng có trên PCB được bao phủ bởi điện trở khắc, tức là thiếc, không cần thiết nữa. Vì thế, chúng tôi loại bỏ nó trước khi tiếp tục tiếp tục. Bạn có thể sử dụng axit Nitric đậm đặc để loại bỏ thiếc. Axit nitric rất hiệu quả trong việc loại bỏ thiếc, và không làm hỏng các rãnh mạch đồng bên dưới kim loại thiếc. Vì vậy, bây giờ bạn đã có một phác thảo rõ ràng khác biệt về đồng trên PCB.

Sau khi hoàn tất quá trình mạ trên bảng điều khiển, lớp màng khô sẽ chống lại những gì còn sót lại và đồng nằm bên dưới cần được loại bỏ. Bảng điều khiển bây giờ sẽ trải qua quá trình dải-khắc-dải (SES). Bảng điều khiển bị loại bỏ điện trở và đồng hiện lộ ra và không được bao phủ bởi thiếc sẽ được khắc đi để chỉ còn lại các dấu vết và các miếng đệm xung quanh các lỗ và các mẫu đồng khác. Màng khô được lấy ra khỏi các tấm mạ thiếc và phần đồng tiếp xúc (không được bảo vệ bằng thiếc) được khắc đi để lại kiểu mạch điện mong muốn. Tại thời điểm này, mạch điện cơ bản của bảng đã hoàn thành

▲ TRỞ LẠI ▲ 

STEP 10: Mặt nạ hàn, màn hình lụa và lớp hoàn thiện bề mặt
Để bảo vệ bo mạch trong quá trình lắp ráp, vật liệu mặt nạ hàn được áp dụng bằng quy trình tiếp xúc với tia cực tím tương tự như quy trình được sử dụng với chất cản quang. Mặt nạ hàn này sẽ phủ toàn bộ bề mặt của bảng ngoại trừ các miếng đệm kim loại và các tính năng sẽ được hàn. Ngoài mặt nạ hàn, các ký hiệu tham chiếu thành phần và các dấu hiệu khác trên bảng được in lụa lên bảng. Cả mặt nạ hàn và mực in lụa đều được bảo dưỡng bằng cách nướng bảng mạch trong lò nướng.

Bảng mạch cũng sẽ có một lớp hoàn thiện bề mặt được áp dụng cho các bề mặt kim loại tiếp xúc của nó. Điều này giúp bảo vệ kim loại tiếp xúc và hỗ trợ hoạt động hàn trong quá trình lắp ráp. Một ví dụ về lớp hoàn thiện bề mặt là san lấp mặt bằng khí nóng (HASL). Đầu tiên tấm ván được phủ một lớp chất trợ dung để chuẩn bị cho vật hàn và sau đó được nhúng vào bể hàn nóng chảy. Khi bảng được lấy ra khỏi bể hàn, một luồng khí nóng áp suất cao loại bỏ chất hàn thừa khỏi các lỗ và làm phẳng chất hàn trên bề mặt kim loại.

Ứng dụng mặt nạ hàn

Mặt nạ hàn được áp dụng cho cả hai mặt của bảng, nhưng trước đó các tấm được phủ bằng mực mặt nạ hàn epoxy. Các bo mạch nhận được một tia UV chiếu qua mặt nạ hàn. Các phần được che phủ vẫn không tích điện và sẽ được loại bỏ.

Cuối cùng, bảng được đưa vào lò để chữa mặt nạ hàn.

Màu xanh lá cây được chọn làm màu mặt nạ hàn tiêu chuẩn vì nó không gây mỏi mắt. Trước khi máy móc có thể kiểm tra PCB trong quá trình sản xuất và lắp ráp, tất cả đều là kiểm tra thủ công. Ánh sáng trên cùng được sử dụng để các kỹ thuật viên kiểm tra bo mạch không phản chiếu trên mặt nạ hàn màu xanh lá cây và tốt nhất cho mắt của họ.

Danh pháp (màn hình lụa)

Quá trình in lụa hoặc biên dạng là quá trình in tất cả các thông tin quan trọng trên PCB, chẳng hạn như id nhà sản xuất, số thành phần tên công ty, điểm gỡ lỗi. Điều này hữu ích trong khi bảo dưỡng và sửa chữa.

Đây là bước quan trọng bởi vì, trong quá trình này, thông tin quan trọng được in trên bảng. Sau khi hoàn thành, ván sẽ chuyển qua giai đoạn sơn phủ và đóng rắn cuối cùng. Màn hình lụa là việc in dữ liệu nhận dạng có thể đọc được, chẳng hạn như số bộ phận, bộ định vị pin 1 và các dấu hiệu khác. Chúng có thể được in bằng máy in phun.

Nó cũng là quy trình sản xuất PCB nghệ thuật nhất. Bo mạch gần như đã hoàn thiện nhận in các chữ cái mà con người có thể đọc được, thường được sử dụng để xác định các thành phần, điểm kiểm tra, số bộ phận PCB và PCBA, ký hiệu cảnh báo, logo công ty, mã ngày và nhãn hiệu nhà sản xuất. 

PCB cuối cùng cũng chuyển sang giai đoạn sơn phủ và đóng rắn cuối cùng.

Bề mặt hoàn thiện bằng vàng hoặc bạc

PCB được mạ vàng hoặc bạc để tăng thêm khả năng hàn cho bo mạch, điều này sẽ làm tăng độ liên kết của vật hàn.  

Việc áp dụng từng lớp hoàn thiện bề mặt có thể khác nhau một chút trong quy trình nhưng bao gồm việc nhúng bảng điều khiển vào bể hóa chất để phủ bất kỳ lớp đồng nào tiếp xúc với lớp hoàn thiện mong muốn.

Quy trình hóa học cuối cùng được sử dụng để sản xuất PCB là sơn phủ bề mặt. Trong khi mặt nạ hàn bao phủ hầu hết các mạch điện, lớp hoàn thiện bề mặt được thiết kế để ngăn chặn quá trình oxy hóa của phần đồng tiếp xúc còn lại. Điều này quan trọng bởi vì đồng bị oxy hóa không thể hàn được. Có nhiều bề mặt hoàn thiện khác nhau có thể được áp dụng cho một bảng mạch. Phổ biến nhất là Cấp độ hàn không khí nóng (HASL), được cung cấp dưới dạng cả chì và không chì. Nhưng tùy thuộc vào thông số kỹ thuật, ứng dụng hoặc quy trình lắp ráp của PCB, các lớp hoàn thiện bề mặt phù hợp có thể bao gồm Vàng nhúng không niken (ENIG), Vàng mềm, Vàng cứng, Bạc nhúng, Thiếc nhúng, Chất bảo quản khả năng hòa tan hữu cơ (OSP), và các loại khác.

Sau đó, PCB được mạ bằng HASL vàng, bạc hoặc không chứa chì hoặc hoàn thiện san lấp mặt bằng chất hàn không khí nóng. Điều này được thực hiện để các thành phần có thể được hàn vào các miếng đệm được tạo ra và để bảo vệ đồng.

▲ TRỞ LẠI ▲ 

STEP 12: Thử nghiệm điện - Thử nghiệm thăm dò bay
Để phòng ngừa cuối cùng cho việc phát hiện, bo mạch sẽ được kỹ thuật viên kiểm tra chức năng. Tại thời điểm này, họ sử dụng quy trình tự động để xác nhận chức năng của PCB và sự phù hợp của nó với thiết kế ban đầu. 

Thông thường, một phiên bản thử nghiệm điện nâng cao được gọi là Thử nghiệm thăm dò bay điều này phụ thuộc vào việc di chuyển các đầu dò để kiểm tra hiệu suất điện của mỗi lưới trên bảng mạch trần sẽ được sử dụng trong thử nghiệm điện. 

Các bo mạch này được kiểm tra theo danh sách mạng, do khách hàng cung cấp tệp dữ liệu của họ hoặc do nhà sản xuất PCB tạo ra từ tệp dữ liệu khách hàng. Người thử nghiệm sử dụng nhiều cánh tay chuyển động hoặc đầu dò để tiếp xúc với các điểm trên mạch đồng và gửi tín hiệu điện giữa chúng. 

Bất kỳ quần short hoặc lỗ hở nào sẽ được xác định, cho phép nhà điều hành sửa chữa hoặc loại bỏ PCB bị lỗi. Tùy thuộc vào độ phức tạp của thiết kế và số lượng điểm kiểm tra, việc kiểm tra điện có thể mất từ ​​vài giây đến nhiều giờ để hoàn thành.

Ngoài ra, tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau như độ phức tạp của thiết kế, số lớp và yếu tố rủi ro thành phần, một số khách hàng chọn bỏ qua thử nghiệm điện để tiết kiệm một chút thời gian và chi phí. Điều này có thể ổn đối với PCB hai mặt đơn giản, nơi không có nhiều thứ có thể xảy ra sai sót, nhưng chúng tôi luôn khuyên bạn nên kiểm tra điện trên các thiết kế nhiều lớp bất kể độ phức tạp. (Mẹo: Cung cấp cho nhà sản xuất của bạn một “danh sách mạng” ngoài các tệp thiết kế và ghi chú chế tạo của bạn là một cách để ngăn các lỗi không mong muốn xảy ra.)

▲ TRỞ LẠI ▲ 

STEP 13: Sự bịa đặt - Lập hồ sơ và V-Scoring

Khi một bảng PCB đã hoàn thành thử nghiệm điện, các bảng riêng lẻ đã sẵn sàng để tách khỏi bảng. Quá trình này được thực hiện bởi một máy CNC, hoặc Bộ định tuyến, định tuyến mỗi bảng ra khỏi bảng điều khiển đến hình dạng và kích thước mong muốn theo yêu cầu. Các bit bộ định tuyến thường được sử dụng có kích thước 0.030 - 0.093 và để tăng tốc quá trình, nhiều tấm có thể được xếp chồng lên nhau hai hoặc ba tấm cao tùy thuộc vào độ dày tổng thể của mỗi tấm. Trong quá trình này, máy CNC cũng có thể chế tạo các khe, rãnh và cạnh vát bằng nhiều kích thước bit bộ định tuyến khác nhau.

Quá trình định tuyến là một quy trình phay trong đó một bit định tuyến được sử dụng để cắt biên dạng của đường viền bảng mong muốn. Các tấm là “được ghim và xếp chồng lên nhau”Như đã thực hiện trước đó trong quá trình“ Khoan ”. Ngăn xếp thông thường là 1 đến 4 tấm.

Để định hình các PCB và cắt chúng ra khỏi bảng sản xuất, chúng ta cần cắt, nghĩa là cắt các bảng khác nhau từ bảng ban đầu. Phương pháp được sử dụng tập trung vào việc sử dụng bộ định tuyến hoặc rãnh chữ v. Bộ định tuyến để lại các tab nhỏ dọc theo các cạnh của bo mạch trong khi rãnh chữ v cắt các kênh chéo dọc theo cả hai mặt của bo mạch. Cả hai cách đều cho phép các bảng dễ dàng bật ra khỏi bảng.

Thay vì định tuyến các bảng nhỏ riêng lẻ, PCB có thể được định tuyến dưới dạng các mảng chứa nhiều bảng với các tab hoặc các đường điểm. Điều này cho phép lắp ráp nhiều bo mạch cùng lúc dễ dàng hơn đồng thời cho phép người lắp ráp tách rời các bo mạch riêng lẻ khi quá trình lắp ráp hoàn tất.

Cuối cùng, các tấm ván sẽ được kiểm tra độ sạch sẽ, các cạnh sắc, gờ, v.v. và được làm sạch khi cần thiết.


STEP 14: Chỉnh sửa vi mô - Bước bổ sung

Cắt vi mô (còn được gọi là mặt cắt) là một bước tùy chọn trong quy trình sản xuất PCB nhưng là một công cụ có giá trị được sử dụng để xác nhận cấu trúc bên trong của PCB cho cả mục đích xác minh và phân tích lỗi. Để tạo ra một mẫu vật cho việc kiểm tra vật liệu bằng kính hiển vi, một mặt cắt ngang của PCB được cắt và đặt vào một lớp acrylic mềm cứng xung quanh nó theo hình dạng của một quả bóng khúc côn cầu. Phần này sau đó được đánh bóng và xem dưới kính hiển vi. Việc kiểm tra chi tiết có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra nhiều chi tiết như độ dày lớp mạ, chất lượng mũi khoan và chất lượng của các liên kết bên trong.

STEP 15: Kiểm tra cuối cùng - Kiểm soát chất lượng PCB

Trong bước cuối cùng của quy trình, các thanh tra viên nên kiểm tra cẩn thận từng PCB. Kiểm tra trực quan PCB dựa trên các tiêu chí chấp nhận. Sử dụng kiểm tra trực quan thủ công và AVI - so sánh PCB với Gerber và có tốc độ kiểm tra nhanh hơn so với mắt người, nhưng vẫn yêu cầu xác minh của con người. Tất cả các đơn đặt hàng cũng phải được kiểm tra đầy đủ bao gồm kích thước, khả năng hàn, v.v. để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn của khách hàngvà trước khi đóng gói và vận chuyển, việc kiểm tra chất lượng 100% được thực hiện trên các lô hàng.

Sau đó, thanh tra viên sẽ đánh giá PCB để đảm bảo chúng đáp ứng cả yêu cầu của khách hàng và các tiêu chuẩn được nêu trong các văn bản hướng dẫn của ngành:

● IPC-A-600 - Khả năng chấp nhận của Bảng in, xác định tiêu chuẩn chất lượng toàn ngành để chấp nhận PCB.
● IPC-6012 - Đặc điểm kỹ thuật về chất lượng và hiệu suất cho bảng cứng, thiết lập các loại bảng cứng và mô tả các yêu cầu cần đáp ứng trong quá trình chế tạo cho ba loại bảng hiệu suất - Loại 1, 2 & 3.

PCB Loại 1 sẽ có tuổi thọ hạn chế và trong đó yêu cầu chỉ đơn giản là chức năng của sản phẩm sử dụng cuối (ví dụ: dụng cụ mở cửa nhà để xe).
PCB Class 2 sẽ là một trong những nơi mà hiệu suất liên tục, tuổi thọ kéo dài và dịch vụ không bị gián đoạn là mong muốn nhưng không quan trọng (ví dụ: bo mạch chủ PC).

PCB Loại 3 sẽ bao gồm mục đích sử dụng cuối cùng trong đó hiệu suất cao liên tục hoặc hiệu suất theo yêu cầu là rất quan trọng, không thể chấp nhận được lỗi và sản phẩm phải hoạt động khi được yêu cầu (ví dụ: hệ thống kiểm soát bay hoặc hệ thống phòng thủ).

▲ TRỞ LẠI ▲ 

BƯỚC 16: Đóng gói - Phục vụ những gì bạn cần
Các tấm ván được bọc bằng vật liệu phù hợp với nhu cầu Đóng gói tiêu chuẩn và sau đó được đóng hộp trước khi được vận chuyển bằng phương thức vận chuyển được yêu cầu.

Và như bạn có thể đoán, lớp càng cao thì PCB càng đắt. Nói chung, sự khác biệt giữa các lớp đạt được bằng cách yêu cầu dung sai và kiểm soát chặt chẽ hơn để tạo ra sản phẩm đáng tin cậy hơn. 

Bất kể loại được chỉ định là gì, kích thước lỗ được kiểm tra bằng đồng hồ đo chân, mặt nạ hàn và chú giải được kiểm tra bằng mắt về hình dáng tổng thể, mặt nạ hàn được kiểm tra để xem có bất kỳ sự xâm phạm nào trên miếng đệm hay không, chất lượng và độ che phủ của bề mặt kết thúc được kiểm tra.

Hướng dẫn Kiểm tra của IPC và cách chúng liên quan đến thiết kế PCB là rất quan trọng để các nhà thiết kế PCB làm quen, quy trình đặt hàng và sản xuất cũng rất quan trọng. 

Không phải tất cả PCB đều được tạo ra như nhau và hiểu được những nguyên tắc này sẽ giúp đảm bảo rằng sản phẩm được sản xuất đáp ứng mong đợi của bạn về cả tính thẩm mỹ và hiệu suất.

Nếu bạn CÓ CẦN GIÚP GÌ KHÔNG với Thiết kế PCB hoặc có câu hỏi về Các bước sản xuất PCB, xin đừng ngần ngại chia sẻ với FMUSER, CHÚNG TÔI LUÔN LẮNG NGHE!

Chia sẻ là quan tâm! 

▲ TRỞ LẠI ▲ 

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn