روش های ساخت PCB: فناوری تولید

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

در ابزار دقیق و به طور کلی الکترونیک، بردهای مدار چاپی نقش مهمی را به عنوان حامل اتصالات الکتریکی ایفا می کنند. کیفیت دستگاه و عملکرد اساسی آن به این عملکرد بستگی دارد. روش‌های مدرن تولید بردهای مدار چاپی با امکان ادغام قابل اعتماد پایه عنصر با چگالی طرح‌بندی بالا هدایت می‌شوند که عملکرد تجهیزات تولیدی را افزایش می‌دهد.

نمای کلی PCB

ما در مورد محصولات مبتنی بر یک پایه عایق مسطح صحبت می کنیم که طراحی آن دارای شیارها، سوراخ ها، برش ها و مدارهای رسانا است. این دومی برای سوئیچینگ دستگاه های الکتریکی استفاده می شود که برخی از آنها به این ترتیب در دستگاه برد وجود ندارد و قسمت دیگر به عنوان گره های عملکردی محلی روی آن قرار می گیرد. مهم است که تاکید شود که قرار دادناز عناصر سازه ای فوق الذکر، هادی ها و قطعات کاری در ابتدا در طراحی محصول به عنوان یک مدار الکتریکی سنجیده ارائه شده است. برای امکان لحیم کاری عناصر جدید در آینده، پوشش های متالیزه ارائه می شود. پیش از این، از فناوری رسوب مس برای تشکیل چنین پوشش هایی استفاده می شد. این یک عملیات شیمیایی است که امروزه بسیاری از تولیدکنندگان به دلیل استفاده از مواد شیمیایی مضر مانند فرمالدئید آن را کنار گذاشته اند. روش‌های سازگار با محیط زیست برای ساخت بردهای مدار چاپی با متالیزاسیون مستقیم جایگزین آن شده است. از مزایای این روش می توان به امکان پردازش با کیفیت بالای تخته های ضخیم و دو طرفه اشاره کرد.

مواد ساخت

از جمله مواد مصرفی اصلی می توان به دی الکتریک (فویل شده یا بدون فویل)، صفحات فلزی و سرامیکی برای پایه تخته، واشرهای عایق فایبرگلاس و غیره اشاره کرد. نه تنها توسط مواد اولیه ساختاری برای اصول، چگونه بسیاری از پوشش در فضای باز. روش بکار رفته در ساخت بردهای مدار چاپی، به ویژه، الزامات اتصال مواد واشر و پوشش های چسب را برای بهبود چسبندگی سطوح تعیین می کند. بنابراین، اشباع اپوکسی به طور گسترده ای برای چسباندن استفاده می شود و از ترکیبات و فیلم های لاک پلیمری برای محافظت در برابر تأثیرات خارجی استفاده می شود. از کاغذ، فایبرگلاس و فایبرگلاس به عنوان پرکننده دی الکتریک استفاده می شود. در این مورد اپوکسی فنولیک، فنولیک ورزین های اپوکسی.

تکنولوژی برد مدار چاپی یک طرفه

این تکنیک ساخت یکی از رایج ترین هاست، زیرا به حداقل سرمایه گذاری منابع نیاز دارد و با سطح نسبتاً پایینی از پیچیدگی مشخص می شود. به همین دلیل در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که اصولاً امکان سازماندهی کار خطوط نقاله خودکار برای چاپ و اچ وجود دارد. عملیات معمولی روش ساخت برد مدار چاپی یک طرفه شامل موارد زیر است:

• آماده کردن پایه. ورق خالی با برش یا پانچ مکانیکی به فرمت مورد نظر بریده می شود.
• بسته تشکیل شده با بلنک ها به ورودی خط تولید نوار نقاله تغذیه می شود.
• تمیز کردن جاهای خالی. معمولاً توسط اکسیداسیون مکانیکی انجام می شود.
• چاپ رنگ. فن آوری استنسیل برای اعمال نمادهای تکنولوژیکی و علامت گذاری که در برابر حکاکی مقاوم هستند و تحت تاثیر اشعه ماوراء بنفش خشک می شوند، استفاده می شود.
• حکاکی فویل مس.
• حذف لایه محافظ از روی رنگ.

به این ترتیب تابلوهای کم کارکرد اما ارزان به دست می آید. به عنوان یک ماده خام مصرفی، معمولا از پایه کاغذی استفاده می شود - getinaks. اگر تاکید بر استحکام مکانیکی محصول باشد، می توان از ترکیب کاغذ و شیشه در قالب یک getinax درجه CEM-1 بهبود یافته نیز استفاده کرد.

روش ساخت تفریقی

خطوط هادیطبق این تکنیک در نتیجه حکاکی فویل مسی بر روی پایه یک تصویر محافظ در یک مقاومت فلزی یا مقاومت نوری تشکیل می شوند. گزینه های مختلفی برای پیاده سازی فن آوری تفریق وجود دارد که رایج ترین آنها شامل استفاده از مقاومت نوری فیلم خشک است. بنابراین، به این روش، روش مقاومت نوری در ساخت بردهای مدار چاپی نیز گفته می شود که مزایا و معایب خود را دارد. این روش بسیار ساده و از بسیاری جهات جهانی است، اما تخته هایی با عملکرد کم نیز در خروجی نوار نقاله به دست می آیند. فرآیند فن آوری به شرح زیر است:

• دی الکتریک فویل در حال آماده شدن است.
• در نتیجه عملیات لایه‌بندی، نوردهی و توسعه، یک الگوی محافظ در مقاومت نوری تشکیل می‌شود.
• فرایند اچ کردن فویل مسی.
• حذف الگوی محافظ در مقاومت نوری.

به کمک فتولیتوگرافی و فوتوریست، ماسک محافظی به شکل الگوی رسانا بر روی فویل ایجاد می شود. پس از آن، اچینگ روی نواحی در معرض سطح مس انجام می‌شود و مقاومت نوری فیلم حذف می‌شود.

در یک نسخه جایگزین از روش کسر تولید تخته‌های مدار چاپی، یک فترزیست بر روی یک دی الکتریک فویل لایه‌بندی می‌شود که قبلاً برای ایجاد سوراخ‌هایی ماشین‌کاری شده و با ضخامت حداکثر ۶ تا ۷ میکرون از قبل فلزی شده بود. اچ کردن به صورت متوالی در مناطقی که توسط نور مقاوم نیستند انجام می شود.

تشکیل PCB افزودنی

ازطریقاین روش می تواند الگوهایی با هادی ها و شکاف هایی در محدوده 50 تا 100 میکرومتر عرض و 30 تا 50 میکرومتر در ضخامت ایجاد کند. یک رویکرد الکتروشیمیایی با رسوب گزینشی گالوانیکی و فشار نقطه ای عناصر عایق اعمال می شود. تفاوت اساسی این روش با روش تفریقی این است که هادی های فلزی اعمال می شوند، نه اچ. اما روش های ساخت افزودنی برای بردهای مدار چاپی تفاوت های خاص خود را دارند. به طور خاص، آنها به روش های صرفا شیمیایی و گالوانیکی تقسیم می شوند. متداول ترین روش شیمیایی. در این حالت، تشکیل مدارهای رسانا در نواحی فعال، کاهش شیمیایی یون های فلزی را فراهم می کند. سرعت این فرآیند حدود 3 میکرومتر در ساعت است.

روش تولید ترکیبی مثبت

به این روش نیمه افزودنی نیز می گویند. در کار، از دی الکتریک فویل استفاده می شود، اما با ضخامت کمتر. برای مثال می توان از فویل های 5 تا 18 میکرون استفاده کرد. علاوه بر این، شکل گیری الگوی هادی طبق همان مدل ها، اما عمدتا با رسوب مس گالوانیکی انجام می شود. تفاوت اصلی بین این روش را می توان استفاده از ماسک عکس نامید. آنها در روش مثبت ترکیبی ساخت بردهای مدار چاپی در مرحله پیش متالیزاسیون با ضخامت تا 6 میکرون استفاده می شوند. این یک روش به اصطلاح سفت کردن گالوانیکی است که در آن عنصر مقاومت نوری اعمال می شود و از طریق یک ماسک نوری در معرض دید قرار می گیرد.

مزایای روش ترکیبیساخت PCB

این فناوری به شما امکان می دهد تا عناصر تصویر را با دقت بیشتر شکل دهید. به عنوان مثال، با روش مثبت ساخت تابلوهای مدار چاپی بر روی فویل قابل مصرف با ضخامت تا 10 میکرون، می توان وضوح رساناها را تا 75 میکرون به دست آورد. در کنار کیفیت بالای مدارهای دی الکتریک، عایق کاری موثرتر سطح با چسبندگی خوب بستر چاپی نیز تضمین می شود.

روش فشار دادن جفتی

این فناوری مبتنی بر روش ایجاد تماس های بین لایه ای با استفاده از سوراخ های متالایز است. در فرآیند تشکیل الگوی هادی ها، از آماده سازی متوالی بخش های پایه آینده استفاده می شود. در این مرحله از روش نیمه افزودنی برای ساخت بردهای مدار چاپی استفاده می شود که پس از آن یک بسته چندلایه از هسته های آماده شده مونتاژ می شود. بین قطعات یک آستر مخصوص ساخته شده از فایبرگلاس وجود دارد که با رزین های اپوکسی پردازش شده است. این ترکیب، وقتی فشرده می‌شود، می‌تواند بیرون بیاید، سوراخ‌های فلزی را پر کرده و پوشش آبکاری شده را در برابر حملات شیمیایی در طی عملیات‌های تکنولوژیکی بعدی محافظت کند.

روش لایه بندی PCB

روش دیگری که مبتنی بر استفاده از چندین بخش از بسترهای چاپی برای تشکیل یک ساختار عملکردی پیچیده است. ماهیت روش در تحمیل پی در پی لایه های عایق با هادی ها نهفته است. در عین حال، لازم است از تماس های قابل اعتماد بین لایه های مجاور اطمینان حاصل شود، که تضمین می شودایجاد مس گالوانیکی در مناطقی با سوراخ های عایق. از مزایای این روش ساخت بردهای مدار چاپی چند لایه می توان به تراکم بالای چیدمان عناصر کاربردی با امکان مونتاژ فشرده در آینده اشاره کرد. علاوه بر این، این ویژگی ها در تمام لایه های سازه حفظ می شود. اما این روش معایبی نیز دارد که عمده ترین آن فشار مکانیکی به لایه های قبلی هنگام اعمال لایه بعدی است. به همین دلیل، این فناوری در حداکثر تعداد مجاز لایه های اعمال شده محدود است - تا 12.

نتیجه گیری

با افزایش الزامات برای ویژگی های فنی و عملیاتی الکترونیک مدرن، پتانسیل فناوری در ابزارهای خود سازندگان به طور اجتناب ناپذیری افزایش می یابد. بستر اجرای ایده های جدید اغلب فقط یک برد مدار چاپی است. روش ترکیبی ساخت این عنصر سطح قابلیت‌های ساخت مدرن را نشان می‌دهد که به لطف آن توسعه‌دهندگان می‌توانند اجزای رادیویی فوق پیچیده را با پیکربندی منحصربه‌فرد تولید کنند. نکته دیگر این است که مفهوم رشد لایه به لایه همیشه خود را در عمل در کاربردهای ساده ترین مهندسی رادیو توجیه نمی کند، بنابراین تاکنون تنها تعداد کمی از شرکت ها به تولید سریال چنین بردهایی روی آورده اند. علاوه بر این، تقاضا برای مدارهای ساده با طراحی یک طرفه و استفاده از مواد مصرفی ارزان باقی مانده است.