PCB-fremstillingsmetoder: produksjonsteknologi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

I instrumentering og elektronikk generelt spiller kretskort en avgjørende rolle som bærere av elektriske sammenkoblinger. Kvaliteten på enheten og dens grunnleggende ytelse avhenger av denne funksjonen. Moderne metoder for å produsere trykte kretskort styres av muligheten for pålitelig integrering av elementbasen med høy layouttetthet, noe som øker ytelsen til det produserte utstyret.

PCB-oversikt

Vi snakker om produkter basert på en flat isolasjonsbase, hvis utforming har spor, hull, utskjæringer og ledende kretser. Sistnevnte brukes til å bytte elektriske enheter, hvorav noen ikke er inkludert i tavleenheten som sådan, og den andre delen er plassert på den som lokale funksjonelle noder. Det er viktig å understreke at plasseringenav de nevnte konstruksjonselementene, ledere og arbeidsdeler presenteres innledningsvis i produktdesignet som en gjennomtenkt elektrisk krets. For muligheten for fremtidig lodding av nye elementer, leveres metalliserte belegg. Tidligere ble kobberavsetningsteknologi brukt for å danne slike belegg. Dette er en kjemisk operasjon som mange produsenter har forlatt i dag på grunn av bruken av skadelige kjemikalier som formaldehyd. Den har blitt erstattet av mer miljøvennlige metoder for produksjon av trykte kretskort med direkte metallisering. Fordelene med denne tilnærmingen inkluderer muligheten for høykvalitetsbehandling av tykke og dobbeltsidige plater.

Materials for making

Blant de viktigste forbruksmaterialene er dielektriske (folierede eller ikke-folierte), metall- og keramiske emner for bunnen av platen, glassfiberisolerende pakninger osv. Nøkkelrollen for å sikre at produktets nødvendige ytelsesegenskaper spilles ikke bare av de grunnleggende strukturelle materialene for grunnleggende, hvor mange utendørs belegg. Spesielt den anvendte metoden for produksjon av trykte kretskort bestemmer kravene til limingsmaterialer for pakninger og limbelegg for å forbedre vedheft av overflater. Så epoksyimpregnering er mye brukt til liming, og polymere lakksammensetninger og filmer brukes for å beskytte mot ytre påvirkninger. Papir, glassfiber og glassfiber brukes som fyllstoffer for dielektrikum. I dette tilfellet, epoksyfenol, fenol ogepoksyharpiks.

Ensidig kretskortteknologi

Denne produksjonsteknikken er en av de vanligste, siden den krever minimale ressursinvesteringer og er preget av et relativt lavt kompleksitetsnivå. Av denne grunn er det mye brukt i ulike bransjer, hvor det i prinsippet er mulig å organisere arbeidet med automatiserte transportbånd for utskrift og etsing. Typiske operasjoner for produksjonsmetoden for ensidig trykt kretskort inkluderer følgende:

• Forbereder basen. Det blanke arket kuttes til ønsket format ved mekanisk kutting eller stansing.
• Den dannede pakken med emner mates til inngangen til produksjonslinjen til transportøren.
• Rengjøring av blanks. Vanligvis utført ved mekanisk deoksidering.
• Trykkmaling. Sjablongteknologi brukes til å påføre teknologiske symboler og merkesymboler som er motstandsdyktige mot etsing og herdet under påvirkning av ultrafiolett stråling.
• Kobberfolieetsing.
• Fjerning av beskyttelseslaget fra malingen.

På denne måten oppnås lavfunksjonelle, men billige plater. Som forbruksråmateriale brukes vanligvis en papirbase - getinaks. Hvis vekten er på den mekaniske styrken til produktet, kan en kombinasjon av papir og glass i form av en forbedret CEM-1 grade getinax også brukes.

Subtraktiv produksjonsmetode

Konturer av konduktøreri henhold til denne teknikken dannes som et resultat av etsing av kobberfolie på bunnen av et beskyttende bilde i en metallresist eller fotoresist. Det finnes ulike alternativer for å implementere subtraktiv teknologi, hvorav den vanligste involverer bruk av tørr film fotoresist. Derfor kalles denne tilnærmingen også den fotoresistive metoden for produksjon av trykte kretskort, som har sine fordeler og ulemper. Metoden er ganske enkel og i mange henseender universell, men brett med lav funksjonalitet oppnås også ved utgangen av transportøren. Den teknologiske prosessen er som følger:

• Foliedielektrikumet blir klargjort.
• Som et resultat av lagdeling, eksponering og fremkalling, dannes det et beskyttende mønster i fotoresisten.
• Kobberfolieetseprosess.
• Fjerning av beskyttelsesmønsteret i fotoresisten.

Ved hjelp av fotolitografi og fotoresist lages en beskyttende maske på folien i form av et mønster av ledere. Etter det utføres etsing på de eksponerte områdene av kobberoverflaten, og filmfotoresisten fjernes.

I en alternativ versjon av den subtraktive metoden for produksjon av trykte kretskort, legges en fotoresist på et foliedielektrisk materiale, som tidligere ble maskinert for å lage hull og forhåndsmetallisert med en tykkelse på opptil 6-7 mikron. Etsing utføres sekvensielt på områder som ikke er beskyttet av fotoresist.

Additiv PCB-forming

GjennomDenne metoden kan danne mønstre med ledere og mellomrom i området 50 til 100 µm i bredden og 30 til 50 µm i tykkelse. En elektrokjemisk tilnærming brukes med galvanisk selektiv avsetning og punktpressing av isolasjonselementer. Den grunnleggende forskjellen mellom denne metoden og den subtraktive er at metallledere er påført, ikke etset. Men additive produksjonsmetoder for trykte kretskort har sine egne forskjeller. Spesielt er de delt inn i rent kjemiske og galvaniske metoder. Den mest brukte kjemiske metoden. I dette tilfellet sørger dannelsen av ledende kretser i de aktive områdene for kjemisk reduksjon av metallioner. Hastigheten på denne prosessen er omtrent 3 µm/t.

Positiv kombinert produksjonsmetode

Denne metoden kalles også semi-additiv. I arbeidet er det brukt foliedielektrikk, men av mindre tykkelse. For eksempel kan folier fra 5 til 18 mikron brukes. Videre utføres dannelsen av ledermønsteret i henhold til de samme modellene, men hovedsakelig med galvanisk kobberavsetning. Den viktigste forskjellen mellom metoden kan kalles bruk av fotomasker. De brukes i den kombinerte positive metoden for produksjon av trykte kretskort på formetalliseringsstadiet med en tykkelse på opptil 6 mikron. Dette er en såk alt galvanisk strammeprosedyre, hvor det fotoresistive elementet påføres og eksponeres gjennom en fotomaske.

Fordeler med den kombinerte metodenPCB-produksjon

Denne teknologien lar deg danne elementer av bildet med økt nøyaktighet. For eksempel, med en positiv metode for produksjon av trykte kretskort på en folie-forbrukbar med en tykkelse på opptil 10 mikron, er det mulig å oppnå en oppløsning på ledere opp til 75 mikron. Sammen med den høye kvaliteten på de dielektriske kretsene, sikres også en mer effektiv overflateisolering med god klebeevne på det trykte substratet.

Parpressmetode

Teknologien er basert på metoden for å lage mellomlagskontakter ved hjelp av metalliserte hull. I prosessen med å danne mønsteret av ledere, brukes sekvensiell forberedelse av segmenter av den fremtidige basen. På dette stadiet brukes en semi-additiv metode for produksjon av trykte kretskort, hvoretter en flerlagspakke settes sammen fra de forberedte kjernene. Mellom segmentene er det et spesielt fôr laget av glassfiber behandlet med epoksyharpiks. Denne sammensetningen, når den klemmes, kan flyte ut, fylle de metalliserte hullene og beskytte det galvaniserte belegget mot kjemisk angrep under videre teknologiske operasjoner.

PCB lagdelingsmetode

En annen måte, som er basert på bruk av flere segmenter av trykte underlag for å danne en kompleks funksjonell struktur. Essensen av metoden ligger i den suksessive påleggingen av isolasjonslag med ledere. Samtidig er det nødvendig å sikre pålitelige kontakter mellom tilstøtende lag, noe som er sikretgalvanisk kobberoppbygging i områder med isolerende hull. Blant fordelene med denne metoden for å produsere flerlags trykte kretskort, kan man merke seg den høye tettheten til utformingen av funksjonelle elementer med mulighet for kompakt montering i fremtiden. Dessuten er disse egenskapene bevart på alle lag av strukturen. Men det er også ulemper med denne metoden, hvor den viktigste er det mekaniske trykket på de forrige lagene når du bruker det neste. Av denne grunn er teknologien begrenset i det maksim alt tillatte antallet påførte lag – opptil 12.

Konklusjon

Når kravene til moderne elektronikks tekniske og operasjonelle egenskaper øker, øker uunngåelig det teknologiske potensialet i verktøyene til produsentene selv. Plattformen for implementering av nye ideer er ofte bare et trykt kretskort. Den kombinerte metoden for å produsere dette elementet viser nivået av moderne produksjonsevner, takket være hvilke utviklere kan produsere ultra-komplekse radiokomponenter med en unik konfigurasjon. En annen ting er at begrepet lag-for-lag-vekst ikke alltid rettferdiggjør seg i praksis i applikasjoner i den enkleste radioteknikken, så foreløpig har bare noen få selskaper gått over til serieproduksjon av slike tavler. Dessuten er det fortsatt etterspørsel etter enkle kretser med ensidig design og bruk av billige forbruksvarer.