Печатные платы являются основой большинства электронных устройств. Эти чудесные изобретения сейчас имеются почти во всей вычислительной электронике, включая такие простые устройства, как цифровые часы, калькуляторы и т.д. Печатные платы делают возможной работу электроники, направляя электрические сигналы с помощью специальных медных рисунков.

Шаг 1 — Дизайн

Перед тем, как приступить к разработке ПП необходимо создать дизайн платы. Обычно для этого используют специальные компьютерные программы. Дизайнер разрабатывает чертеж ПП, который удовлетворяет всем указанным требованиям. Затем готовый файл дизайна отправляют на производство. Чтобы убедиться в том, что дизайн удовлетворяет всем требованиям и выдержит все испытания, почти все производители производят DFM-проверку перед изготовлением платы.

Шаг 2 — Печать дизайна

Для печати ПП используется специальный принтер — плоттер. С помощью него мы получаем пленку, которая показывает медный рисунок.

После того, как пленки напечатаны, через них пробиваются отверстия, которые позже используются для выравнивания пленок.

Шаг 3 — Печать внутренних слоев

Дизайн печатается на ламинат, который служит структурой для ПП. Затем ламинатная панель покрывается фоточувствительной пленкой — резистом. 

Ультрафиолетовый свет проходит через полупрозрачные части пленки, от чего фоторезист затвердевает. Затвердевший рисунок — медные рисунки, которые сохранятся на окончательной плате. Напротив, темный рисунок предотвращает попадание света в области, которые не должны затвердевать, чтобы впоследствии их можно было удалить. Затем плату промывают щелочным раствором, чтобы удалить остатки фоторезиста. 

Шаг 4 — Удаление излишков меди

Теперь пришло время удалить всю ненужную медь с печатной платы. Химический раствор, похожий на щелочной раствор, разъедает излишки. Затвердевший фоторезист остается нетронутым.

Шаг 5 — Контроль качества

После того, как все слои очищены и подготовлены, требуется проделать отверстия для выравнивания. По отверстиям, проделанным ранее, выравнивают внутренние слои с внешними. Изделие помещают в специальную машину, которая обеспечивает точное соответствие, так что отверстия пробиваются с микроскопической точностью. 

После этого плата проверяется с помощью другой машины и выявляются дефекты. С этого момента пропущенные ошибки исправить будет невозможно.

Шаг 6 — Ламинирование слоев

На этом этапе слои скрепляются между собой. Вначале идет слой эпоксидной смолы. Затем проходит слой подложки, за которым следует слой медной фольги и снова эпоксидной смолы. Наконец, наносится еще один слой меди.

Затем используется механический пресс для прессования слоев. Далее печатную плату отправляют в ламинирующий пресс, который подает тепло и давление на слои. Эпоксидная смола плавится, что вместе с давлением сплавляет слои вместе.

Шаг 7 — Высверливание отверстий

В слоях просверливаются отверстия при помощи сверла, управляемого компьютером, и раскрывается подложка и внутренние панели. Любая оставшаяся медь после этого шага удаляется.

Шаг 8 — Гальванизация

В процессе гальванизации для объединения слоев используется химическое вещество. После тщательной очистки печатную плату погружают в ряд химических веществ. Плата покрывается слоем меди толщиной в микрон, который осаждается поверх самого верхнего слоя и в только что просверленных отверстиях.

Шаг 9 — Формирование внешнего слоя

На внешний слой наносится слой фоторезиста, аналогично шагу 3. От ультрафиолетового света фоторезист затвердевает. Любой нежелательный фоторезист удаляется.

Шаг 10 — Гальванизация

Плата покрывается тонким медным слоем, затем тонким слоем олова. Олово предназначено для защиты меди внешнего слоя от травления.

Шаг 11 — Травление

Тот же химический раствор, что был использован ранее, удаляет нежелательную медь под слоем резиста. Защитный слой из олова защищает необходимую медь.

Шаг 12 — Применение паяльной маски

Перед нанесением паяльной маски на обе стороны платы панели очищаются и покрываются эпоксидной краской. Платы излучаются ультрафиолетовым светом, который проходит через фотопленку с паяльной маской. Покрытые части не затвердевают и позже их можно будет удалить.

Шаг 13 — Финишное покрытие

Платы покрываются золотом или серебром, чтобы обеспечить более крепкую пайку и дополнительно защитить медь. 

Шаг 14 — Шелкография

На уже почти готовой плате рисуют маркировку для указания всей важной информации с помощью шелкографии. ПП наконец переходит на последнюю стадию нанесения покрытия и отвердевания.

Шаг 15 — Тестирование

Затем технический специалист выполняет электрические испытания на плате. Этот процесс позволит убедиться в том, что печатная плата соответствует всем требованиям и оригинальным шаблонам.

 

Источники:

  1. https://www.candorind.com/pcb-manufacturing-process/
  2. https://www.pcbcart.com/article/content/PCB-manufacturing-process.html
  3. https://www.mclpcb.com/pcb-manufacturing-process/