همان طور که در مقاله PCB چیست به آن پرداختیم برد مدار چاپی pcb يا Printed Circuit Board، مجموعه الکترونیکی از... ادامه مطلب
تامین کننده مناسب ساخت برد مدار چاپی با کیفیت بالا و با بروز ترین تکنولوژی چاپ و مونتاژ را انتخاب کنید….
ایران کامپو یک تامین کننده حرفه ای و با سابقه 20 ساله در زمینه ساخت و مونتاژ بردهای مدار چاپی است. مجموعه ایران کامپو سفارشات شما را با تجهیزات مدرن و بروز و فناوری های پیشرفته تولید و مونتاژ میکند و در اختیار شما میگذارد. همچنین بدون نگرانی در تامین قطعات برد مدار چاپی خود میتوانید سفارش خود را ثبت کنید، چرا که ایران کامپو تمامی قطعات الکترونیکی مورد نیاز شما را تامین میکند و به همین سبب یک فرآیند صفر تا 100 تامین و ساخت و مونتاژ و تحویل ، توسط مجموعه ایران کامپو انجام میگیرد.
تابلوهای مدار چاپی (PCB) ستون فقرات تمام لوازم الکترونیکی اصلی را تشکیل می دهند. این اختراعات معجزه آسا تقریباً در تمام الکترونیک محاسباتی، از جمله دستگاه های ساده تر مانند ساعت های دیجیتال، ماشین حساب ها و غیره ظاهر می‌شوند. به طور خلاصه، PCB ها به برق می گویند که کجا برود و لوازم الکترونیکی شما را زنده می کند.
قبل از طراحی PCB، به طراحان مدار توصیه می شود که یک بازدید از فروشگاه برد رایانه شخصی داشته باشند و با سازندگان در مورد نیازهای تولید PCB به صورت رو در رو ارتباط برقرار کنند. این به جلوگیری از انتقال خطاهای غیرضروری توسط طراحان در مرحله طراحی کمک می کند. با این حال، از آنجایی که شرکت های بیشتری درخواست های تولید PCB خود را به تامین کنندگان خارج از کشور برون سپاری می کنند، این غیرعملی می شود. با این حساب، ما این مقاله را به منظور درک صحیح مراحل فرآیند ساخت برد PCB ارائه می کنیم. امیدواریم که به طراحان مدار و کسانی که تازه وارد صنعت PCB شده‌اند دید واضحی در مورد نحوه تولید بردهای مدار چاپی داده و از انجام آن خطاهای غیرضروری اجتناب کنند.
در ادامه به بررسی گام به گام مراحل و فرآیند های تولید و ساخت برد مدار چاپی خواهیم پرداخت.
بردهای مدار باید کاملاً با یک طرح مدار چاپی که توسط طراح با استفاده از نرم افزار طراحی PCB ایجاد شده است سازگار باشند. نرم افزار طراحی PCB که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد شامل Altium Designer، OrCAD، Pads، KiCad، Eagle و غیره است.
توجه: قبل از ساخت PCB، طراحان باید سازنده قرارداد خود را در مورد نسخه نرم افزار طراحی PCB مورد استفاده برای طراحی مدار مطلع کنند زیرا به جلوگیری از مشکلات ناشی از اختلاف کمک می کند.
صنعت PCB گربر توسعه یافته را به عنوان فرمت خروجی کامل به وجود آورد. نرم‌افزارهای مختلف طراحی PCB احتمالاً مراحل مختلف تولید فایل Gerber را می‌طلبند، همه آنها اطلاعات حیاتی جامعی از جمله لایه‌های ردیابی مسی، ترسیم مته، دیافراگم‌ها، نمادهای مؤلفه و گزینه‌های دیگر را رمزگذاری می‌کنند. تمام جنبه های طراحی PCB در این مرحله تحت بررسی قرار می گیرند. این نرم افزار الگوریتم های نظارتی را بر روی طراحی انجام می دهد تا اطمینان حاصل کند که هیچ خطایی کشف نشده باقی نمی ماند. طراحان همچنین طرح را با توجه به عناصر مربوط به عرض مسیر، فاصله لبه تخته، فاصله ردیابی و سوراخ و اندازه سوراخ بررسی می کنند.
پس از بررسی کامل، طراحان فایل PCB را برای تولید به PC Board Houses ارسال می کنند. برای اطمینان از برآورده شدن الزامات حداقل تلرانس در طول فرآیند تولید، تقریباً تمام PCB Fab Houses طراحی برای ساخت (DFM) را قبل از ساخت بردهای مدار بررسی می کنند.
چاپ PCB پس از خروجی طراحان فایل های شماتیک PCB و بررسی DFM توسط سازندگان آغاز می شود. سازندگان از چاپگر ویژه ای به نام پلاتر استفاده می کنند که از PCB فیلم های عکس می سازد تا بردهای مدار را چاپ کنند. سازندگان از این فیلم ها برای تصویربرداری از PCB ها استفاده خواهند کرد. اگرچه این یک چاپگر لیزری است، اما یک چاپگر جت لیزری استاندارد نیست. پلاترها از فناوری چاپ فوق العاده دقیق برای ارائه فیلمی با جزئیات بسیار از طراحی PCB استفاده می کنند.
محصول نهایی یک ورق پلاستیکی با نگاتیو عکس PCB با جوهر سیاه به دست می‌آید. برای لایه های داخلی PCB، جوهر سیاه نشان دهنده قسمت های مسی رسانای PCB است. بخش واضح باقیمانده از تصویر، مناطقی از مواد نارسانا را نشان می دهد. لایه‌های بیرونی از الگوی مخالف پیروی می‌کنند: برای مس شفاف است، اما مشکی به ناحیه‌ای اشاره دارد که حک می‌شود. پلاتر به طور خودکار فیلم را توسعه می دهد و فیلم به طور ایمن ذخیره می شود تا از هرگونه تماس ناخواسته جلوگیری شود.
هر لایه از PCB و ماسک لحیم کاری صفحه فیلم شفاف و سیاه خود را دریافت می کند. در مجموع، یک PCB دو لایه به چهار ورق نیاز دارد: دو تا برای لایه ها و دو لایه برای ماسک لحیم کاری. به طور قابل توجهی، همه فیلم ها باید کاملاً با یکدیگر مطابقت داشته باشند. هنگامی که به طور هماهنگ استفاده می شوند، تراز PCB را ترسیم می کنند.
برای دستیابی به تراز کامل همه فیلم ها، سوراخ های ثبت باید در همه فیلم ها سوراخ شود. دقت سوراخ با تنظیم جدولی که فیلم روی آن قرار می گیرد رخ می دهد. هنگامی که کالیبراسیون های کوچک میز منجر به تطابق بهینه می شود، سوراخ سوراخ می شود. سوراخ ها در مرحله بعدی فرآیند تصویربرداری در پین های ثبت قرار می گیرند.
هدف ایجاد فیلم در مرحله قبل ترسیم شکلی از مسیر مسی است. حالا وقت آن است که شکل روی فیلم را روی یک فویل مسی چاپ کنید.
این مرحله در تولید PCB آماده ساختن PCB واقعی است. شکل اصلی PCB شامل یک تخته لمینت است که ماده اصلی آن رزین اپوکسی و الیاف شیشه است که به آنها مواد زیرلایه نیز می گویند. ورقه ورقه به عنوان یک بدنه ایده آل برای دریافت مسی که PCB را ساختار می دهد عمل می کند. مواد بستر نقطه شروع محکم و مقاوم در برابر گرد و غبار را برای PCB فراهم می کند. مس از هر دو طرف از قبل چسبانده شده است. این فرآیند شامل خرد کردن مس برای آشکار شدن طرح از فیلم است.
در ساخت و ساز PCB، تمیزی اهمیت دارد. ورقه مسی تمیز شده و به محیطی بدون آلودگی منتقل می شود. در طول این مرحله، بسیار مهم است که هیچ ذره گرد و غبار روی لمینت ننشیند. در غیر این صورت یک لکه کثیف اشتباه ممکن است باعث کوتاهی یا باز ماندن مدار شود.
سپس، پانل تمیز لایه ای از فیلم حساس به عکس به نام عکس مقاوم دریافت می کند. عکس مقاوم شامل لایه‌ای از مواد شیمیایی واکنش‌گر عکس است که پس از قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش سخت می‌شود. این امر تطابق دقیقی از فیلم‌های عکس تا مقاومت عکس را تضمین میکند. فیلم ها بر روی پین هایی قرار می گیرند که آنها را روی پانل لمینت در جای خود نگه می دارند.
فیلم و تخته در یک ردیف قرار می گیرند و یک انفجار نور UV دریافت می کنند. نور از قسمت های شفاف فیلم عبور می کند و مقاومت عکس روی مس زیر آن سخت می شود. جوهر سیاه از پلاتر از رسیدن نور به مناطقی که قرار نیست سفت شوند جلوگیری می کند و برای حذف قرار می گیرند.
پس از آماده شدن تخته، با یک محلول قلیایی شسته می شود که هر گونه مقاومت عکسی که سفت نشده باقی مانده را از بین می برد. شستشوی نهایی با فشار، هر چیز دیگری را که روی سطح باقی مانده است پاک می کند. سپس تخته خشک می شود.
این محصول با پوشش مناسب مناطق مسی ظاهر می شود که به شکل نهایی باقی می مانند. یک تکنسین تخته ها را بررسی می کند تا مطمئن شود که در این مرحله خطایی رخ نمی دهد. تمام مقاومت موجود در این نقطه نشان دهنده مسی است که در PCB نهایی ظاهر می شود.
این مرحله فقط برای تخته هایی با بیش از دو لایه اعمال می شود. تخته های دو لایه ساده از حفاری می گذرند. تخته های چند لایه به مراحل بیشتری نیاز دارند.
با برداشتن مقاومت عکس و پوشش سخت شده روی مسی که می‌خواهیم نگه داریم، برد به مرحله بعدی می‌رود : حذف ناخواسته مس، همانطور که محلول قلیایی مقاومت را از بین می برد، یک ترکیب شیمیایی قوی تر، مس اضافی را از بین می برد. حمام محلول حلال مس تمام مس در معرض را از بین می برد. در همین حال، مس مورد نظر به طور کامل در زیر لایه سخت شده عکس مقاوم می ماند.
همه تخته های مسی یکسان ساخته نمی شوند. برخی از تخته های سنگین تر به مقادیر بیشتری از حلال مس و طول های مختلف نوردهی نیاز دارند. به عنوان یک نکته جانبی، تخته های مسی سنگین تر به توجه بیشتری برای فاصله مسیر نیاز دارند. اکثر PCB های استاندارد به مشخصات مشابه متکی هستند.
اکنون که حلال مس ناخواسته را حذف کرده است، مقاومت سخت شده برای محافظت از مس ترجیحی نیاز به شستشو دارد. حلال دیگری این کار را انجام می دهد. برد اکنون فقط با بستر مسی لازم برای PCB می درخشد.
با تمیز و آماده بودن تمام لایه ها، لایه ها به پانچ های هم‌ترازی نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که همه آنها در یک راستا قرار دارند. سوراخ های ثبت، لایه های داخلی را با لایه های بیرونی تراز می کند. تکنسین لایه ها را در دستگاهی به نام پانچ نوری قرار می‌دهد، که اجازه می دهد مطابقت دقیقی داشته باشد تا سوراخ های ثبت به طور دقیق سوراخ شوند.
هنگامی که لایه ها در کنار هم قرار می گیرند، اصلاح خطاهای رخ داده در لایه های داخلی غیرممکن است. دستگاه دیگری یک بازرسی نوری خودکار از پانل ها را برای تأیید عدم وجود کامل نقص انجام می دهد. طرح اصلی Gerber که سازنده آن را دریافت کرده است به عنوان مدل عمل می کند. دستگاه با استفاده از حسگر لیزری لایه ها را اسکن می کند و به مقایسه الکترونیکی تصویر دیجیتال با فایل اصلی Gerber ادامه می دهد.
اگر دستگاه ناهماهنگی پیدا کند، مقایسه روی مانیتور نمایش داده می شود تا تکنسین ارزیابی کند. هنگامی که لایه بازرسی را پشت سر گذاشت، به مراحل نهایی تولید PCB می رود.
در این مرحله برد مدار شکل می گیرد. تمام لایه های جداگانه در انتظار اتحاد خود هستند. با آماده شدن و تایید لایه ها، آنها به سادگی باید با هم ترکیب شوند. لایه های بیرونی باید به بستر بپیوندند. این فرآیند در دو مرحله انجام می شود: لایه به بالا و باندینگ.
مواد لایه بیرونی شامل ورقه های فایبر شیشه است که از قبل با رزین اپوکسی آغشته شده اند. مخفف این کار prepreg نامیده می شود. یک فویل مسی نازک نیز بالا و پایین زیرلایه اصلی را می پوشاند که حاوی حکاکی های مسی است. حالا وقت آن است که آنها را با هم ساندویچ کنید.
اتصال روی میز فولادی سنگین با گیره های فلزی انجام می شود. لایه ها به طور ایمن در پین های متصل به میز قرار می گیرند. همه چیز باید به خوبی جا بیفتد تا از جابجایی در طول تراز جلوگیری شود.
یک تکنسین با قرار دادن یک لایه پیش آغشته بر روی حوضچه تراز شروع می کند. لایه زیرلایه قبل از قرار دادن ورق مس روی پیش آغشته سازی قرار می گیرد. ورقه های بیشتری از پیش آغشته سازی روی لایه مسی قرار می گیرند. در نهایت، یک فویل آلومینیومی و صفحه پرس مسی پشته را تکمیل می کنند. اکنون برای فشار دادن آماده شده است.
کل عملیات تحت یک روال خودکار توسط کامپیوتر پرس باندینگ اجرا می شود. کامپیوتر فرآیند گرم کردن پشته، نقطه ای که در آن فشار وارد می شود و زمانی که اجازه می دهد پشته با سرعت کنترل شده خنک شود را تنظیم می کند.
بعد، مقدار مشخصی از بسته بندی رخ می دهد. با همه لایه ها که در یک ساندویچ فوق العاده با شکوه PCB قالب گیری شده اند، تکنسین به سادگی محصول PCB چند لایه را باز می کند. برداشتن پین های مهار کننده و دور انداختن صفحه فشار بالایی کار ساده ای است. خوبی PCB از درون پوسته صفحات آلومینیومی آن پیروز ظاهر می شود. فویل مسی که در این فرآیند گنجانده شده است، باقی می ماند تا لایه های بیرونی PCB را تشکیل دهد.
در نهایت، سوراخ‌ها در صفحه پشته ایجاد می‌شوند. تمام اجزایی که قرار است بعدا وارد شوند، مانند اتصال مس از طریق سوراخ ها و جنبه های سربی، بر دقت سوراخ های مته دقیق تکیه دارند. سوراخ ها به اندازه عرض تار دریل می شوند، قطر مته 100 میکرون است، در حالی که میانگین موی انسان 150 میکرون است.
برای یافتن محل اهداف مته، یک مکان یاب اشعه ایکس نقاط هدف مته مناسب را شناسایی می کند. سپس، سوراخ‌های ثبت مناسب حفر می‌شوند تا پشته را برای مجموعه‌ای از سوراخ‌های خاص‌تر محکم کنند.
قبل از حفاری، تکنسین یک تخته از مواد بافر را در زیر هدف مته قرار می دهد تا اطمینان حاصل شود که سوراخ تمیزی ایجاد شده است. مواد خروجی از هرگونه پارگی غیر ضروری در خروجی مته جلوگیری می کند.
یک کامپیوتر هر حرکت میکرو مته را کنترل می کند، طبیعی است که محصولی که رفتار ماشین ها را تعیین می کند به رایانه ها تکیه کند. دستگاه کامپیوتری از فایل حفاری طرح اصلی برای شناسایی نقاط مناسب برای سوراخ کردن استفاده می کند.
دریل ها از دوک های هوا محور استفاده می کنند که با سرعت 150000 دور در دقیقه می چرخند. با این سرعت، ممکن است فکر کنید که حفاری در یک لحظه اتفاق می افتد، اما سوراخ های زیادی برای سوراخ کردن وجود دارد. یک PCB متوسط حاوی بیش از صد نقطه دست نخورده سوراخ است. در حین حفاری، هر کدام به لحظه خاص خود با مته نیاز دارند، بنابراین زمان می برد. سوراخ‌ها بعداً منافذ و سوراخ‌های نصب مکانیکی PCB را در خود جای می‌دهند. چسباندن نهایی این قطعات بعداً و پس از آبکاری صورت می گیرد.
پس از اتمام حفاری، مس اضافی که لبه‌های پانل تولید را می‌پوشاند توسط یک ابزار پروفیل حذف می‌شود.
پس از سوراخکاری، پانل روی آبکاری حرکت می کند. این فرآیند با استفاده از رسوب شیمیایی، لایه های مختلف را با هم ذوب می کند. پس از تمیز کردن کامل، پانل تحت یک سری حمام های شیمیایی قرار می گیرد. در طول حمام، یک فرآیند رسوب شیمیایی یک لایه نازک، حدود یک میکرون ضخامت، مس را بر روی سطح پانل رسوب می دهد. مس به سوراخ هایی که اخیراً حفر شده است می رود.
قبل از این مرحله، سطح داخلی سوراخ ها به سادگی مواد فایبر گلاس را که داخل پانل را تشکیل می دهد، در معرض دید قرار می دهد. حمام‌های مسی دیواره‌های سوراخ‌ها را کاملاً می‌پوشانند. اتفاقاً کل پانل یک لایه مس جدید دریافت می کند. مهمتر از همه، سوراخ های جدید پوشیده شده اند. کامپیوترها کل فرآیند غوطه ور کردن، حذف و فرآیند را کنترل می کنند.
در مرحله 3، مقاومت عکس را روی پانل اعمال کردیم. در این مرحله دوباره این کار را انجام می دهیم. به جز این بار لایه های بیرونی پنل را با طرح PCB تصویر می کنیم. لایه‌ها را در یک اتاق استریل شروع میکنیم تا از چسبیدن هر گونه آلودگی به سطح لایه جلوگیری کنیم، سپس یک لایه مقاوم عکس روی پانل اعمال میکنیم. پانل آماده شده به اتاق زرد می رود. نورهای UV بر مقاومت در برابر عکس تأثیر می گذارد. طول موج نور زرد دارای سطوح UV کافی برای تأثیرگذاری بر مقاومت عکس نیست.
شفافیت‌های جوهر مشکی با پین هایی محکم می‌شوند تا از ناهماهنگی با پانل جلوگیری شود. با پانل و شابلون در تماس، یک ژنراتور آنها را با نور UV بالا منفجر می کند، که مقاومت عکس را سخت می کند. سپس پانل وارد دستگاهی می شود که مقاومت سخت نشده را از بین می برد و توسط تیرگی جوهر سیاه محافظت می شود.
این فرآیند به عنوان وارونگی نسبت به لایه های داخلی است. در نهایت، صفحات بیرونی تحت بازرسی قرار می گیرند تا اطمینان حاصل شود که تمام مقاومت عکس نامطلوب در مرحله قبل حذف شده است.
به اتاق آبکاری برمی گردیم|، همانطور که در مرحله 8 انجام دادیم، پانل را با یک لایه نازک مس آبکاری می کنیم. بخش های در معرض پانل از مرحله مقاومت عکس لایه بیرونی، آبکاری الکتریکی مس را دریافت می کنند. به دنبال حمام های اولیه آبکاری مس، پانل معمولاً آبکاری قلع را دریافت میکند، که اجازه می‌دهد تمام مس باقی مانده روی تخته ای که برای جداسازی قرار دارد حذف شود. قلع از قسمت پانل محافظت می کند که در مرحله بعدی حکاکی با مس باقی می ماند. اچ کردن فویل مسی ناخواسته را از روی پانل حذف می کند.
قلع در این مرحله از مس مورد نظر محافظت می کند. مس در معرض ناخواسته در زیر لایه مقاومت باقی مانده تحت فشار و حذف قرار می گیرند. مجدداً از محلول های شیمیایی برای حذف مس اضافی استفاده می شود. در همین حال، قلع در این مرحله از مس ارزشمند محافظت می کند. مناطق هادی و اتصالات اکنون به درستی ایجاد شده اند.
قبل از اینکه ماسک لحیم کاری روی دو طرف تخته اعمال شود، پانل ها تمیز می شوند و با جوهر ماسک لحیم اپوکسی پوشانده می شوند. تخته ها یک انفجار نور UV را دریافت می کنند که از یک فیلم عکس ماسک لحیم عبور می کند. بخش های پوشیده شده سفت نشده باقی می مانند و برداشته می شوند.
در نهایت، تخته برای خشک کردن ماسک لحیم کاری به داخل کوره می رود.
برای افزودن قابلیت لحیم کاری اضافی به PCB، آنها را به صورت شیمیایی با طلا یا نقره روکش می کنیم. برخی از PCB ها نیز در این مرحله پد های تراز هوای گرم را دریافت می کنند. تسطیح هوای گرم منجر به پد های یکنواخت می شود. این فرآیند منجر به تولید پوشش سطحی می شود. ایران کامپو می تواند انواع مختلفی از پرداخت سطح را با توجه به خواسته های خاص مشتریان پردازش کند.
تولید برد PCB تقریباً تکمیل شده، نوشته جوهر افشان را روی سطح خود دریافت می کند، که برای نشان دادن تمام اطلاعات حیاتی مربوط به PCB استفاده می شود. PCB در نهایت به آخرین مرحله پوشش و پخت می رسد.
به عنوان آخرین احتیاط، یک تکنسین تست های الکتریکی را روی PCB انجام می دهد. روش خودکار عملکرد PCB و مطابقت آن با طرح اصلی را تأیید می کند. در ایران کامپو، ما یک نسخه پیشرفته از تست الکتریکی به نام Flying Probe Testing را ارائه می دهیم که برای آزمایش عملکرد الکتریکی هر شبکه بر روی برد مدار خالی به پروب های متحرک بستگی دارد.
اکنون به آخرین مرحله رسیده ایم، یعنی برش تخته های مختلف از پانل اصلی بریده شده است. این روش یا بر روی استفاده از یک روتر یا یک شیار v متمرکز است. یک روتر زبانه های کوچکی را در امتداد لبه های برد باقی می گذارد در حالی که شیار v کانال های مورب را در امتداد هر دو طرف برد برش می دهد. هر دو راه به تخته ها اجازه می دهد تا به راحتی از پانل بیرون بیایند.
همانطور که می بینید، کار زیادی روی فرآیند تولید برد مدار چاپی انجام می شود. برای تضمین تولید PCB با کیفیت، عملکرد و دوام مورد انتظار شما، باید سازنده ای را انتخاب کنید که در هر مرحله از تخصص بالایی برخوردار باشد و بر کیفیت تمرکز داشته باشد.
ایران کامپو یکی از با تجربه ترین تامین کننده خدمات تولید PCB سفارشی چین است. با این ایده که موفقیت ما با موفقیت مشتریانمان سنجیده می شود، ما بر مراقبت و توجه به جزئیاتی که هر مرحله از تولید PCB نیاز دارد تمرکز می کنیم. ما همچنین بسته بندی خلاء، توزین و تحویل را ارائه می دهیم تا مطمئن شویم که سفارش PCB شما ایمن و بدون آسیب می رسد. تاکنون، ما برای شرکت‌هایی با اندازه های مختلف از بیش از 80 کشور، بردهای مدار چاپی داشته ایم و هدف ما این است که PCB های تولیدی خود را در سال‌های آینده به هر گوشه از دنیا تحویل دهیم.
ما نمونه اولیه PCB سریع، تولید انبوه PCB و خدمات مونتاژ را ارائه می دهیم.
شرکت ایران کامپو با همکارای با متخصصان و مهندسان مجرب حوزه PCB و ماشین آلات به روز قادر به ارائه پک کامل خدمات طراحی، تولید، چاپ و مونتاژ برد الکترونیکی (PCB) می باشد.
