Was ist PCB-Herstellung?
Unter Leiterplattenfertigung versteht man den Prozess der Herstellung von Leiterplatten (Leiterplatten), die wesentliche Bestandteile elektronischer Geräte sind. Bei der Leiterplattenfertigung wird eine physische Platine erstellt, die die elektrischen Verbindungen zwischen verschiedenen elektronischen Komponenten herstellt, wie integrierte Schaltkreise (ICs), Widerstände, Kondensatoren, und Anschlüsse, kompakt und übersichtlich.
T.Der PCB-Herstellungsprozess
Schritt 1: Entwerfen Sie das Schaltungslayout
Der Stromkreis wird in der ECAD-Software entworfen. Die Layoutdaten werden konvertiert in Gerber-Dateien Enthält Koordinaten für Kupferschichten, Lötmaske, Siebdruck, Bohrer, usw. Design-Rule-Checks bestätigen die Herstellbarkeit.
Schritt 2: Film drucken
Ein spezieller Fotoplotterdrucker erstellt hochauflösende Filmnegative jeder Schicht auf transparenten Kunststofffolien, die mit einer lichtempfindlichen Emulsion beschichtet sind. Registrierungslöcher richten die Schichten präzise aus.
Schritt 3: Kupferkaschiertes Laminat beschichten
Das rohe PCB-Substrat wird gereinigt und mit einer Schicht Fotolack laminiert. Zur Unterstützung der Resistbindung kann ein Haftvermittler verwendet werden.
Schritt 4: Fotolack selektiv belichten
Die Filmnegative werden mithilfe von Passstiften sorgfältig am Laminat ausgerichtet. Eine UV-Lichtquelle belichtet den Fotolack entsprechend dem Schichtbild selektiv.
Schritt 5: Schicht entwickeln und ätzen
Die Platine wird in eine chemische Entwicklerlösung getaucht, um unbelichteten Lack aufzulösen. Das Ätzmittel entfernt Kupfer, das nicht durch den Lack geschützt ist, um Leitermuster zu erzeugen.
Schritt 6: Schichtstapelung und Laminierung
Die Ausrichtung einzelner Innen- und Außenlagen erfolgt über Passlöcher oder ein Sichtsystem. Schichten aus Prepreg und Kupferfolie werden präzise gestapelt und unter Hitze und Druck zusammenlaminiert.
Schritt 7: Löcher bohren
Löcher für Komponentenleitungen und Durchkontaktierungen, die Schichten verbinden, werden mit einem Präzisionsbohrer gebohrt numerische Computersteuerung (CNC) bohren. Lochwände werden entgratet.
Schritt 8: Galvanisieren
Auf allen freiliegenden Oberflächen wird autokatalytisch eine dünne Kupferschicht abgeschieden, um eine Grundleitfähigkeit für die Galvanisierung bereitzustellen.
Schritt 9: Tragen Sie eine Lötmaske auf
Flüssigkeit fotografisch abbildbar (LPI) Die Lötmaske wird auf die gesamte Platine aufgetragen und ausgehärtet, um Kupferleiterbahnen vor Oxidation zu schützen und Lötbrücken zu verhindern.
Schritt 10: Finish-Oberflächen
Freiliegendes Kupfer wird mit Heißluft-Lötausgleich beschichtet (HASL), organisches Konservierungsmittel für die Lötbarkeit (OSP), Immersionssilber, oder Immersionsgold.
Schritt 11: Siebdruck
Referenzbezeichner, Symbole, Firmeninfo, Tafelumrisse, und andere Markierungen werden mit Siebdrucktinte gedruckt.
Schritt 12: Elektrische Prüfung
Kontinuität, Isolationstests, Durch In-Circuit- oder Flying-Probe-Tests wird sichergestellt, dass keine Unterbrechungen oder Kurzschlüsse vorliegen.
Schritt 13: Separate Boards
V-Nutschneiden, Routenführung, oder das Ritzen trennt einzelne Bretter von den größeren, plattenförmigen Brettern.
Schritt 14: Endgültige Qualitätsprüfung
Elektrisch, visuell, Durch die mechanische Inspektion wird sichergestellt, dass die Platinen vor dem Versand den Spezifikationen entsprechen.
5 Arten von PCB-Herstellungstechniken
Jetzt, Lassen Sie uns verschiedene Techniken zur Herstellung von Leiterplatten besprechen, vom Heimwerken bis zur professionellen Produktion:
- Lochplatten und Versuchsplatten
Der einfachste Weg zur Herstellung von Leiterplatten sind sogenannte Versuchsplatten. Dies sind Leiterplatten aus Hartpapier oder Epoxidharz (GFK), die mit einem Abstand von 2,54 mm gebohrt werden (= ein Zehntel Zoll). Die Kupferschicht befindet sich entweder direkt um diese Löcher als Pads oder als Streifen. Dies bedeutet, dass kleinere Schaltkreise schnell eingerichtet werden können. Die Komponenten werden seitlich ohne Kupfer eingesetzt und auf der anderen Seite verlötet. Verbindungen können mit dünnen Drähten und Litzen hergestellt werden. jedoch, Diese Art von Leiterplatte ist auf lange Sicht nicht zufriedenstellend. Es sieht einfach zu sehr nach „Kunsthandwerk“ aus.
- Fräsen von Leiterplatten
Eine weitere Option für PCB-Fertigungsservice ist es, eine kupferkaschierte Platte zu nehmen und Leiterbahnen darauf zu mahlen. Ein Bohrständer und ein kleiner, schnell laufende Bohrer sind ausreichend. Entsprechende Leiterbahnen können freihändig oder mit einem Anschlag mit einem kleinen gefräst werden, Spitzschneider. Die Löcher für die Komponenten werden dann gebohrt.
Während diese Option für lange verfügbar ist, Bei geraden Leiterbahnen – etwa in der Pkw-Beleuchtung – stößt man bei komplexeren Leiterplatten schnell an die Grenzen des Machbaren. Zusätzlich, Es braucht viel Flair, um Wege freihändig zu fräsen. Diese Methode kann daher nur in sehr begrenztem Umfang angewendet werden, es sei denn, Sie haben einen Fräser mit einem motorisierten XY-Tisch.
- Geätzte Leiterplatten
PCB-Ätzen Dabei wird Kupfer selektiv von einem Substrat entfernt, um Leiterbahnen zu bilden. Zuerst, Das Schaltungslayout wird entworfen und auf eine kupferlaminierte Platine abgebildet. Anschließend wird die Platine mit einem Resistmaterial für das Ätzen vorbereitet, wie wasserfeste Tinte oder Toner, um die Spuren zu schützen. Die Platine wird in eine Ätzlösung getaucht, die das unerwünschte, nicht durch den Lack geschützte Kupfer entfernt. Nachher, Der Lack wird entfernt und eine Lötstoppmaske aufgetragen. Schließlich, Löcher werden gebohrt, um die Leiterplatte fertigzustellen. Ätzen ermöglicht die Herstellung von Prototypen zum Selbermachen, manuelle Methoden weisen jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Leiterbahnbreite und des Produktionsvolumens auf. Zur Herstellung, Fortgeschrittenere fotolithografische Verfahren übertragen das Layout präzise auf Platinen. Durch das Ätzen wird dann entsprechend dem Layout selektiv Kupfer entfernt, um effizient hochwertige Leiterplatten herzustellen.
- Tonerübertragungsmethode
Bei der Tonerübertragungsmethode wird mithilfe eines Laserdruckers ein spiegelbildliches Layout auf beschichtetes Papier gedruckt. Anschließend wird der Toner durch Heißpressen mit einem Bügeleisen auf eine gereinigte Kupferplatte übertragen, Erstellen eines Resistmusters zum Ätzen. Alternative, Toner kann chemisch mit Zeitschriftenpapier und Nagellackentferner als Lösungsmittel übertragen werden. Beide Methoden ermöglichen es Bastlern, zu Hause präzise Leiterplatten mit dünnen Leiterbahnen herzustellen. Anschließend werden die Platinen geätzt, um freiliegendes Kupfer zu entfernen, Die gewünschten Spuren bleiben durch den Toner geschützt
- Professioneller PCB Fabrication Service
Anstatt Leiterplatten selbst herzustellen, Sie können Ihre Designdateien an einen professionellen Leiterplattenhersteller senden. Sie verwenden fortschrittliche Verfahren wie die Fotolithographie, um Leiterplatten in professioneller Qualität mit sehr feinen Eigenschaften herzustellen. Der detaillierte Prozess ist oben erwähnt. Dies ist ideal für die Massenproduktion oder komplexe Mehrschichtplatinen. Hierbei handelt es sich um eine Dienstleistung spezialisierter Unternehmen, die industrietaugliche Verfahren zur Herstellung hochwertiger Produkte nutzen, Leiterplatten in Produktionsqualität. Diese Dienstleistungen eignen sich für die Massenproduktion oder wenn präzise und zuverlässige Leiterplatten erforderlich sind.
Zusammenfassend, Bei den ersten drei handelt es sich um Herstellungstechniken für Heimplatinen, Die Tonerübertragung ist eine Amateurmethode, während professionelle Fertigungsdienstleistungen genutzt werden, um Leiterplatten in Produktionsqualität mithilfe industrieller Prozesse herzustellen.
Was ist der Standard für die Leiterplattenfertigung??
- IPC-Standards
Die Association Connecting Electronics Industries (IPC) ist eine führende Organisation, die Standards für die Elektronikfertigungsindustrie setzt, einschließlich Leiterplattenfertigung. IPC-Standards decken verschiedene Aspekte ab PCB-Design, Herstellung, und Montage. Zu den relevanten IPC-Standards gehört unter anderem IPC-A-600, IPC-2221, und IPC-6012.
- UL-Zertifizierung
Underwriters Laboratories (UL) bietet Zertifizierungsdienste für Leiterplatten an, um sicherzustellen, dass sie den Sicherheits- und Leistungsstandards entsprechen. Für Leiterplatten, die in kritischen Anwendungen eingesetzt werden, ist häufig eine UL-Zertifizierung erforderlich, wie Unterhaltungselektronik und Elektroprodukte.
- ISO-Standards
Die Internationale Organisation für Normung (ISO) verfügt über verschiedene Standards im Zusammenhang mit der Leiterplattenherstellung, einschließlich ISO 9001 und ISO 14001. Diese Standards befassen sich mit der Qualitätskontrolle, Umweltverantwortung, und Prozessmanagement in der Leiterplattenfertigung.
- RoHS- und REACH-Konformität
Vorschriften wie RoHS und REACH in der Europäischen Union beschränken die Verwendung bestimmter gefährlicher Materialien in Leiterplatten und elektronischen Produkten. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist für die weltweite Leiterplattenfertigung von entscheidender Bedeutung.
- J-STD-Standards
Der Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) veröffentlicht Standards für die Elektronikindustrie, inklusive Leiterplattenbestückung und Löten. J-STD-001 und J-STD-002 sind Beispiele für Normen, die sich mit Lötprozessen und -anforderungen befassen.
Arbeiten Sie mit einem zuverlässigen Leiterplattenhersteller zusammen
Die Herstellung von Leiterplatten ist ein äußerst komplizierter Prozess, bei dem selbst kleinste Fehler zu kostspieligen Pannen für Unternehmen führen können. So, wenn Sie auf der Suche nach einem Partner für die Leiterplattenfertigung sind, Es ist ratsam, Hersteller mit langjähriger Zuverlässigkeit zu suchen. MOKO-Technologie, mit fast zwei Jahrzehnten praktischer Erfahrung in der Leiterplattenfertigung und -montage, bietet nicht nur erstklassige Produkte, sondern ist auch stolz auf seine schnelle Abwicklung. Zögern Sie nicht; erreichen Fordern Sie noch heute ein PCB-Serviceangebot an.
