Wat is PCB-fabricage?
PCB-fabricage verwijst naar het proces van het vervaardigen van printed circuit boards (PCB's), essentiële componenten in elektronische apparaten. PCB-fabricage omvat het creëren van een fysieke printplaat die op een compacte en overzichtelijke manier de elektrische verbindingen verzorgt tussen verschillende elektronische componenten, zoals geïntegreerde schakelingen (IC's), weerstanden, condensatoren en connectoren.
THet PCB-fabricageproces
Stap 1: Ontwerp circuit lay-out
Het elektrische circuit wordt ontworpen in ECAD-software. De lay-outgegevens worden omgezet in Gerber-bestanden bevat coördinaten voor koperlagen, soldeermaskers, zeefdruk, boren, enz. Ontwerpregelcontroles valideren de maakbaarheid.
Stap 2: Film afdrukken
Een gespecialiseerde fotoplotterprinter maakt hoge-resolutie filmnegatieven van elke laag op transparante plastic vellen gecoat met lichtgevoelige emulsie. Registratiegaten zorgen ervoor dat de lagen nauwkeurig worden uitgelijnd.
Stap 3: Coating van koper bekleed laminaat
De rauwe PCB-substraat: wordt gereinigd en gelamineerd met een laag fotoresist. Een hechtingspromotor kan worden gebruikt om de hechting van de resist te bevorderen.
Stap 4: Fotoresist selectief belichten
De filmnegatieven worden zorgvuldig uitgelijnd met registratiepennen op het laminaat. Een UV-lichtbron belicht de fotoresist selectief op basis van het laagbeeld.
Stap 5: Laag ontwikkelen en etsen
De printplaat wordt ondergedompeld in een chemische ontwikkeloplossing om onbelichte resist op te lossen. Ets verwijdert koper dat niet door de resist wordt beschermd en creëert zo geleiderpatronen.
Stap 6: Lagen stapelen en lamineren
Individuele binnen- en buitenlagen worden uitgelijnd met behulp van registratiegaten of een visionsysteem. Lagen prepreg en koperfolie worden nauwkeurig gestapeld en onder hitte en druk aan elkaar gelamineerd.
Stap 7: Gaten boren
Gaten voor de verbindingslagen van componentaansluitingen en via's worden nauwkeurig geboord met een CNC-boor (Computer Numerical Control). De wanden van de gaten worden ontbraamd.
Stap 8: Galvaniseren
Een dunne laag koper wordt autokatalytisch afgezet op alle blootgestelde oppervlakken om basisgeleiding te bieden voor galvanisatie.
Stap 9: Soldeermasker aanbrengen
Een vloeibaar fotoimageerbaar (LPI) soldeermasker wordt op de gehele printplaat aangebracht en uitgehard om kopersporen te beschermen tegen oxidatie en om soldeerbruggen te voorkomen.
Stap 10: Oppervlakken afwerken
Blootgesteld koper wordt bedekt met HASL (hot air solder leveling), OSP (organisch soldeerbeschermingsmiddel), immersiezilver of immersiegoud.
Stap 11: Zeefdruk
Referentie-aanduidingen, symbolen, bedrijfsinformatie, bordcontouren en andere markeringen worden met zeefdrukinkt aangebracht.
Stap 12: elektrisch testen
Door continuïteitstesten, isolatietesten en testen in het circuit of met een vliegende sonde wordt gecontroleerd of er geen onderbrekingen of kortsluitingen zijn.
Stap 13: Scheid de planken
Door het snijden, frezen of rillen van een V-groef kunt u de afzonderlijke planken van de grotere paneelplanken scheiden.
Stap 14: Laatste kwaliteitsinspectie
Elektrische, visuele en mechanische inspectie zorgt ervoor dat de borden aan de specificaties voldoen voordat ze worden verzonden.
5 soorten PCB-fabricagetechnieken
Laten we nu de verschillende technieken voor het maken van printplaten bespreken, van doe-het-zelf tot professionele productie:
- Geperforeerde platen en experimentele platen
De eenvoudigste manier om een printplaat te maken is met zogenaamde experimenteerplaten. Dit zijn printplaten van hard papier of epoxyhars (GVK), die met een spoed van 2.54 mm (= een tiende van een inch) worden geboord. De koperlaag bevindt zich ofwel vlak rond deze gaten, als pads, ofwel als strips. Dit betekent dat kleinere schakelingen snel kunnen worden opgezet. De componenten worden aan de koperloze kant geplaatst en aan de andere kant gesoldeerd. Verbindingen kunnen worden gemaakt met dunne draden en strengen. Dit type printplaat voldoet echter op de lange termijn niet. Het lijkt te veel op "handwerk".
- Printplaten frezen
Een andere optie voor PCB-fabricageservice De methode is om een met koper beklede plaat te nemen en daarop geleidersporen te frezen. Een boorstandaard en een kleine, sneldraaiende boor zijn voldoende. De bijbehorende geleidersporen kunnen met de hand of met een aanslag worden gefreesd met een kleine, puntige frees. Vervolgens worden de gaten voor de componenten geboord.
Hoewel deze optie beschikbaar is voor lange, rechte rails – zoals de verlichting van personenauto's – wordt de grens van het mogelijke snel bereikt bij complexere printplaten. Bovendien vereist het veel flair om met de hand rails te frezen. Deze methode kan daarom slechts in zeer beperkte mate worden toegepast, tenzij u beschikt over een frees met een gemotoriseerde XY-tafel.
- Geëtste printplaten
PCB-etsen Hierbij wordt koper selectief van een substraat verwijderd om circuitsporen te vormen. Eerst wordt de circuitlayout ontworpen en afgebeeld op een kopergelamineerde printplaat. De printplaat wordt vervolgens voorbereid voor het etsen met een resistmateriaal, zoals waterbestendige inkt of toner, om de sporen te beschermen. De printplaat wordt ondergedompeld in een etsoplossing die het ongewenste koper verwijdert dat niet door de resist wordt beschermd. Daarna wordt de resist verwijderd en een soldeermasker aangebracht. Tot slot worden er gaten geboord om de printplaat te voltooien. Etsen maakt doe-het-zelfprototyping mogelijk, maar handmatige methoden hebben beperkingen wat betreft de spoorbreedte en het productievolume. Voor de productie worden geavanceerdere fotolithografische processen gebruikt om de lay-out nauwkeurig over te brengen op de printplaten. Etsen verwijdert vervolgens selectief koper op basis van de lay-out om efficiënt hoogwaardige printplaten te produceren.
- Toneroverdrachtsmethode
De tonertransfermethode print een spiegelbeeld op gecoat papier met behulp van een laserprinter. De toner wordt vervolgens door middel van hittepersen met een strijkijzer overgebracht op een gereinigde koperplaat, waardoor een resistpatroon ontstaat voor het etsen. Als alternatief kan toner chemisch worden overgebracht met behulp van tijdschriftenpapier en nagellakremover als oplosmiddel. Beide methoden stellen hobbyisten in staat om thuis nauwkeurige printplaten met dunne sporen te produceren. De platen worden vervolgens geëtst om het blootliggende koper te verwijderen, waardoor de gewenste sporen beschermd blijven door de toner.
- Professionele PCB-fabricageservice
In plaats van zelf printplaten te maken, kunt u uw ontwerpbestanden naar een professionele PCB-fabrikant sturen. Zij gebruiken geavanceerde processen zoals fotolithografie om printplaten van professionele kwaliteit te produceren met zeer fijne details. Het gedetailleerde proces staat hierboven beschreven. Dit is ideaal voor massaproductie of complexe meerlaagse printplaten. Deze service wordt aangeboden door gespecialiseerde bedrijven die industriële processen gebruiken voor de productie van hoogwaardige, productieklare PCB's. Deze services zijn geschikt voor massaproductie of wanneer nauwkeurige en betrouwbare PCB's vereist zijn.
Kort samengevat zijn de eerste drie technieken voor het thuis vervaardigen van PCB's. Toneroverdracht is een amateurmethode, terwijl professionele fabricagediensten worden gebruikt om PCB's van productiekwaliteit te produceren met behulp van industriële processen.
Wat is de norm voor PCB-fabricage?
- IPC-normen
Association Connecting Electronics Industries (IPC) is een toonaangevende organisatie die normen vaststelt voor de elektronicaproductie-industrie, waaronder PCB-fabricage. IPC-normen verschillende aspecten van bestrijken PCB-ontwerp, Productie en assemblage. Enkele van de relevante IPC-normen zijn IPC-A-600, IPC-2221 en IPC-6012.
- UL-certificering
Underwriters Laboratories (UL) biedt certificeringsdiensten voor printplaten (PCB's) om te garanderen dat ze voldoen aan de veiligheids- en prestatienormen. UL-certificering is vaak vereist voor PCB's die worden gebruikt in kritische toepassingen, zoals consumentenelektronica en elektrische producten.
- ISO-normen
De International Organization for Standardization (ISO) hanteert diverse normen voor PCB-fabricage, waaronder ISO 9001 en ISO 14001. Deze normen hebben betrekking op kwaliteitscontrole, milieuverantwoordelijkheid en procesbeheer bij PCB-fabricage.
- RoHS- en REACH-conformiteit
Regelgeving zoals de RoHS en REACH in de Europese Unie beperkt het gebruik van bepaalde gevaarlijke stoffen in PCB's en elektronische producten. Naleving van deze regelgeving is cruciaal voor de wereldwijde PCB-productie.
- J-STD-normen
De Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) publiceert normen met betrekking tot de elektronica-industrie, waaronder PCB-assemblage en solderen. J-STD-001 en J-STD-002 zijn voorbeelden van normen die betrekking hebben op soldeerprocessen en -vereisten.
Werk samen met een betrouwbare PCB-fabrikant
Het vervaardigen van printplaten is een zeer complex proces waarbij zelfs de kleinste blunders kunnen leiden tot kostbare tegenslagen voor bedrijven. Wanneer u dus op zoek bent naar een partner voor PCB-fabricage, is het verstandig om fabrikanten te zoeken met een bewezen staat van dienst op het gebied van betrouwbaarheid. MOKO Technology, met bijna twintig jaar praktijkervaring in PCB-fabricage en -assemblage, biedt niet alleen superieure producten, maar is ook trots op snelle doorlooptijden. Aarzel niet; uitreiken Vraag vandaag nog een offerte aan voor PCB-service.
