Как изготавливаются печатные платы?

Печатные платы (ПП) являются основой современного электронного оборудования. Будь то небольшой мобильный телефон, компьютер или другое электронное оборудование, или различные крупные сложные промышленные машины, печатные платы играют важную роль в обеспечении их нормальной работы.

Хотя печатная плата выглядит как маленькая и тонкая плата, на самом деле она содержит множество сложных схем и соединений, которые поддерживают правильное функционирование электронных устройств. Понимание того, как изготавливаются печатные платы, является ключом к оценке их значимости в современных технологиях.

Итак, из чего сделаны печатные платы? Как сделаны печатные платы? Как работает процесс производства печатных плат? В этой статье мы рассмотрим проектирование и производство печатных плат, охватывая все, от выбора материала для печатной платы до процесса производства печатных плат. Независимо от того, являетесь ли вы новичком в электронике или интересуетесь производством печатных плат, эта статья расскажет вам, как сделать печатную плату или как изготавливаются печатные платы.

Основы печатных плат

Печатная плата (ПП) является основной частью электронного оборудования, как «сердце» устройства. Она не только обеспечивает поддержку электронных компонентов, но и соединяет их вместе посредством проводящих медных дорожек, которые мы называем «дорожками». Эти дорожки позволяют току свободно протекать через цепь, гарантируя, что каждый компонент выполняет свою определенную функцию.

Как основа электронных систем, печатная плата играет жизненно важную роль в электронном оборудовании. Поэтому давайте глубже разберемся, из чего сделаны печатные платы и как они работают, что поможет нам лучше понять их ключевую роль в электронных устройствах.

Из чего сделаны печатные платы: материалы для печатных плат

Выбор материалов для печатных плат строгий. Они должны обладать хорошими изоляционными и проводящими свойствами. Для разных слоев платы используются также разные материалы.

Эти слои на плате работают вместе, образуя стабильную и надежную электронную платформу. Выбор материалов для печатной платы напрямую влияет на производительность печатной платы, включая ее токовую пропускную способность, термостойкость и защиту от помех внешней среде.

Типы печатных плат

Существует много типов печатных плат, и разные типы подходят для разных электронных устройств. Понимание типов печатных плат имеет решающее значение для проектирования и производства печатных плат. Вот несколько распространенных типов печатных плат:

• Однослойная печатная плата: Эта печатная плата имеет только один слой медной фольги, простую конструкцию, низкую стоимость и обычно используется для более простых электронных изделий.

• Двухслойная печатная плата: Печатная плата имеет медную фольгу с обеих сторон, соединенную через небольшие отверстия (называемые сквозными отверстиями), что делает ее пригодной для устройств с немного более сложными функциями.

• Многослойная печатная плата: Он состоит из нескольких слоев медной фольги и изоляционных материалов. Он может работать с более сложными схемами и подходит для высокопроизводительного оборудования, такого как материнские платы компьютеров и медицинское оборудование.

• Гибкая печатная плата: Он изготовлен из гибких материалов, которые можно сгибать, подходит для носимых устройств, мобильных телефонов и других изделий, которые необходимо складывать или перемещать.

• Гибко-жесткая печатная плата: Она сочетает в себе характеристики жесткой и гибкой печатной платы, одновременно стабильная и гибкая, подходит для электронного оборудования со сложной структурой.

Как работают печатные платы?

Печатные платы работают, направляя электрический сигнал по правильному пути, обеспечивая поток электричества. Когда ток проходит через печатную плату, медные дорожки передают ток от одного компонента к другому, например, резисторам, конденсаторам и интегральным схемам (ИС), для выполнения их конкретной функции. Например, в смартфоне печатные платы соединяют экран, аккумулятор, камеру и другие компоненты, обеспечивая его бесперебойную работу.

В многослойных печатных платах медные дорожки укладываются на разных слоях, что усложняет проектирование схем. Это имеет решающее значение для таких устройств с ограниченным пространством, но требующих высокой производительности, как компьютеры и телекоммуникационное оборудование.

Как сделать печатную плату: процесс изготовления печатной платы

Отличная печатная плата требует как точного проектирования, так и передовых методов производства печатных плат. От креативного проектирования печатных плат до максимально работоспособной физической печатной платы, дизайнеры используют инструменты и программное обеспечение для тщательного построения схем и макетов цепей, чтобы гарантировать эффективную работу каждого компонента.

После проектирования эти конструкции преобразуются в реальные печатные платы с помощью точных производственных технологий.

Далее давайте углубимся в процесс проектирования и изготовления печатных плат, чтобы понять, как они изготавливаются.

Процесс проектирования печатной платы

Если вам интересно, как сделать печатную плату, вам нужно сначала понять ее конструкцию. От первоначальной концепции схемы до создания подробной компоновки, проектирование печатных плат включает в себя несколько этапов.

Первым шагом в процессе производства печатной платы является процесс проектирования печатной платы. Вот основные этапы проектирования печатной платы:

Проектирование схемы: Первым шагом в проектировании печатной платы является проектирование электронных схем. Инженеры используют специализированное программное обеспечение для создания схем, которые показывают различные электронные компоненты и соединения между ними.

Выбор компонента: В соответствии с потребностями проектируемой схемы проектировщикам необходимо выбрать соответствующие электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и интегральные схемы.

Проектирование печатной платы: Проектирование макета является ключевым шагом в преобразовании схем цепей в физические. В этом процессе инженеры-конструкторы используют программное обеспечение для проектирования печатных плат, чтобы разумно расположить компоненты на виртуальной печатной плате. В то же время они прокладывают медные дорожки, которые будут соединять компоненты. Этот процесс имеет решающее значение для производительности печатных плат и качества производства.

Проверка правил проектирования (DRC): После завершения проектирования макета необходимо провести проверку DRC, чтобы убедиться, что проект соответствует всем производственным стандартам. Проверка должна гарантировать, что дорожки правильно расположены, компоненты помещаются на плату и нет электрических конфликтов.

Генерация файла Gerber: После завершения всего проекта экспортируйте его как файл Gerber. Он содержит всю информацию, необходимую для производства печатной платы, включая шаблоны медных слоев, расположение отверстий и размещение компонентов.

Процесс производства печатных плат

Только после завершения проектирования начинается собственно процесс производства печатной платы. Вот как изготавливаются печатные платы:

• Подготовка субстрата: Первым этапом производства печатных плат является резка больших листов материала подложки до требуемых размеров и форм, которые в основном основаны на требованиях к конструкции конечных печатных плат.

• Медная фольга: После того, как подложка разрезана, на ее поверхность наносится очень тонкий слой медной фольги. Этот слой приклеивается к подложке физическими или химическими средствами и станет токопроводящей цепью на печатной плате.

• Изображениями: На этом этапе сначала преобразуйте проект схемы в файл изображения. Затем нанесите специальный светочувствительный материал (фоторезист) на покрытую медной фольгой поверхность подложки. После этого рисунок проекта схемы переносится на плату с помощью технологии экспонирования. Таким образом, используя ультрафиолетовое облучение через маску, чтобы выборочно экспонировать определенные области платы. Освещенная область затвердевает, а неэкспонированная часть остается мягкой. Мы часто используем проявитель, чтобы удалить мягкий резист и экспонировать часть медной фольги, которую необходимо обработать.

• Офорт: В этом ключевом процессе мы удаляем ненужную медь посредством химического травления, например, хлоридом железа или серной кислотой. Время и точность травления очень важны. Слишком сильное или слишком слабое травление может повлиять на качество и производительность схемы.

• Бурение: Оборудование для точного сверления может просверлить сквозные отверстия в печатной плате. Эти отверстия используются для соединения различных уровней схемы и обеспечивают места установки компонентов. Их точность чрезвычайно важна, поскольку даже несовпадение отверстий может привести к неправильной работе платы.

• Покрытие: Процесс покрытия, обычно меднением, выполняется на просверленных сквозных отверстиях. На этом этапе слой меди покрывает стенки отверстия, создавая токопроводящий путь между различными слоями. Этот процесс обеспечивает электрическое соединение между сквозным отверстием и слоями пластины, позволяя передавать сигналы между слоями.

• Применение паяльной маски: Паяльная маска, также известная как слой паяльного резиста, представляет собой защитное покрытие зеленого или другого цвета, которое покрывает медные дорожки. для защиты от окисления и коротких замыканий во время пайки. Также предотвращает попадание припоя в нежелательные области во время процесса сборки.

• Шелкография: Шелкографический слой печатается на поверхности печатной платы. Он используется для обозначения меток компонентов, идентификаторов и другой информации, которая может помочь техникам легко определить местоположение и функцию каждого компонента во время сборки, избегая ошибок сборки.

• Финальный тест: После завершения производства печатной платы она должна пройти ряд электрических испытаний, включая летающие зонды и функциональные испытания. Эти испытания проверяют все короткие замыкания, обрывы цепей и общую электрическую производительность. Если на плате есть какие-либо дефекты, вся система схем может выйти из строя. Поэтому тестирование является ключевым шагом для обеспечения качества продукта.

Процесс производства многослойных печатных плат

Производство многослойных печатных плат сложнее, чем производство однослойных печатных плат, поскольку они содержат дополнительные медные и изолирующие слои. Процесс производства многослойных печатных плат аналогичен процессу производства однослойных печатных плат, но добавляются следующие этапы:

• Выравнивание и наложение слоев: При изготовлении многослойной печатной платы каждый слой схемы обеспечивается устройством межслойного выравнивания. Оптические системы выравнивания часто используются для обеспечения согласованности всех слоев после укладки. Затем эти слои спрессовываются с помощью ламинатора, который использует высокую температуру и высокое давление для прочного соединения слоев, обеспечивая при этом электрические характеристики.

• Покрытие медной фольгой: В многослойных печатных платах медная фольга покрывает обе стороны подложки.

• Сегментное наложение: В некоторых случаях плиты необходимо укладывать и прессовать поэтапно, причем на каждом этапе обрабатывается отдельный слой.

Многослойные печатные платы широко используются в высокопроизводительном оборудовании, таком как компьютеры, медицинское оборудование и аэрокосмическая техника. Их сложная структура позволяет им достигать большего количества функций в ограниченном пространстве. Поэтому проектирование и производство многослойных печатных плат требуют точного машинного оборудования и оборудования для производства печатных плат, чтобы гарантировать качество и функциональность.

Почему стоит выбрать PCBasic для изготовления печатных плат?

Выбор надежного производителя печатных плат очень важен для качества печатной платы. Так почему же стоит выбрать PCBasic? В основном потому, что PCBasic имеет следующие преимущества:

• Доступное изготовление печатных плат: PCBasic предлагает экономически эффективные решения как для малых, так и дляd массовое производство печатных плат, ruгарантируя, что ваш проект останется в рамках бюджета без ущерба качеству.

• Современное оборудование для производства печатных плат: Используя state-of-the-aМашины для производства печатных плат PCBasic обеспечивают точное сверление, травление, и процессы нанесения покрытия, соответствующие международным стандартам.

• Быстрые сроки выполнения: Благодаря эффективным производственным процессам, PCBasic обеспечивает быстрое проектирование и изготовление печатных плат, соблюдение сжатых сроков проекта без компромиссное качество.

• Высококачественный материал печатной платы: PCBasic тщательно выбирает прочный Материал печатной платы, повышающий производительность, термостойкость и долговечность.

• Экспертиза многослойных печатных плат: Если вы требуется изготовление однослойных, двухслойных или сложных многослойных печатных плат, PCBasic ensобеспечивает точность и аккуратность на каждом этапе.

• Глобальная поддержка: Как трНадежный партнер по производству печатных плат, PCBasic предоставляетподлежащий логистика и поддержка по всему миру, гарантирующие бесперебойную доставку ваших печатных плат где бы вы ни находились.

Выбор PCBasic для проектирования и изготовления печатных плат гарантирует высочайшее качество результатов, профессиональное обслуживание и отличную отдачу от ваших инвестиций.

Заключение

От оригинальной платы из стекловолокна до полностью функциональной печатной платы, процесс производства печатных плат довольно сложен. Каждый шаг, будь то проектирование и изготовление печатной платы или выбор материала и производство печатной платы, является ключевым для обеспечения надлежащего функционирования платы. Оборудование и машины для производства печатных плат помогают инженерам и техникам производить эти сложные компоненты с точностью и надежностью.

Будь то однослойные печатные платы или сложные многослойные конструкции, печатные платы составляют основу нашего современного мира электроники. Понимание того, как изготавливаются печатные платы, помогает нам лучше понять инженерные чудеса, стоящие за устройствами, на которые мы полагаемся каждый день.

Изучив этапы проектирования печатной платы, процесс ее изготовления и поняв материал, из которого изготовлена ​​печатная плата, вы теперь имеете подробное представление о том, как изготавливается печатная плата и как изготавливаются печатные платы.