Як та де виготовити друковану плату: поради експертів

Електроніка стає неодмінною частиною нашого повсякденного життя, і для багатьох творців, інженерів та конструкторів виготовлення власних друкованих плат є ключовим етапом у реалізації їхніх ідей. Проте, часто виникає нерозуміння щодо того, як саме цей процес відбувається. У цій статті ми розкажемо все про виготовлення друкованих плат.

Ідея та технічне завдання

В основі кожного електронного пристрою лежить ідея. Це може бути щось новаторське або просто покращення існуючого. Спрямованість на вирішення конкретної задачі запускає процес реалізації. Ідею слід чітко уявляти перед тим, як переходити до наступних етапів.

Професійний інженер, розробляючи ідею, часто супроводжує її схемотехнікою – принциповою електричною схемою майбутньої друкованої плати. Схемотехніка визначає взаємозв’язки між компонентами та дозволяє розуміти, як пристрій буде працювати. Якщо ви не є фахівцем у схемотехніці, це нормально. Важливо скласти технічне завдання – документ, який абсолютно точно описує функціонал майбутнього пристрою. Це стане основою для подальшої розробки.

Готуємося до виробництва

Габаритні розміри друкованої плати грають важливу роль. Вони визначають розведення та специфікації виробу. Замовник повинен затвердити форм-фактор майбутньої плати, щоб уникнути проблем після виробництва. На основі схеми та затвердженого форм-фактору розробляється повна документація.

Гербер-файл, що є основою для виробництва, розраховується на підставі цієї документації. Це однозначний файл, який вказує, як саме повинна виглядати друкована плата. Після передачі файлу виробнику проводиться розрахунок вартості та термінів виготовлення.

Хто в Україні виробляє друковані плати

Обираючи виробника, в першу чергу необхідно звертати увагу на досвід та продуктивність виробництва.

Так, компанія VERIKOM успішно функціонує з 2003 року, постійно розширюючи та модернізуючи своє виробництво за допомогою передового обладнання та інноваційних технологій.

Зараз компанія обладнана трьома лініями для smd-монтажу, з загальною продуктивністю 60 000 компонентів на годину. Це дозволяє ефективно виконувати замовлення будь-якої складності та забезпечує швидку обробку клієнтських вимог.

Від дослідних зразків до випуску серії

Перед запуском серійного виробництва рекомендується створити дослідні зразки для тестування пристрою. Це дозволяє виявити та виправити проблеми перед виробництвом серії. Оплата зазвичай вноситься після перевірки працездатності дослідних зразків або перед початком серійного виробництва. Для виготовлення друкованої плати важливо мати чітку ідею, технічне завдання та бюджет. Правильно складене технічне завдання робить реалізацію ідеї більш простою. Грамотна документація та гербер-файл є основою для виробництва, і дослідні зразки перед серійним виробництвом дозволяють уникнути непорозумінь та помилок. Слід пам’ятати, що виготовлення друкованих плат – це відповідальний процес, і кожен етап важливий для успішної реалізації вашого проекту.

Керівництво з процесу виробництва друкованих плат

Друковані плати є фундаментальною частиною процесу проектування в електронній промисловості, і ця стаття надасть вам огляд того, що це таке та чим вони відрізняються від інших типів друкованих плат. ПХД можна використовувати для створення прототипів, виготовлення та виробництва, але розуміння всіх цих процесів виготовлення друкованих плат є важливим, щоб переконатися, що ваш проект проходить гладко.

Прототипування друкованої плати

Коли ви розробляєте новий електронний продукт або компонент. Важливо знати, що готовий елемент функціонуватиме належним чином, тому створення прототипу друкованої плати є галузевим стандартом. Комп’ютерне моделювання може допомогти, але поки ви не потримаєте в руках функціонуючу модель, ви не матимете справжнього відчуття ефективності.

Виготовлення прототипу друкованої плати – це перша можливість отримати свій дизайн особисто. Це ваш шанс усунути будь-які недоліки конструкції, збільшити розподіл матеріалів і вразити зацікавленість зацікавлених сторін або інвесторів у вашому проекті, перш ніж перейти до масового або серійного виробництва.

Hi5 Electronics має багаторічний досвід перетворення концепцій і макетів друкованих плат у робочі прототипи. Ми будемо раді зробити те саме для вас.

Виготовлення друкованих плат

Виготовлення друкованих плат – це процес складання друкованих плат (PCB). Структура поверхні плати пов’язана з необхідними шарами, що дозволяє використовувати її у виробництві електроніки. ПХБ можуть бути створені сторонніми експертами або передані китайським компаніям-виробникам ПХБ.

Клієнти також можуть розробляти власні файли та надсилати їх виробнику для виготовлення друкованої плати, використовуючи формат, відомий як файл Gerber. Це галузевий стандарт для запису специфікації процесу виробництва дешевих друкованих плат.

Процес виробництва друкованих плат

Дизайн

Перш ніж почати процес виготовлення друкованої плати, вам потрібен креслення вашої плати. Комп’ютерне програмне забезпечення часто використовується для проектування схем на комп’ютері. Калькулятори ширини траси — найкращий спосіб отримати інформацію про внутрішні та зовнішні шари.

Друк дизайну

Для друку дизайну плати використовується графічний принтер. У процесі виробництва друкованої плати він генерує плівку, яка відображає тонкощі та шари картки. Під час виготовлення на внутрішньому шарі дошки буде два кольори чорнила.

Створення підкладки

Надруковані плівки розрізають на шари. У процесі виробництва друкованої плати ізоляційний матеріал, виготовлений з епоксидної смоли та скловолокна, пропускається через машину для напівзатвердіння або нагрівання. Одна сторона шару попередньо склеєна міддю перед тим, як її відрізати, щоб побачити малюнок друкованої плівки.

Друк внутрішніх шарів

Дизайн друкується на ламінаті, який служить корпусом конструкції. Резистивна плівка, що складається з фотореактивних хімічних речовин, які застигають під дією ультрафіолетового світла, покриває дошку. Це можна використовувати для вирівнювання креслень і друку. У друкованій платі просвердлюються отвори для використання під час вирівнювання.

Ультрафіолетове світло

Резист і ламінат піддаються впливу ультрафіолетового випромінювання, яке твердне фоторезист, після того, як вони були належним чином вирівняні. Шляхи міді розкриваються світлом. Попереднє темне чорнило перешкоджає утворенню твердого бар’єру в областях, які пізніше буде видалено.

Ламінування шарів

Зараз будівництво йде повним ходом. У процесі виготовлення друкованої плати ви можете побачити, як він прогресує під час складання шарів. Процес ламінування починається з металевих затискачів, які утримують шари разом. На резервуар для вирівнювання наноситься шар препрегу (епоксидної смоли). Потім додається шар підкладки, а потім шар мідної фольги.

Натискання шарів

Для пресування шарів використовується машина. Між шарами вставляються шпильки, які утримують їх на місці. Штифти можна видалити залежно від того, який тип технології використовується. Якщо це правильно, то друкована плата надходить до машини для ламінування, де тепло та тиск застосовуються для з’єднання всіх шарів.

Буріння

Щоб виявити підкладку та внутрішні панелі, отвори просвердлюються в шарах за допомогою дриля, керованого комп’ютером. Будь-яка залишкова мідь згодом видаляється після цієї фази.

Обшивка

Тепер дошку можна покласти на тарілку. У процесі виробництва друкованих плат рішення, яке ми створюємо, об’єднує всі шари разом. Після цього промиваємо і надаємо тонкий мідний наліт на отвори.

Зображення зовнішнього шару

Коли зовнішній шар готовий, його покривають шаром фоторезисту, подібним до кроку 3. У процесі виробництва друкованої плати фоторезист твердіє за допомогою ультрафіолетового світла. Будь-який небажаний фоторезист усувається.

Обшивка

Панель покрита тонким шаром міді, як це було на кроці 11. Потім до плати додається крихітна олов’яна кришка. Олово використовується для запобігання міді зовнішнього шару від розмивання кислотою.

Травлення

Той самий хімічний розчин, який використовувався раніше, видаляє будь-яку небажану мідь під шаром резисту. Захисний шар олова захищає необхідну мідь. Цей крок налаштовує з’єднання друкованої плати.

Застосування паяльної маски

Очистіть панелі, перш ніж надіти паяльну маску. У процесі виробництва друкованих плат паяльні маски надягають рідиною під назвою епоксидна смола. Коли паяльна маска запікається. Це додасть вашій дошці зелений колір. Ви можете видалити непотрібні паяльні маски за допомогою ультрафіолетового світла, зберігаючи те, що хочете, запекши їх у духовці протягом певного періоду часу.

Шовкографія

Шовкографія — це процес друку слів на дошці. Потім дошка проходить інший процес, який називається нанесенням покриття та затвердінням.

чистота поверхні

Залежно від вимог процес виробництва друкованої плати покривається паяним покриттям, що покращує якість і з’єднання припою.

Тестування

Перед тим, як друкована плата буде завершена, технік перевірить її, щоб переконатися, що вона працює. Це слід зробити перед тим, як виконувати будь-які інші дії.

Цей процес виробництва друкованих плат зазвичай дорогий у більшості постачальників, однак дешеве виробництво друкованих плат часто зустрічається китайськими компаніями.

Чому прототипування друкованої плати важливо?

У процесі виробництва друкованої плати наявність прототипу друкованої плати є важливою. Цілком можливо, що серйозний недолік конструкції може бути виявлено в середині виробництва, і його виправлення може бути дорогим. Не кажучи вже про те, наскільки важкою буде ця зміна. Тому наявність прототипу друкованої плати є обов’язковою умовою, щоб уникнути будь-яких потенційних проблем під час масштабного виробництва.

Ви можете значно покращити продуктивність кінцевого продукту, підвищивши ефективність дизайну під час прототипування. У процесі виробництва друкованої плати ви також можете таким чином виправити будь-які недоліки, які можуть вплинути на якість або ефективність вашого готового продукту.

Інженери-конструктори люблять тестувати прототипи плат на одній друкованій платі або функції окремо з більш складними товарами, які мають кілька функцій і друкованих плат. Використання прототипу дає їм змогу випробувати прості функції, перш ніж додавати додаткові рівні складності. Це не тільки допомагає розширити конкретні можливості, але також може допомогти в ізоляції та ідентифікації проблем пізніше в процесі виробництва друкованої плати.