Этапы изготовления печатных плат
Изготовление печатных плат начинается с определения структуры и размещения элементов: односторонняя, двусторонняя или многослойная конфигурация, набор дорожек и отверстий. Основа состоит из стеклоткани и полимерной связки, на которой формируются медные дорожки. Медный слой выступает в роли проводника, его толщина обычно варьируется в диапазоне 18–35 мкм (0,5–1 oz). Подробнее можно узнать по ссылке печатная плата.
На стадии подготовки выбирают состав подложки, соответствующий требованиям по тепловому режиму и термостойкости. Часто встречаются материалы на основе FR-4 или полимерных композитов, толщина платы — 0,2–1,6 мм. Разработанный проект задаёт форму дорожек, размещение компонентов и межслойные соединения, после чего формируется резистная схема и набор файлов для дальнейшей обработки.
Подготовка проекта и проектирование
- Определение типа платы (односторонняя, двусторонняя или многослойная) и требуемого числа слоев.
- Установка граничных параметров по ширине дорожек и расстояниям между ними.
- Подготовка файлов Gerber и drill-файлов, выполнение проверки правил проектирования (DRC).
Формирование медных слоёв и узоров
Формирование медного слоя и узоров начинается с нанесения или прокладки медной плёнки на подложку, затем проходят операции травления. Медный слой толщиной 18–35 мкм служит токопроводящим элементом. Узоры формируются посредством фотолитографического процесса: на медь наносится светочувствительный резист, экспонируется по заданному рисунку, затем развивают резист, и подложка подвергается травлению.
| Этап | Описание | Тип материалов |
|---|---|---|
| Подложка | FR-4 или полимерная | стеклоткань, полимерная связка |
| Медный слой | 18–35 мкм | медь |
| Резист | светочувствительный | фотополе |
Технологии фотолитографии и травления
Фотолитография и резистная схема
Фотолитография — ключевой процесс формирования узоров на медном слое. После нанесения резиста он подвергается экспонированию UV-излучением по заданному рисунку, затем развивают резист, образуя защитные маски на поверхности меди. В качестве резиста применяют светочувствительные материалы, которые по завершении обработки образуют устойчивый рисунок для последующего удаления меди.
Процесс требует точного контроля экспозиции и времени проявления, иначе геометрия дорожек может отличаться от заданной.
Химическое и электролитическое травление
После резистной схемы выполняется травление. Химическое травление удаляет незастелённые участки меди с использованием агентов, которые растворяют медь под резистной маской. Электролитическое травление применяется для повышения однородности промывки и точности контура, особенно в больших партиях. В технологической практике чаще используют растворы на основе солей меди с контролируемой температурой bath (около 20–25 °C) и механическим или электроподвижением раствора для равномерности процесса.
Защитные покрытия и сборка
Покрытия и маскировка
Защитные покрытия выполняют две функции: предотвращение окисления медного слоя и создание маски для пайки. В качестве защитных слоёв применяют лакировку или маску для пайки. Толщина и вид слоя зависят от технологии и условий эксплуатации. Маска позволяет ограничить пайку только до нужных участков трасс, снижая риск замыкания.
- Лакировка образует барьер против влаги и воздуха.
- Маска для пайки обеспечивает локальную защиту и доступ к контактам.
Монтаж компонентов и финальная проверка
- Подготовка платы к установке компонентов и размещение элементов по схеме.
- Пайка компонентов методом волны, ручной или автоматической системами, с учетом термических режимов.
- Финальная проверка геометрии, электрическое тестирование и визуальный контроль целостности дорожек.
Электрическое тестирование включает проверку целостности цепей, сопротивления участков и отсутствия коротких замыканий, а также соответствие геометрическим допускам.
