Metode pembuatan PCB: teknologi produksi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Dalam instrumentasi dan elektronik secara umum, papan sirkuit tercetak memainkan peran penting sebagai pembawa interkoneksi listrik. Kualitas perangkat dan kinerja dasarnya tergantung pada fungsi ini. Metode modern pembuatan papan sirkuit tercetak dipandu oleh kemungkinan integrasi yang andal dari basis elemen dengan kepadatan tata letak yang tinggi, yang meningkatkan kinerja peralatan yang diproduksi.

Ikhtisar PCB

Kita berbicara tentang produk berdasarkan dasar isolasi datar, yang desainnya memiliki alur, lubang, guntingan, dan sirkuit konduktif. Yang terakhir digunakan untuk mengganti perangkat listrik, beberapa di antaranya tidak termasuk dalam perangkat papan seperti itu, dan bagian lain ditempatkan di atasnya sebagai simpul fungsional lokal. Penting untuk menekankan bahwa penempatandari elemen struktural, konduktor, dan bagian kerja yang disebutkan di atas awalnya disajikan dalam desain produk sebagai sirkuit listrik yang dipikirkan dengan matang. Untuk kemungkinan penyolderan elemen baru di masa depan, pelapis logam disediakan. Sebelumnya, teknologi deposisi tembaga digunakan untuk membentuk lapisan tersebut. Ini adalah operasi kimia yang banyak produsen telah ditinggalkan hari ini karena penggunaan bahan kimia berbahaya seperti formaldehida. Ini telah digantikan oleh metode manufaktur papan sirkuit tercetak yang lebih ramah lingkungan dengan metalisasi langsung. Keuntungan dari pendekatan ini termasuk kemungkinan pemrosesan papan tebal dan dua sisi berkualitas tinggi.

Bahan untuk membuat

Di antara bahan habis pakai utama adalah dielektrik (digagalkan atau tidak digagalkan), logam dan keramik kosong untuk alas papan, gasket isolasi fiberglass, dll. Peran kunci dalam memastikan sifat kinerja yang diperlukan dari produk dimainkan tidak hanya oleh bahan struktural dasar untuk dasar-dasar, berapa banyak pelapis luar ruangan. Metode yang diterapkan untuk pembuatan papan sirkuit tercetak, khususnya, menentukan persyaratan untuk bahan pengikat untuk gasket dan lapisan perekat untuk meningkatkan daya rekat permukaan. Jadi, impregnasi epoksi banyak digunakan untuk perekatan, dan komposisi dan film pernis polimer digunakan untuk melindungi dari pengaruh eksternal. Kertas, fiberglass dan fiberglass digunakan sebagai pengisi untuk dielektrik. Dalam hal ini, epoksifenolik, fenolik danresin epoksi.

Teknologi papan sirkuit cetak satu sisi

Teknik manufaktur ini adalah salah satu yang paling umum, karena memerlukan investasi sumber daya yang minimal dan ditandai dengan tingkat kerumitan yang relatif rendah. Untuk alasan ini, ini banyak digunakan di berbagai industri, di mana, pada prinsipnya, dimungkinkan untuk mengatur pekerjaan jalur konveyor otomatis untuk pencetakan dan etsa. Operasi khas dari metode pembuatan papan sirkuit cetak satu sisi meliputi berikut ini:

• Menyiapkan pangkalan. Lembaran kosong dipotong ke format yang diinginkan dengan pemotongan mekanis atau meninju.
• Paket yang dibentuk dengan blank diumpankan ke input jalur produksi konveyor.
• Membersihkan bagian yang kosong. Biasanya dilakukan dengan deoksidasi mekanis.
• Mencetak cat. Teknologi stensil digunakan untuk menerapkan simbol teknologi dan penandaan yang tahan terhadap etsa dan disembuhkan di bawah pengaruh radiasi ultraviolet.
• Etsa foil tembaga.
• Menghapus lapisan pelindung dari cat.

Dengan cara ini, papan yang berfungsi rendah, tetapi murah diperoleh. Sebagai bahan baku yang dapat dikonsumsi, alas kertas biasanya digunakan - getinaks. Jika penekanannya pada kekuatan mekanik produk, maka kombinasi kertas dan kaca dalam bentuk getinax grade CEM-1 yang ditingkatkan juga dapat digunakan.

Metode pembuatan subtraktif

Kontur konduktormenurut teknik ini terbentuk sebagai hasil dari etsa foil tembaga di dasar gambar pelindung di tahan logam atau photoresist. Ada berbagai pilihan untuk menerapkan teknologi subtraktif, yang paling umum melibatkan penggunaan photoresist film kering. Oleh karena itu, pendekatan ini juga disebut metode fotoresistif dalam pembuatan papan sirkuit cetak, yang memiliki pro dan kontra. Metodenya cukup sederhana dan dalam banyak hal universal, tetapi papan dengan fungsionalitas rendah juga diperoleh pada keluaran konveyor. Proses teknologinya adalah sebagai berikut:

• Dielektrik foil sedang disiapkan.
• Sebagai hasil dari operasi pelapisan, eksposur, dan pengembangan, pola pelindung terbentuk di photoresist.
• Proses etsa foil tembaga.
• Menghapus pola pelindung di photoresist.

Dengan bantuan photolithography dan photoresist, topeng pelindung dibuat pada foil dalam bentuk pola konduktor. Setelah itu, etsa dilakukan pada area permukaan tembaga yang terbuka, dan film photoresist dihilangkan.

Dalam versi alternatif dari metode subtraktif pembuatan papan sirkuit cetak, photoresist dilapisi pada dielektrik foil, yang sebelumnya dikerjakan dengan mesin untuk membuat lubang dan pra-logam dengan ketebalan hingga 6-7 mikron. Etching dilakukan secara berurutan pada area yang tidak dilindungi oleh photoresist.

Pembentukan PCB Aditif

MelaluiMetode ini dapat membentuk pola dengan konduktor dan celah dalam kisaran lebar 50 hingga 100 m dan ketebalan 30 hingga 50 m. Pendekatan elektrokimia diterapkan dengan deposisi selektif galvanik dan penekanan titik elemen isolasi. Perbedaan mendasar antara metode ini dan yang subtraktif adalah bahwa konduktor logam diterapkan, tidak tergores. Tetapi metode pembuatan aditif untuk papan sirkuit tercetak memiliki perbedaannya sendiri. Secara khusus, mereka dibagi menjadi metode kimia murni dan galvanik. Metode kimia yang paling umum digunakan. Dalam hal ini, pembentukan sirkuit konduktif di area aktif menyediakan reduksi kimia ion logam. Kecepatan proses ini sekitar 3 m/jam.

Metode manufaktur gabungan positif

Metode ini juga disebut semi-aditif. Dalam pekerjaan, dielektrik foil digunakan, tetapi dengan ketebalan yang lebih kecil. Misalnya, foil dari 5 hingga 18 mikron dapat digunakan. Selanjutnya, pembentukan pola konduktor dilakukan sesuai dengan model yang sama, tetapi terutama dengan pengendapan tembaga galvanik. Perbedaan utama antara metode ini dapat disebut penggunaan masker foto. Mereka digunakan dalam metode positif gabungan dari pembuatan papan sirkuit tercetak pada tahap pra-metalisasi dengan ketebalan hingga 6 mikron. Ini adalah apa yang disebut prosedur pengencangan galvanik, di mana elemen fotoresistif diterapkan dan diekspos melalui masker foto.

Keuntungan dari metode gabunganPembuatan PCB

Teknologi ini memungkinkan Anda untuk membentuk elemen gambar dengan akurasi yang meningkat. Misalnya, dengan metode positif pembuatan papan sirkuit tercetak pada foil habis pakai dengan ketebalan hingga 10 mikron, dimungkinkan untuk mendapatkan resolusi konduktor hingga 75 mikron. Seiring dengan kualitas sirkuit dielektrik yang tinggi, isolasi permukaan yang lebih efektif dengan daya rekat yang baik dari media cetak juga dipastikan.

Metode penekanan pasangan

Teknologi ini didasarkan pada metode membuat kontak antarlapisan menggunakan lubang logam. Dalam proses pembentukan pola konduktor, persiapan berurutan segmen basis masa depan digunakan. Pada tahap ini, metode semi-aditif untuk pembuatan papan sirkuit tercetak digunakan, setelah itu paket multilayer dirakit dari inti yang disiapkan. Di antara segmen ada lapisan khusus yang terbuat dari fiberglass yang dirawat dengan resin epoksi. Komposisi ini, ketika diperas, dapat mengalir keluar, mengisi lubang logam dan melindungi lapisan yang dilapisi dari serangan kimia selama operasi teknologi lebih lanjut.

metode pelapisan PCB

Cara lain, yang didasarkan pada penggunaan beberapa segmen media cetak untuk membentuk struktur fungsional yang kompleks. Inti dari metode ini terletak pada penerapan berturut-turut lapisan isolasi dengan konduktor. Pada saat yang sama, perlu untuk memastikan kontak yang andal antara lapisan yang berdekatan, yang dipastikanpenumpukan tembaga galvanik di area dengan lubang isolasi. Di antara keuntungan dari metode pembuatan papan sirkuit cetak multilayer ini, orang dapat mencatat kepadatan tinggi dari tata letak elemen fungsional dengan kemungkinan perakitan kompak di masa depan. Selain itu, kualitas ini dipertahankan di semua lapisan struktur. Tetapi ada juga kelemahan dari metode ini, yang utama adalah tekanan mekanis pada lapisan sebelumnya saat menerapkan yang berikutnya. Untuk alasan ini, teknologi dibatasi dalam jumlah maksimum lapisan yang diizinkan - hingga 12.

Kesimpulan

Seiring dengan meningkatnya persyaratan untuk karakteristik teknis dan operasional elektronik modern, potensi teknologi pada peralatan dari pabrikan itu sendiri pasti meningkat. Platform untuk implementasi ide-ide baru seringkali hanya berupa papan sirkuit tercetak. Metode gabungan pembuatan elemen ini menunjukkan tingkat kemampuan manufaktur modern, berkat pengembang yang dapat memproduksi komponen radio ultra-kompleks dengan konfigurasi unik. Hal lain adalah bahwa konsep pertumbuhan lapis demi lapis tidak selalu membenarkan dirinya sendiri dalam praktik dalam aplikasi dalam rekayasa radio paling sederhana, sejauh ini hanya beberapa perusahaan yang beralih ke produksi serial papan semacam itu. Selain itu, permintaan akan rangkaian sederhana dengan desain satu sisi dan penggunaan bahan habis pakai yang murah tetap ada.