Kenntnisse über die Technologie der Leiterplattenherstellung

Keywords: Leiterplattenherstellung

Es ist grundlegend, die wesentlichen Schritte zu verstehen, die mit der Herstellung einer physischen Leiterplatte verbunden sind, bevor man einen Entwurf für die Produktion während der Leiterplattenfertigung annimmt. Ungeachtet der zahlreichen verfügbaren Technologien in jeder Abteilung hält sich die überwältigende Mehrheit der marktführenden Hersteller an eine Reihe von Verfahren, um Ihren Entwurf von einem CAD-Modell in eine echte Leiterplatte umzuwandeln.

Der übliche Leiterplattenherstellungsprozess umfasst mehrere Zyklen, und es ist die Pflicht der Entwickler, jeden Schritt zu kennen und zu verstehen. Die Kenntnis der Fertigungstechniken macht es viel einfacher, Leiterplattenentwurfsfehler zu identifizieren, die die Wahrscheinlichkeit von Produktionsfehlern erhöhen, was die Entsorgung einer Leiterplatte erforderlich machen würde. Jeder Designer sollte Design-for-Manufacturing (DFM)-Techniken anwenden, damit eine Leiterplatte überall hergestellt und montiert werden kann.

Ein vielschichtiger Zyklus, der mit einer Produktidee beginnt und in einer voll funktionsfähigen Leiterplattenbaugruppe endet, ist das Drucken einer Leiterplatte. Auf dem Weg dorthin wird ein Schaltplan erstellt, um das Netzwerk darzustellen, ein Leiterplattenlayout entwickelt und elektronische Bauteile beschafft. Die Leiterplatte wird in das gesamte System integriert, nachdem die Bauteile auf der Platine befestigt und die Montage, Prüfung und Verifizierung abgeschlossen sind.

Mehrere komplexe Schritte müssen für eine erfolgreiche Leiterplatte abgeschlossen werden. Die Herstellung der Rohplatine ist eine Stufe in diesem Prozess, die nicht die Anerkennung erhält, die sie verdient. Aufgrund der komplexen Softwarewerkzeuge, die für ihre Entwicklung erforderlich sind, zieht der Entwurf einer Leiterplatte viel Aufmerksamkeit auf sich. Die Fertigung wird gleichermaßen Anerkennung für die Herstellung des Endprodukts erhalten. Das verwirrende System der Leiterplattenherstellung, das häufig außerhalb der Entwurfsgemeinschaft unbekannt ist, befindet sich irgendwo in der Mitte davon.

Was ist der Leiterplattenherstellungsprozess? Dies ist die Frage, der wir nachgehen werden, um die unheilvollen Ursprünge einer rohen Leiterplatte und die Art und Weise, wie sie für die Anbringung elektrischer Bauteile vorbereitet wird, aufzudecken. Wir werden untersuchen, was nötig ist, um eine hochwertige Leiterplattenfabrikation zu konstruieren, die ein Auftragshersteller schnell montieren kann, um wirklich vertraut zu werden.

Standard-Leiterplattenherstellungsprozess

Die wesentlichen Techniken, die bei der Leiterplattenherstellung verwendet werden, umfassen Rohplattenmontage, Belichtung, Bohren und Endbearbeitung. Der Prozessablauf zur Herstellung mehrlagiger Leiterplatten ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Ausgangsmaterialien aus Laminat und ein vollständiger Satz von Entwurfsanforderungen dienen als Ausgangspunkt dieser Methode, die mit einer hergestellten Leiterplatte endet, die vollständig für die Montage vorbereitet ist.

Sobald Ihre Leiterplatte ihre letzte Aushärtung durchlaufen hat, beginnt ein Hersteller mit einem elektrischen Testverfahren unter Verwendung der von Ihnen in Ihrem Leiterplattenlayout festgelegten Testpunkte. Während der Herstellungsphase wird oft ein Kontinuitätstest verwendet, um nach Unterbrechungen und Kurzschlüssen zwischen den verschiedenen in Ihrer Leiterplatten-Netzliste enthaltenen Knoten zu prüfen. Alle Platinen, die diesen Verifizierungsschritt bestehen, gelten als fertiggestellt und werden in die Montage geschickt.

Verschiedene Fehler können während der Produktion zu jedem Zeitpunkt des Leiterplattenherstellungsprozesses auftreten. Die Phasen des Bohrens, Plattierens und Ätzens erzeugen häufig die größten Mängel.

Die Leiterplatte kann eine zusätzliche Reihe von Tests durchlaufen, sobald der Entwurf die Fertigung und elektrische Prüfung bestanden hat, um die Qualität sicherzustellen. Um sicherzustellen, dass der Rohplattenherstellungsprozess keine Materialien oder geätzten Merkmale in der Leiterplatte beschädigt, umfasst dies häufig Umwelt- oder mechanische Tests.

Grundlegende Anforderungen an die Leiterplattenherstellung

Die Herstellung der Rohplatine, die Grundlage für die fertige Leiterplattenbaugruppe sein wird, wird als Leiterplattenfertigung bezeichnet. Einige Planungsaspekte müssen erledigt werden, bevor der Fertigungsdienstleister mit der Herstellung der Rohplatine beginnen kann. Im Folgenden sind einige der Grundlagen für den Fertigungsstart sowie die Informationen aufgeführt, die die Leiterplattenlieferanten benötigen werden:

Leiterplattendetails

Das Designteam wird vor Beginn eines Leiterplattenlayouts mit seinem Auftragshersteller zusammenarbeiten, um die Spezifikationen und das Layout der physischen Leiterplatte festzulegen. Diese Informationen sind für das Layoutdesign und für die Auswahl des für die Aufgabe am besten geeigneten Leiterplattenfertigungsanbieters erforderlich. Einige Spezifikationen sind wie folgt:

• Blocklagenanordnung und -stapel
• Lagen mit kontrollierter Impedanz
• Grundlagen für Leiterbahnbreite und -abstand
• Arten und Muster von Durchkontaktierungen
• Leiterplatten-Strafaspekte für Kupferausgleich

Abgeschlossener Leiterplattenentwurf

Das anfängliche Design muss abgeschlossen sein, um die Genauigkeit der Leiterplattenfertigung sicherzustellen. Selbst eine kleine Komponentenaktualisierung, die nicht zwischen Schaltplan und Layout abgestimmt war und den Footprint veränderte, könnte zu einem fehlerhaften Leiterplattenaufbau führen. Um sicherzustellen, dass der Entwurf fertig und bereit für die Fertigung ist, sollten Sie zunächst die folgenden Entwurfsteile abhaken:

•      Eine gründliche technische Bewertung der Hardware wurde durchgeführt.

•      Datenbanken für Schaltpläne und Layouts sind aktualisiert und abgestimmt.

•      Die Leiterplatte wurde mit allen Komponenten bestückt, und die Netzverbindungen wurden verdrahtet.

•      Analysen der Signalintegrität, Leistungsintegrität und Schaltungssimulation sind durchgeführt.

•      Regeln und Einschränkungen für die Leiterplattenkonfiguration werden überprüft, und Fehler werden behoben.

•      Die Stückliste wird auf aktuell verwendete und sofort verfügbare Bauteile überprüft.

•      Für fehlerfreie Montage werden Design-for-Manufacturing (DFM)-Richtlinien geprüft.

Vollständige Fertigungsplandaten

Ein vollständiger Satz von Fertigungs- und Montagedatendateien wird erstellt und an den Auftragshersteller übergeben, sobald der Entwurf fertig und bereit für die Produktion ist. Diese Dateien werden vom Leiterplattendesigner für seine Entwurfsbewertungen genutzt, wonach er sie an den Fertigungsdienstleister zum Zweck der Herstellung der Rohplatinen weiterleitet. In diesen Datendateien enthalten sind:

•      Bilddateien für Leiterplattenlagen im Gerber- oder anderen Formaten

•      CAD-Modelle für Fertigung und Montage

•      Die Materialliste (BOM)

•      XY-Positionen der Bauteile (Pick-and-Place)

•      Positionen für Testpunkte

•      Netzliste aus dem Schaltplan

Der Auftragshersteller kann eine Bestellung für die für die Baugruppe benötigten Rohplatinen aufgeben, nachdem alles auf der Checkliste erledigt und bereit ist. Der Hersteller verfügt häufig über eine Liste empfohlener Fertigungspartner und wird den Anbieter auswählen, dessen Fähigkeiten am besten mit den technischen Spezifikationen der Leiterplatte übereinstimmen. Eine weitere Überlegung bei der Auswahl des Fertigungsanbieters ist, ob die herzustellende Leiterplatte ein Prototyp ist. Wenn ja, muss der Fertigungsdienstleister in der Lage sein, eine andere Fertigungslinie als die Standardverfahren zu betreiben. Um die bestmögliche Qualität während der Prototypenfertigung aufrechtzuerhalten, müssen sie außerdem ihre Entwurfsprüfungen anhand der Gerber-Daten abschließen.

Die Herstellung der Rohleiterplatte ist der nächste Schritt nach der Auswahl des Leiterplattenfertigungsanbieters! Einseitige Leiterplatten, hochdichte Multilayer-Designs und Flex-Leiterplatten sind nur einige der vielen Arten von Leiterplatten, die produziert werden können.