Odkrywanie tajemnic produkcji PCB: Kluczowe kroki i porady projektowe dla optymalnych rezultatów

Słowa kluczowe: Produkcja PCB

Płytki drukowane (obwody drukowane) stanowią centrum każdego znaczącego urządzenia elektronicznego. Te cudowne wynalazki występują w niemal wszystkich elektronicznych urządzeniach obliczeniowych, począwszy od prostych przedmiotów takich jak zegary cyfrowe, kalkulatory itp. W uproszczeniu, PCB łączy obwody elektryczne w elektronice, pełniąc elektryczne i mechaniczne funkcje obwodu urządzeń. Podsumowując, PCB kieruje przepływem prądu, sprawiając, że twoja elektronika ożywa. Zaleca się, aby projektanci obwodów odwiedzili zakład produkujący płytki drukowane przed rozpoczęciem projektowania PCB, aby móc szczegółowo omówić z producentami swoje potrzeby dotyczące wytwarzania PCB. Pomaga to projektantom uniknąć przenoszenia błędów do fazy projektowej, jeśli nie są one konieczne. Natomiast, jeśli organizacja zadaje więcej zapytań dotyczących produkcji PCB poprzez outsourcing do zagranicznych dostawców, staje się to niepraktyczne. Z tego powodu niniejszy artykuł został przygotowany, aby zapewnić właściwe zrozumienie etapów procesu produkcyjnego płytki drukowanej. Być może zapewni on projektantom obwodów oraz osobom z niewielką wiedzą na temat branży PCB wgląd w to, jak jest ona tworzona i pomoże zapobiec niektórym z tych błędów.

Zaniedbanie tego aspektu konstrukcji może stworzyć szereg problemów w procesie rozwoju twojego PCB. Mogą one obejmować niepowodzenie w produkcji płytek, niską wydajność, a nawet wczesne usterki w terenie. Z drugiej strony, istnieją sposoby, dzięki którym te czasochłonne i kosztowne nieprzewidziane sytuacje mogą zostać złagodzone poprzez działania projektowe. Najpierw odpowiedzmy na twoje pytanie, czyli 'czym jest proces wytwarzania PCB?', a następnie omówimy znaczenie znajomości tego aspektu procesu rozwoju PCB.

Na czym polega proces wytwarzania PCB?

Może nie być zbyt przydatne przejście bezpośrednio do produkcji bez zrozumienia, jak schemat lub pomysł, który masz na myśli, łączy się z różnymi krokami potrzebnymi do realizacji tego pomysłu. Aby właściwie zdefiniować proces wytwarzania PCB, warto najpierw wyjaśnić kilka innych powiązanych terminów i ich wzajemne powiązania.

Rozwój PCB: W najprostszym ujęciu rozwój PCB można opisać jako zaprojektowanie i przygotowanie płytki drukowanej do produkcji. Zazwyczaj obejmuje to trzy etapy: projektowanie strukturalne, mechaniczne, elektryczne, elektroniczne, projektowanie instrumentacji i sterowania, wytwarzanie oraz testowanie. We wszystkich poza najbardziej podstawowymi projektami odbywa się to iteracyjnie, aby osiągnąć najwyższą możliwą jakość projektu w ramach czasu przeznaczonego na rozwój.

Produkcja PCB: Produkcja PCB to rzeczywisty proces tworzenia układu twojej płytki. Jest to proces dwuczęściowy, rozpoczynający się od wytworzenia płytki, i obejmuje zestaw PCB lub PCBA.

Testowanie PCB: Testowanie PCB, często znane jako uruchamianie, jest jednym z ostatnich kroków projektowania PCB po produkcji. Testowanie podczas rozwoju ocenia zdolność płytki do skutecznego wykonywania zaplanowanych funkcji operacyjnych. Podobnie jak w innych etapach rozwojowych, podczas tej fazy wykrywane są wszystkie niedociągnięcia, błędy oraz miejsca wymagające zmiany z powodu niemożności osiągnięcia optymalnej wydajności, a następnie rozpoczyna się kolejny cykl w celu wdrożenia tych zmian.

Zestaw PCB: Zestaw PCB lub PCBA jest znany jako drugi proces lub drugi etap produkcji PCB, który polega na montażu poszczególnych komponentów płytki na tej gołej płytce drukowanej poprzez lutowanie.

Proces wytwarzania PCB

Produkcja PCB oznacza proces lub procedurę, dzięki której projekt płytki drukowanej jest przekształcany w strukturę zgodnie z danymi z pakietu projektowego. Ta fizyczna realizacja jest osiągana poprzez następujące czynności lub techniki: Przeniesienie zamierzonego układu na laminaty pokryte miedzią

Zmniejszenie grubości lub tylko usunięcie części miedzi na warstwach wewnętrznych w celu uwidocznienia ścieżek i padów.

Wykonanie stosu warstw PCB obejmuje laminowanie materiałów płytki w wysokich temperaturach.

Tworzenie miejsc montażowych, lokalizacji wyprowadzeń otworów przelotowych oraz VIAS (przejść międzypoziomowych)

Czyszczenie lub usuwanie warstwy(-y) miedzi do poziomu ścieżek i padów

Otwory na piny i otwory przelotowe są ważnymi elementami podlegającymi metalizacji.

Zabezpieczenie powierzchni poprzez nałożenie warstwy lub maski lutowniczej.

Naniesienie oznaczeń sitodrukowych, referencji i polaryzacji, logo lub innych znaków na powierzchnię

Dodatkowo, opcjonalna powłoka wykończeniowa może być zastosowana na części miedzianych powierzchni.

OK, dowiedzmy się, co to oznacza dla rozwoju PCB.

Czy należy zapoznać się z procesem produkcji PCB?

Można i prawdopodobnie należy zadać pytanie: Czy możemy zadać sobie pytanie: czy znajomość procesu produkcji PCB jest przydatna? Jednak produkcja PCB nie jest zadaniem projektowym, lecz zadaniem zlecany na zewnątrz producentowi (CM). Należy jednak zaznaczyć, że produkcja nie jest czynnością projektową, chociaż jest wykonywana ściśle zgodnie ze standardami przekazanymi twojemu CM.

Niestety, w większości przypadków twój CM nie ma informacji dotyczących twojej intencji projektowej lub celów wydajnościowych.

Możliwość wytworzenia: Zdolność twoich płytek do wyprodukowania zależy od szeregu poniższych cech. Są to: sprawdzenie, czy istnieją odpowiednie odstępy między elementami na powierzchni płytki a krawędzią oraz zapewnienie, że wybrany materiał ma wystarczająco wysoki współczynnik CTE, aby poradzić sobie z PCBA, szczególnie podczas lutowania bezołowiowego. Każdy z tych czynników może uniemożliwić zbudowanie twojej płytki bez przeprojektowania. Koszty budowy twojej płytki ogólnie będą również pod wpływem tych przyczyn, jak i nieprzewidzianych żądań przeprojektowania. Co więcej, jeśli zdecydujesz się panelizować projekty, to również nie będzie możliwe bez wcześniejszego planowania.

Wskaźnik udanych realizacji: Należy zaznaczyć, że nic nie stoi na przeszkodzie, aby twoja płytka została pomyślnie wyprodukowana, nawet jeśli występują problemy produkcyjne. Na przykład, ograniczające parametry, które testują sprzęt CM do granic jego tolerancji, doprowadzą do zwiększenia liczby płytek niezdatnych do użytku.

Niezawodność: W oparciu o konkretne zastosowanie płytki, jest ona kategoryzowana zgodnie z IPC-6011. Dla sztywnych PCB istnieją trzy poziomy klasyfikacji, które ustalają przepisowe wymagania dotyczące konstrukcji płytki, aby zapewnić określony stopień … niezawodności działania. Próba zaprojektowania twojej płytki z oceną niższą niż wymaga tego aplikacja, najprawdopodobniej da bardzo niestabilną wydajność lub całkowitą awarię płytki.

Więc na to pytanie odpowiedź jest zdecydowanie twierdząca! Dlatego zrozumienie procesu produkcji PCB jest kluczowe, ponieważ decyzje na tym etapie będą prawdopodobnie odbijać się echem w całym procesie rozwoju PCB, produkcji, a nawet podczas etapu pracy urządzenia. Jedyną realną ochroną przed problemami, które mogą wynikać z twojej niewiedzy o procesie produkcji PCB jako czynniku w twoim projekcie, jest zastosowanie reguł i wytycznych DFM opartych na możliwościach twojego CM.

Aby uzyskać maksymalne korzyści z DFM, aby uchronić się przed dodatkowym czasochłonnością i kosztami produkcji, potrzebna jest strategiczna i efektywna analiza projektu. Podobnie jak w pakiecie narzędzi do automatyzacji dokumentacji, możliwe jest wygenerowanie kilku złożonych, szczegółowych widoków, które pomogą twojemu CM podczas etapu produkcji PCB.