▷ Mi az a nyomtatott áramkör vagy nyomtatott áramköri kártya? felhasználás, hogyan készül?

Hallottál már valaha a PCB vagy az integrált áramköri kifejezésről? Ha nem tudja, mi ez, ebben a cikkben elmagyarázza neked. A cikk elolvasásakor PCB-k vesznek körül; több van a számítógépen, a monitoron, az egeren és a mobilján is. Minden elektronikus elemet PCB -vel vagy legalább annak "belső szerveivel" építünk fel.

Tartalom index

A PCB-k használata óriási lépés volt az elektronikus eszközök fejlődésében, mivel innovatív módszert nyújtott az elemek csatlakoztatására elektromos kábelek használata nélkül. A mai világ nem lenne azonos a PCB-k feltalálása nélkül, tehát nézzük meg, hogy mik azok és hogyan készülnek

Mi a NYÁK?

A PCB a nyomtatott áramköri betűszó, de angolul a rövidítést (Printed Circuit Board) használjuk, hogy ne keverjük össze például a PC-jünk PCI bővítőhelyével.

Nos, a NYÁK alapvetően fizikai támogatás, ahol az elektronikus és elektromos alkatrészeket telepítik és összekapcsolják közöttük. Ezek az alkatrészek lehetnek chipek, kondenzátorok, diódák, ellenállások, csatlakozók stb. Ha megnézi a számítógép belsejét, látni fogja, hogy több sík tábla van, amelyre sok alkatrész van ragasztva, ez egy alaplap, és PCB-ből és az általunk említett összetevőkből áll

Az egyes elemek nyomtatására a PCB-n egy sor rendkívül vékony rézvezető sávot használunk, amelyek sínt, vezetőt generálnak, mintha kábel lenne. A legegyszerűbb áramkörökben csak a nyomtatott áramköri lapok egyikén vagy mindkét oldalán van vezetőképes sávok, de a teljesebbekben többféle rétegben egymásra rakott elektromos vezetékek és alkatrészek vannak.

Ezeknek a síneknek és alkatrészeknek a fő támogatása a kerámia anyagokkal, gyantákkal, műanyaggal és más nem vezető elemekkel megerősített üvegszál kombinációja. Bár az olyan alkatrészeket, mint a cellulóz és a vezetőképes festékpályákat, jelenleg használják rugalmas PCB-k előállítására.

Az első integrált áramköri kártyát 1936-ban építette Paul Eisler mérnök kézzel, hogy rádió használja. Innentől kezdve a folyamatokat nagyszabású gyártáshoz automatizálták, először rádiókkal, majd mindenféle alkatrészkel.

Mi van a NYÁK belsejében?

A nyomtatott áramkörök vezetőképes rétegek sorozatából állnak, legalábbis a legösszetettebbek. A vezetőképes rétegeket mindegyik szubsztrátumnak nevezett szigetelő anyag választja el egymástól. A vias- nak nevezett lyukakat többrétegű sávok összekapcsolására használják , amelyek teljes mértékben átmenhetnek a NYÁK-on, vagy csak egy bizonyos mélységig mehetnek át.

A hordozó különböző összetételű lehet, de mindig nem vezető anyagból, úgy, hogy az elektromos vezetékek mindegyike saját jelét és feszültségét hordozza. A jelenleg legszélesebb körben használt Pértinax nevű papír, amely alapvetően gyantával borított papír, nagyon könnyen kezelhető és megmunkálható. A nagy teljesítményű berendezésekben azonban egy FR-4 nevű vegyületet használnak, amely tűzálló gyantával bevont üvegszálas anyag.

Az elektronikai alkatrészek szinte mindig a NYÁK külső részén helyezkednek el, és mindkét oldalra telepítve vannak annak érdekében, hogy teljes mértékben kihasználhassák kiterjesztésüket. Az elektromos sávok létrehozása előtt a NYÁK különböző rétegeit csak az aljzat és néhány nagyon vékony réz vagy más vezető anyagból álló lemez alkotja, és ezeket egy nyomtatóhoz hasonló gépen hozzák létre, és egy meglehetősen folyamatos eljárással hosszú és összetett.

NYÁK létrehozási folyamat

Már tudjuk, miből készülnek az integrált áramköri kártyák, de nagyon érdekes lenne megtudni, hogyan készülnek ezek. Sőt, mi is létrehozhatunk egy alapvető integrált áramkört, ha megvásároljuk az egyik ilyen táblát, de természetesen a folyamat meglehetősen eltér a ténylegesen alkalmazottól.

NYÁK-tervezés szoftver segítségével

Mindez a NYÁK megtervezésével kezdődik, az alkatrészek csatlakoztatásához szükséges elektromos sínek nyomon követésével, valamint annak felsorolásával, hogy hány rétegre lesz szükség ahhoz, hogy létrejöjjön az összes olyan kapcsolat, amelyre az alkatrészekhez szükség lesz.

Ezt a folyamatot a CAM számítógépes szoftver, például a TinyCAD vagy a DesignSpark PCB segítségével hajtják végre, amelyet széles körben használnak a mérnöki karrierekben. Nem csak az elektromos vezetékeket tervezik, hanem különféle címkéket is létrehoznak a telepített alkatrészek felsorolására és az egyes csatlakozók azonosítására.

A fejlesztési folyamat minden szükséges lépését dokumentáljuk, így a gyártó pontosan tudja, mit kell tenni, amikor a projektet eljuttatják neked.

Szitanyomás és fényképészeti elrendezés

A tervezést követően a projektet közvetlenül átadjuk a gyártónak, és itt kezdődik a NYÁK fizikai létrehozása. A következő folyamatot fotográfiai nyomkövetésnek nevezzük, amikor a nyomtatószerű gép (fotoplotter) lézer nyomon követi a grafikont az elektronikus elemek összekötő maszkaival.

Ehhez egy körülbelül 7 ezred hüvelyk hosszúságú vezetőképes fémlemezt kell használni. Ezek a maszkok később meghatározzák az elektronikus alkatrészek ragasztásának helyét. Fejlettebb folyamatokban ezt a folyamatot közvetlenül a NYÁK-on egy nyomtatóval hajtják végre, amely ebbe a fémbe gravírozza a csatlakozási maszkokat.

Belső réteg nyomtatás

A következő lépés, amelyet elvégzünk, a különféle belső elektromos sávok nyomtatása a NYÁK-ra egy speciális vegyülettel. Ez magában foglalja a lemez elektromos sávjainak negatív festését, hogy fényvezető vagy száraz film anyaggal vezetőképes mintázat jöjjön létre. Nos, ez a film, amelyet létrehoztak, lézer vagy ultraibolya fénynek van kitéve, hogy eltávolítsa a felesleges anyagot, és így negatív hatást fejtsen ki a végső áramkörre.

Ezt a folyamatot akkor hajtják végre, ha a nyomtatott áramköri lap belső vezető rétegekkel rendelkezik. Ezenkívül ezt a folyamatot megismételik a NYÁK külső rétegein a végső rézpályák létrehozása céljából és az áramköri terv szerint.

Ellenőrzés és ellenőrzés (AOI)

Miután a vezető rétegek különböző rétegeit elkészítették, a gép megvizsgálja, hogy azok mindegyike helyes és jól működik-e. Ez automatikusan megtörténik, ha összehasonlítják az eredeti mintát a fizikai nyomtatással, rövidnadrág vagy törött műsorszám kereséséhez.

Rozsdafólia és laminálás

A vezető sávokkal nyomtatott minden egyes lapot oxidkezelésnek vetik alá, hogy javítsák az egyes rétegek rézpályáinak képességét és tartósságát.

Ennek az eljárásnak köszönhetően elkerülhetők lesznek a különféle érzékeny PCB-kön vagy sok olyan alkatrészen, mint például a számítógépek, a vezetőképes rétegek és sávok leválasztása.

A következő lépés a végső NYÁK létrehozása, amelynek elvégzéséhez az egyes áramköri rétegeket epoxigyantával, Pértinaxszal vagy más használt módszerrel üvegszálas lemezekkel kell összekapcsolni. Mindez tökéletesen fel lesz ragasztva egy hidraulikus prés segítségével, és így kapjuk meg az integrált áramköri lapot.

Lyukak fúrása

Minden alkalommal fúrással fúrnunk kell egy sorozatot a PCB-khez, hogy csatlakozhassunk a különböző rézrétegekhez és sávokhoz. Ehhez teljes perforációra is szükségünk lesz, hogy képesek legyenek elektronikus elemek, különféle csatlakozók vagy bővítőhelyek tartására.

A fúrási folyamatnak rendkívül pontosnak kell lennie a NYÁK integritásának megőrzése érdekében, tehát a volfrám-keményfém fejeket a létező legnehezebb anyaghoz használják.

Fém lyukak

Annak érdekében, hogy ezek a lyukak kapcsolatba léphessenek a különféle belső sínekkel, egy vékony rézfóliával történő bevonási folyamat szükséges a szükséges vezetőképesség biztosításához. Ezeknek a furnéroknak 40-60 milliomod hüvelykben kell lennie.

A NYÁK készen áll a réz sínek nyomon követésére a külső felületein.

Kültéri pálya film és galvanizálás

Most létrehozzuk a külső vezető sávokat, és ehhez ugyanazt az eljárást követjük, mint a belső sínek létrehozásához. Először a száraz filmet hozzuk létre, mint a végső kör negatív értékét. Ezután lézer segítségével létrehozzák azokat a tereket, ahol a réz lerakódik, és így létrehozzák a vezető sávokat.

Ezután a PCB galvanizálási folyamaton megy keresztül, amely a réz ragasztását száraz fóliától mentes helyekre képezi, és így a PCB elektromos nyomvonalait képezi. A NYÁK-t egy rézfürdőbe helyezik, és elektrolitikusan hozzákapcsolják a vezető mintákhoz, hogy 0, 001 hüvelyk méretű pályákat hozzanak létre.

Ezután újabb ónréteget adunk a réz tetejére, hogy megvédjük ezt a kémiai támadást, amikor a SES-eljárásra vagy a " strip-etch-strip " -re megyünk.

Csík maratás szalag

Ez az utolsó előtti lépés, és a rézfelesleget eltávolítják a PCB-ből, a felesleg pedig azt, amelyet még nem mártottunk ónba. Ilyen módon csak az ón-védett réz marad meg.

Ezt követően az ón vegyi kezeléssel történő eltávolítását is el kell hagyni, hogy végül csak azok a rézpályák maradjanak, amelyek végül azok lesznek, amelyek összekapcsolják az alkatrészeket és szállítják az áramot.

Most egy másik AOI-folyamat ellenőrzi, hogy minden rendben van-e a maszk és a legenda rögzítéséhez.

Forrasztható maszk és legenda

Végül egy forrasztómaszkot felvittünk az elektronikus áramköri kártyára, így később lehetőség van az alkatrészek megfelelő forrasztására a sínre, és csak oda, ahova kell menniük.

Ezután kinyomtatják az összetett jelmagyarázatot, és azokat az információkat, amelyeket a tervező a PCB-n akart adni, például a csatlakozók nevét, az elemkódot stb. Ezenkívül a NYÁK végleges tervezésén azon színeket is elkészítik, amelyeket a gyártó szeretne adni, amint azt a játék alaplapjain stb. Láthatjuk.

Alkatrészek hegesztése és végső tesztek

A NYÁK készen áll, és csak az alkatrészeket adják hozzá nagy pontosságú robotkarok és a hozzájuk tartozó rések segítségével. Ilyen módon a tábla készen áll az elektromos tesztelésre, és ellenőrizze, hogy megfelelően működik-e.

Ezeket az elemeket megfelelő hegesztéshez hozzákapcsoljuk a csatlakozási maszkokat is.

Következtetés és befejező szavak

Nos, ez arról szól, hogy mi a PCB és hogyan készülnek. Mint láthatja, hogy a folyamat meglehetősen összetett és sok lépést igényel, szem előtt kell tartanunk, hogy a pontosságnak maximálisnak kell lennie, hogy később a várt módon működjön.

A PCB-k egyre bonyolultabbá válnak, vékonyabb és sűrűbb sávokkal, hogy rengeteg alkatrészt tudnak elhelyezni nagyon kevés helyen.

Azt is javasoljuk, hogy látogasson el a piac legjobb alaplapjaira vonatkozó útmutatónkba

És ezeket az oktatóanyagokat is érdekesnek találja:

Ha bármilyen kérdése van, vagy javítást szeretne végezni, írjon nekünk a megjegyzésekbe. Reméljük, hogy az információ érdekes.