PCB-fabricatie: Het complete productieproces uitgelegd

PCB-fabricatie omvat talloze processen. Fabrikanten gebruiken vaak unieke procedures om de kwaliteit en efficiëntie van hun PCB's te verbeteren. Elke ontwerper, ingenieur of fabrikant moet zich bewust zijn van deze individuele processen. Pas dan kan de juiste methode worden geselecteerd voor projectsucces.

Vandaag bekijken we de individuele stappen in de printplaatproductie. We willen u informeren zodat u de juiste methode voor maximale efficiëntie kunt kiezen. Bepaal uw projectvereisten en selecteer de processen die op uw situatie van toepassing zijn.

1. Speciale PCB-vormen en -formaten identificeren

PCB's kunnen elke vorm of grootte hebben, afhankelijk van uw toepassing. Laten we de unieke vormen en formaten bekijken die u kunt gebruiken voor uw PCB-project.

Speciale PCB-vormen

PCB's komen vaak in vierkante of rechthoekige vorm. Maar u kunt PCB's van elke gewenste vorm maken, zoals:

• Rond
• L-vormig
• Veelhoekig
• Ovaal

Er is eigenlijk geen limiet aan de vorm die u uw PCB kunt geven. De verschillende vormen vervullen verschillende doeleinden en passen in diverse behuizingen.

U kunt uw PCB-ontwerptool gebruiken om PCB's van verschillende vormen te maken. Gebruik het PCB-bewerkingsvenster en kies een nieuw ontwerp gebaseerd op hoe u het wilt gebruiken. U kunt ook uw eigen vorm maken of bestaande bewerken met de editor.

PCB-fabricatie - Speciale PCB-formaten

Net als PCB-vormen kunnen ook PCB-formaten variëren. Hier praten we over PCB-paneelformaten. De standaard PCB-grootte voor de meeste fabrikanten is 18 x 24 inch. Andere formaten zoals 12 x 18 inch, 21 x 29 inch zijn eveneens mogelijk.

U moet een formaat kiezen dat geschikt is voor uw toepassing.

Nu verkennen we de verschillende PCB-materialen.

2. Verschillende soorten speciale PCB-materialen

PCB's kunnen gemaakt worden uit diverse materialen zoals epoxy, Teflon en metaal. Enkele speciale materialen zijn:

TG 150

TG verwijst naar de glasovergangstemperatuur. De waarde geeft de hittebestendigheid van het PCB-materiaal aan. Hoe hoger de TG, des te hoger de hittebestendigheid. TG 150 is een hoog hittebestendig materiaal gemaakt van vlamvertragend glasvezelversterkt epoxy. Ze worden ook FR-4 genoemd en kunnen hoge temperaturen weerstaan.

TG 170

TG 170 heeft een hogere hittebestendigheid dan TG 150. U kunt het materiaal gebruiken voor hoogtemperatuur-elektronische toepassingen. Het materiaal weerstaat hitte effectief en gaat over in vloeistof boven de 170°C.

Rogers PCB

Rogers is een PCB-fabrikant gespecialiseerd in hoogfrequente PCB's. Rogers PCB's gebruiken FR-4 laminaten en Teflon voor hogere frequentie-eigenschappen. Ze kunnen duurder zijn dan glasvezel, maar zijn weerstandig tegen verliezen bij hogere frequenties.

U moet het materiaal selecteren op basis van uw projectvereisten.

In het volgende hoofdstuk bekijken we soldeermaskeropties.

3. Speciaal soldeermasker en silkscreen in PCB-assemblage

Een soldeermasker is een permanente laag die op PCB's wordt aangebracht. Het soldeermasker beschermt koperbanen en interfaces op de printplaat. De coating voorkomt geleidende soldeerbruggen en elimineert kortsluitingen.

Wat is vloeibare inkt foto-imageerbaar soldeermasker (LPI)?

Liquid Ink Photoimageable (LPI) soldeermasker is een inktformulering. U kunt LPI op PCB's sproeien en deze blootstellen aan UV-licht om de gewenste patronen te ontwikkelen.

Wat is droogfilm foto-imageerbaar soldeermasker?

Na ontwikkeling kunt u componenten op koperpads solderen via de openingen in het patroon. U moet een vacuüm gebruiken om een droogfilm foto-imageerbaar soldeermasker aan te brengen. Vervolgens krijgt u de koperlaag op de printplaat, die u voor thermische uitharding verstuurt.

Wat is epoxy vloeibaar soldeermasker?

De epoxy vloeistof is het goedkoopste soldeermasker en wordt via silkscreen op de PCB aangebracht. Epoxy is een thermohardende polymer en wordt voor diverse elektronische toepassingen gebruikt.

Wat is silkscreen?

De silkscreen is de markeringen of letters die u gebruikt om PCB-componenten en -onderdelen te identificeren. Silkscreen gebruikt inkt in verschillende kleuren zoals wit, rood, zwart of geel. U kunt silkscreen aanbrengen via drie processen:

• Handmatig schermprinten
• LPI (Liquid Photo Imaging)
• DLP (Direct Legend Printing)

Nu bekijken we PCB-vias en boorgaten.

4. PCB-fabricatie - Boorgaten of Vias

Vias bieden een geleidend pad voor het transporteren van elektrische signalen in een PCB. Vias gebruiken geplateerde gaten en kunnen van verschillende typen zijn. Hier is een overzicht van de speciale via-processen:

• Back drill / counterbore: Counterbore-gaten zijn standaard schroefgaten geboord in de PCB. Ze passen op standaard socket cap schroeven. Back drills ontnegen transmissie en verbinding om reflectie en verstrooiing te voorkomen.
• Geplugde vias: U kunt vias vullen met een masker of ander niet-geleidend materiaal. Voor het aanbrengen van de dop wordt het gat met koper geplateerd.
• Begraven en blinde vias: Een blinde via verbindt binnenlagen met één buitenlaag. Het doorboort niet de hele printplaat. Begraven vias verbinden minimaal twee binnenlagen maar zijn van buiten onzichtbaar. Beide processen zijn ideaal voor ruimtebeperkte PCB's.
• Binnengat: Binnengat is een type proces om meerlagige PCB's te maken.
• Micro via: Micro vias zijn minuscule gaten gelaserd in een PCB. Ze creëren elektrische verbindingen in een meerlagige PCB.
• Afdekken van vias (tenting): U kunt vias afdekken en het gat en de anulare ring bedekken met een soldeermasker. Het proces verlaagt het aantal zichtbare geleidende pads.
• Frezen blinde schot: Frezen verwijst naar het wegnemen van koper van de printplaat om een PCB te maken volgens het ontwerp. Het is een chemisch-vrij proces, in tegenstelling tot etsen.

5. PCB-fabricatie - Belangrijke oppervlaktebehandeling voor PCB-assemblage

Op PCB's vindt u vaak een oppervlakteafwerking voor bescherming en optimale soldeerbaarheid. Enkele veelvoorkomende oppervlakteafwerkingen zijn:

Hard Gold

Hard gold is een geschikte afwerking voor toetsenborden en randconnectorvingers. Hard gold is zeer duurzaam maar ook duur. Het komt met een laag goud die over een barrièrelaag van nikkel wordt aangebracht. De hard gold afwerking is arbeidsintensief en vereist extra verwerkingsstappen.

Nikkel Palladium

Nikkel palladium afwerking wordt op PCB's aangebracht om ze weerstandig te maken tegen slijtage. Het proces verbetert ook de geleiding en beschermt de koperlagen. Het is een eenvoudig proces maar niet geschikt voor PCB's met hogere dichtheid.

Immersie Tin/Zilver/Goud

U kunt ook immersie tin, zilver en goud gebruiken voor de PCB-oppervlakteafwerking. Immersie zilver is ideaal voor fijne banen en volgt een eenvoudig afwerkingsproces. Maar het is moeilijk elektrisch te testen en kan lasduurzaamheidsproblemen hebben.

Immersie tin wordt gebruikt voor loodvrij solderen en is geschikt voor SMT. Maar het materiaal vereist zorgvuldige opslag en is niet ideaal voor contactschakelaars.

Immersie goud of ENIG is een standaard oppervlakteafwerking en biedt een vlakke oppervlakte voor SMT. U kunt het ook gebruiken voor doorboorgaten en dikke panelen. Immersie goud heeft een hogere weerstand tegen omgevingsinvloeden.

Gouden vingers (Gold Fingers)

PCB-verbindingspunten moeten continu steken en ontkoppelen weerstaan. Als gevolg daarvan kunnen ze kwetsbaar zijn voor storingen. Connectoren worden met goud of andere metalen geplateerd om randconnectoren te versterken. Dit zorgt ervoor dat ze slijtage effectief weerstaan.

Nu bekijken we de tooling-implicaties voor PCB's.

6. PCB-fabricatie - Elektrische test: Belangrijke stappen om de functie van de PCB te detecteren

Na de oppervlaktebehandeling moeten we de functie van de PCB detecteren. Ingenieurs voeren voornamelijk twee typen tests uit: circuitcontinuïteit en isolatiecontroles.

U moet de printplaat testen om te zorgen dat er geen open circuits of kortsluitingen zijn. Elektrische testen bepalen ook de integriteit van doorboorverbindingen en banen.

Soms wordt ook vliegende-naald testen gebruikt. Het proces gebruikt bewegende naalden om de elektrische prestaties van elk net op een onbestückte PCB te controleren. Elektrische testen zijn nodig om de kwaliteit en prestaties van uw PCB-partij te garanderen.

7. PCB-fabricatie - Voorzorgsmaatregelen

Tooling

Tooling is het proces van het maken van PCBA; het is de programmering die u gebruikt om pick-and-place montage te stueren. U doet tooling slechts één keer voor een project, en u heeft geen herhaalbestelling nodig.

Halogeen vrij

Sommige PCB-materialen die vallen onder de familie van halogeenelementen kunnen giftig en schadelijk voor de mens zijn. Enkele halogeenelementen zijn:

• Broom
• Fluor
• Jood
• Chloor
• Astaat

Halogeen-vrije PCB's hebben extreem lage halogeenniveaus om veiligheid en gezondheid te bevorderen.

HF / CIT

U gebruikt CIT-technologie om koper te printen op flexibele substraten zoals PET. Het is een laagkostproces ideaal voor snelle prototyping.

HF of hoogfrequente PCB's worden meestal gemaakt van PTFE-materiaal. Ze zijn geschikt voor hoogfrequente toepassingen boven 1 GHz.

8. Conclusie

WellPCB. Wij bieden u een one-stop service en hoogwaardige producten. U kunt ons de documenten sturen die u nodig heeft om te produceren en direct een offerte ontvangen! Wacht u nog? Wij hebben tien jaar ervaring in PCB-fabricatie en gebruiken unieke processen die passen bij uw behoeften. U moet een geschikte methode kiezen om maximale efficiëntie en functionaliteit te bereiken. Wij kunnen PCB's produceren met de juiste methoden zodat uw project rendabel wordt. Neem contact met ons op voor meer informatie over onze PCB-processen.