Fabrykacja PCB-Płytki drukowane zapewniają mechaniczne wsparcie dla komponentów elektronicznych i elektromechanicznych. Produkcja płytek drukowanych obejmuje wiele etapów. Pierwszym krokiem jest przygotowanie wspomaganego komputerowo projektu pożądanego obwodu. Ten CAD zawiera informacje o szczegółach, jak również ich rutynie i wzajemnym połączeniu. W tym celu na rynku dostępne jest różnorodne oprogramowanie komputerowe. CAD jest konwertowany na format pliku Gerber w celu dystrybucji do producenta. Jest on optymalizowany pod względem czasu i kosztów poprzez zbieranie mniejszych PCB do jednej płytki drukowanej, jak pokazano na rysunku poniżej.
Fabrykacja PCB-Zaprojektowany wzór CAD w produkcji PCB jest przenoszony na arkusz miedzi za pomocą jednej z następujących metod, takich jak fotograwerowanie, sitodruk, frezowanie lub wytrawianie laserowe. Wybór metody zależy od ilości zamówienia. Na przygotowanie kilku warstw decyduje się również CAD w procesie wytwarzania PCB. Oprócz przeniesienia szkicu na warstwę miedzi, jeśli stosuje się płytkę wielowarstwową, wówczas formuje się ją za pomocą prasowania i dociskania warstw do siebie.
Po usunięciu dodatkowej miedzi nad warstwami, na płytce wykonuje się wiercenie, aby zapewnić miejsce na wstawienie elementów obwodu. Produkcja PCB obejmuje różne rodzaje otworów, takie jak ślepe przelotki, otwory przezroczyste, otwory wielowarstwowe itp.
Różne obszary, które nie wymagają lutowania są maskowane maską lutowniczą ogólnie dostępną w zielonym kolorze. Inne działania są również stosowane w produkcji PCB. Identyfikacje i legendy są stosowane na górze maski lutowniczej, a to się nazywa sitodruk, jak pokazano na rysunku poniżej.
Produkcja PCB bez komponentów jest czasami nazywana gołą PCB i jest zwykle testowana na krótkie i otwarte połączenia i ślady. Po sprawdzeniu frakcji, elementy elektroniczne są montowane na płytce i lutowane. Kontrola jakości jest przeprowadzana jako ostatni etap produkcji PCB przed dostarczeniem do klienta.
Etapy fabrykacji PCB krok po kroku
Fabrykacja gołej płytki drukowanej to ciąg precyzyjnych procesów chemicznych i mechanicznych. Choć szczegóły różnią się między producentami, typowy przebieg wygląda następująco:
- Przygotowanie laminatu — bazą jest najczęściej FR-4 pokryty folią miedzianą po jednej lub obu stronach.
- Przeniesienie wzoru miedzi — za pomocą fotolitografii nanosi się warstwę światłoczułą, naświetla i wywołuje, odsłaniając obszary do wytrawienia.
- Trawienie — nadmiar miedzi jest usuwany chemicznie, pozostawiając ścieżki i pola lutownicze.
- Laminowanie warstw — w płytkach wielowarstwowych warstwy łączy się pod ciśnieniem i w wysokiej temperaturze (prepreg + rdzenie).
- Wiercenie — wykonuje się otwory pod przelotki i elementy przewlekane, a następnie metalizuje ich ścianki.
- Maska lutownicza i opis — nakłada się soldermask oraz sitodruk z oznaczeniami elementów.
- Wykończenie powierzchni — pola lutownicze pokrywa się powłoką ochronną (HASL, ENIG, OSP), aby zapewnić lutowalność.
Wykończenia powierzchni i parametry technologiczne
Wybór wykończenia wpływa na trwałość, lutowalność i koszt. HASL jest tani i sprawdzony, ENIG zapewnia płaską powierzchnię idealną pod montaż drobnych elementów SMD i BGA, a OSP to ekonomiczna powłoka organiczna. Na etapie projektu trzeba też uzgodnić z producentem kluczowe parametry: minimalną szerokość ścieżki i odstęp, średnice otworów, liczbę warstw oraz tolerancje. W zaawansowanych konstrukcjach stosuje się technologię HDI PCB z mikroprzelotkami oraz płytki o kontrolowanej impedancji dla sygnałów szybkich.
Kontrola jakości i testy
Goła płytka przed montażem jest testowana pod kątem zwarć i przerw — najczęściej testem elektrycznym typu „flying probe” lub na łożu igieł. Sprawdza się również zgodność wymiarów, jakość metalizacji otworów i pokrycie maską lutowniczą. Po montażu elementów (PCBA) wykonuje się dodatkowe kontrole, m.in. inspekcję optyczną AOI oraz testy funkcjonalne. Więcej o testowaniu znajdziesz na stronie testy ICT/FCT PCBA.
Od fabrykacji do montażu
Fabrykacja kończy się dostarczeniem przetestowanej, gołej płytki. Kolejnym etapem jest montaż komponentów techniką powierzchniową (SMT) i przewlekaną (THT). Zlecając cały proces jednemu partnerowi, skracasz czas realizacji i ograniczasz ryzyko błędów na styku etapów. Poznaj nasze możliwości produkcyjne oraz proces montażu PCB.
FAQ
Czym różni się fabrykacja od montażu PCB?
Fabrykacja to wytworzenie samej płytki (gołego PCB), natomiast montaż (PCBA) to lutowanie na niej komponentów elektronicznych.
Jakie pliki są potrzebne do produkcji?
Najczęściej pliki Gerber lub ODB++, wiercenia (NC drill), lista materiałów (BOM) oraz plik położeń elementów (pick&place) do montażu.
Ile trwa fabrykacja płytki?
Czas zależy od liczby warstw, wykończenia powierzchni i wielkości serii. Proste płytki dwuwarstwowe powstają zwykle w kilka dni roboczych, natomiast skomplikowane konstrukcje wielowarstwowe z technologią HDI wymagają dłuższego cyklu. Dostępne są też usługi przyspieszone dla prototypów, gdy liczy się szybkie potwierdzenie projektu.
Co wpływa na koszt fabrykacji?
Na cenę składają się przede wszystkim liczba warstw, rozmiar i grubość płytki, klasa minimalnych ścieżek i otworów, rodzaj wykończenia powierzchni oraz wielkość zamówienia. Łączenie wielu mniejszych płytek w jeden panel produkcyjny obniża koszt jednostkowy i skraca czas montażu, dlatego producenci optymalizują paneling już na etapie przygotowania produkcji.
Masz gotowy projekt do produkcji? Zleć montaż PCB w OurPCB — wycena w 12 godzin roboczych.