Что такое промышленное производство печатных плат? 

В современной промышленной системе печатные платы являются краеугольным камнем электронных изделий.

Печатные платы присутствуют повсюду: от простых бытовых приборов до сложного аэрокосмического оборудования.

принимая на себя функции связи,

Поддержка и интегральные схемы. С появлением Индустрии 4.0

Массовое производство печатных плат должно не только удовлетворять спрос с точки зрения количества,

Но также необходимо интегрировать новые тенденции в области интеллекта, автоматизации и информатизации.

Процесс промышленного производства печатных плат.

Промышленное производство печатных плат — это сложный и деликатный процесс, который обычно включает следующие основные этапы:проектирование печатной платы.

Первым этапом производства печатной платы является её проектирование. Проектирование печатной платы выполняется профессиональными дизайнерами с использованием программного обеспечения для проектирования печатных плат, такого как Altium.

Данная конструкция печатной платы служит чертежом для готового продукта.

Проектирование печатной платы обычно выполняется заказчиком, после чего файлы проекта отправляются производителю печатных плат для производства.

Наиболее распространённым форматом файла проекта печатной платы является Gerber. Gerber — это открытый формат векторных изображений, являющийся фактическим отраслевым стандартом.
Инспекция и проверка DFM

После того как производитель получает файлы проекта печатной платы , инженеры проводят вторую проверку процесса.

Процесс проверки включает в себя проверку DFM (проектирование с учётом технологичности). В ходе этого процесса проверяются ширина дорожек, расстояние между дорожками,

Проверяются размеры отверстий и другие параметры конструкции. Это делается для того, чтобы гарантировать отсутствие ошибок в конструкции и соответствие производственным возможностям компании.

После проверки дизайна несколько экземпляров одного и того же дизайна группируются вместе для изготовления на одной большой панели.

Таким образом, снижаются затраты и сложность, а также достигается более быстрое производство.

Очистка и резка

После завершения проверки и проверки проекта большие печатные платы подвергаются тщательной сухой очистке для удаления загрязнений.

Это может повлиять на процесс производства или качество печатной платы. Детали платы затем разрезаются на более мелкие панели, пригодные для производства.

Резка и очистка печатных плат осуществляется с помощью специализированных станков.
Бурение

После того, как крупные печатные платы разрезаны на более мелкие панели, следующим этапом процесса является сверление отверстий в них. Сверление служит двум целям.

Первая цель сверления печатных плат — размещение компонентов в сквозных отверстиях на плате. Вторая цель сверления — создание соединений между различными медными слоями печатной платы.

В процессе сверления оператор берет кусок плиты МДФ ( древесноволокнистая плита средней плотности ) и закрепляет панель печатной платы на плите МДФ.

К плате также прикреплен алюминиевый лист в качестве входной фольги, что позволяет производить сверление без заусенцев.

После подготовки листа его подают в станок с компьютерным управлением, который автоматически сверлит отверстия в листе печатной платы в соответствии с программой.

После завершения процесса сверления острые края доски зачищаются шлифовальной машиной.
Гальваника

Различные медные слои на печатной плате отделены друг от друга слоями непроводящих материалов, таких как стекловолокно.

Поэтому для создания соединений между изолированными медными слоями осуществляется процесс гальванопокрытия.

В процессе гальванизации панель погружается в электролит. Медь на панели служит катодом. В этом процессе используется ряд химикатов.

Весь процесс контролируется компьютером, а в просверленные отверстия наносится тонкий слой меди.
Печать

На этом этапе процесса плёнка с печатной схемой выравнивается поверх печатной платы. Затем плата подается в принтер вместе с УФ-лампой.

Принтер печатает схему с пленки на печатной плате.

печати рисунка на панели, она обрабатывается химическим проявителем для удаления незатвердевших остатков.

Следующим этапом производства печатных плат является травление. Цель этого процесса — удаление ненужной меди.

С платы с помощью щелочного средства. После удаления меди панель промывают для удаления всех химикатов.

Автоматизированный оптический контроль

После травления панель проверяется и анализируется с помощью автоматизированной оптической инспекционной машины.

Целью данной проверки является обеспечение стандартов качества для выявления любых ошибок, которые могли возникнуть в ходе предыдущего процесса.

Машина использует технологию компьютерного зрения для сканирования печатной платы и обнаружения неисправностей.
Паяльная маска

Следующий этап процесса называется паяльной маской. В ходе этого процесса обе стороны печатной платы покрываются эпоксидной паяльной маской.

Паяльная маска защищает медную поверхность и предотвращает возникновение паяльных замыканий между компонентами.

После нанесения паяльной маски печатная плата сушится и подвергается обжигу для надежной фиксации паяльной маски.
Отделка поверхности.

Для защиты меди контактных площадок от окисления используется метод выравнивания поверхности пайкой горячим воздухом. Также доступны методы обработки поверхности, такие как HASL, иммерсионное золото, твердое золото и OSP.

Электрические испытания.

Это один из последних этапов процесса, во время которого все соединения на плате электрически тестируются в соответствии с исходной конструкцией платы.

Этот автоматизированный метод тестирования гарантирует, что все соединения соответствуют оригинальному проекту и что на печатной плате нет обрывов или коротких замыканий.
Фрезерование

Это заключительный этап процесса, включающий отделение всех отдельных печатных плат от большой панели. Этот этап выполняется на фрезерном станке с ЧПУ. После резки

Платы снова моют, очищают и сушат. Затем печатные платы герметизируют в вакууме и упаковывают в пузырчатую плёнку для защиты от пыли и влаги.

Теперь эти печатные платы могут быть отправлены заказчику после надлежащей упаковки.
Ключевые технологии промышленного производства печатных плат

1. Технология многослойных плат

С ростом сложности функций электронных изделий требования к плотности разводки печатных плат и количеству слоев становятся все выше.

Технология многослойных плат эффективно улучшает интеграцию

и производительность печатной платы за счет наложения нескольких проводящих слоев на подложку и реализации межслоевого соединения через переходные отверстия.

2.Технология высокоплотных межсоединений (HDI)

Технология HDI использует такие процессы, как микрослепые отверстия и скрытые отверстия, чтобы еще больше уменьшить ширину линий и расстояние между ними на печатных платах.

повышает плотность проводки и скорость передачи сигнала и подходит для нужд высокотехнологичных электронных продуктов.

3.Жестко-гибкая технология

Жестко-гибкая плата сочетает в себе жесткую печатную плату и гибкую печатную плату, которая не только обладает устойчивостью и поддержкой жесткой платы, но и имеет способность изгибаться.

и адаптивность гибкой платы, широко используется в портативных электронных устройствах и автомобильной электронике.

4.Бессвинцовый процесс

Из соображений охраны окружающей среды и здоровья бессвинцовый процесс производства печатных плат постепенно становится общепринятым.

Бессвинцовая сварка требует более высокой температуры сварки и более строгого контроля процесса для обеспечения качества и надежности сварки.

Тенденция развития промышленного производства печатных плат

1. Меньше, тоньше и легче

С развитием тенденции к миниатюризации и портативности электронных продуктов печатные платы также развиваются в направлении уменьшения размеров, уменьшения толщины и уменьшения веса.

что предъявляет повышенные требования к точности производственного процесса и эксплуатационным характеристикам материалов.

2.Более высокая интеграция и производительность

В связи с быстрым развитием таких технологий, как связь 5G, искусственный интеллект и Интернет вещей, требования к производительности для

Скорость передачи сигнала печатных плат, частотная характеристика и помехоустойчивость постоянно растут, что способствует постоянным инновациям и модернизации технологии печатных плат.

3.Экология и охрана окружающей среды

Все более строгие экологические нормы побудили производителей печатных плат использовать более экологически чистые материалы и процессы.

сократить выбросы вредных веществ и добиться устойчивого развития.

4.Интеллектуальное производство

С наступлением эпохи «Индустрии 4.0» производство печатных плат постепенно переходит на интеллектуальное производство. Внедрение автоматизированного оборудования

Благодаря анализу больших данных и технологиям искусственного интеллекта можно оптимизировать производственный процесс, контролировать качество в режиме реального времени и осуществлять прогностическое обслуживание.

Краткое содержание

Являясь важной частью электронной промышленности, постоянное развитие и инновации промышленного производства печатных плат

Технология играет жизненно важную роль в содействии развитию индустрии электронной информации.

В связи с непрерывным развитием науки и техники, а также постоянными изменениями в рыночном спросе,

Производителям печатных плат необходимо постоянно повышать свой технический уровень и инновационные возможности, чтобы соответствовать тенденциям развития отрасли.

вносить больший вклад в процветание мировой индустрии электронной информации.