(R)ewolucja w produkcji elektronicznych obwodów drukowanych
Co wspólnego może mieć samoprzylepna etykieta na sklepowym towarze ze skomplikowanymi układami elektronicznymi? Okazuje się, że całkiem dużo, bowiem zarówno naklejki, jak i specjalne elektroniczne płytki PCB – można drukować za pośrednictwem sitodruku albo offsetu. Płytka PCB (Printed Circuit Board) wykonana jest ze specjalnego materiału o parametrach izolacyjnych, zawierającego tzw. ścieżki elektryczne oraz pady (punkty lutownicze). Tego typu produkt jest istotnym elementem budowy układów elektronicznych, które zabudowywane są w różnego rodzaju urządzeniach, takich jak telewizory, sprzęt AGD czy laptopy.
Jeszcze do niedawna niejeden elektronik z pewnością próbował wykonywać płytki PCB w warunkach domowych, dziś jednak tworzy się je w profesjonalnych fabrykach, przy użyciu precyzyjnych i specjalistycznych maszyn. Nowoczesne technologia drukowania płytek jest bardzo złożona, ale i niezwykle ciekawa, dlatego warto zapoznać się z całym procesem ich produkcji.
Rodzaje płytek i metod produkcyjnych
Płytki z obwodami drukowanymi mogą być jednowarstwowe (z umiejscowieniem warstwy przewodzącej po jednej stronie), dwustronne (warstwa przewodząca na dola i na górze) bądź wielowarstwowe (warstwy przewodzące znajdują się też wewnątrz płytki). Najpopularniejszymi technikami stosowanymi do tworzenia płytek PCB, jest obecnie tzw. trawienie albo frezowanie. Pierwsza metoda odbywa się „na mokro”, natomiast frezowanie to technologia produkcji „na sucho”.
Od gerberów do maski
Pierwszym krokiem jest opracowanie plików zawierających pakiet danych (tzw. gerberów), na podstawie których zaprogramowane zostaną maszyny produkcyjne. W następnej kolejności należy przygotować laminat, który początkowo znajduje się w formie wielkoformatowych arkuszy, które wymagają docięcia, oczyszczenia oraz wyszlifowania. Poddane wstępnej obróbce arkusze, trafiają później do wiertarek numerycznych, które za pośrednictwem różnej średnicy wierteł, wykonują otwory montażowe.
Dalszym etapem cyklu jest specjalna kąpiel chemiczna, dzięki której dochodzi do metalizacji (powlekanie miedzią), po czym arkusze zostają wypłukane i osuszone. Ciekawą fazą jest nałożenie na warstwę metalizowanego laminatu – światłoczułej folii, a potem transparentnych klisz z nadrukiem ścieżek (tzw. maska), po czym dochodzi do utwardzenia struktury pod lampą UV.
Kluczowe czynności w procesie produkcji PCB
Kolejnym etapem procesu produkcji PCB, jest pokrycie laminatu cyną. Dotyczy to fragmentu miedzi, który nie został zabezpieczony warstwą folii utwardzonej promieniami UV. Następnie usuwa się powłokę światłoczułą przez rozpuszczenie jej środkami chemicznymi, czego efektem jest całkowite odsłonięcie znajdującej się pod nią warstwy miedzi. Dalszym krokiem jest formowanie ścieżek i padów na płytce, co odbywa się poprzez zanurzenie jej w nadsiarczanie sodu. Popularny roztwór B327 służy wytrawieniu pozostałej na laminacie miedzi. Później usuwana zostaje powłoki z cyny, dzięki kąpieli płytki w specjalnym roztworze.
Po dokonaniu kontroli jakości i ewentualnych poprawek, nakładana jest tzw. soldermaska, wykonywana jest warstwa opisowa na płytce, a miedziane ścieżki i pady – zabezpiecza się przed utlenianiem. Finalną fazą jest pocięcie arkuszy na pojedyncze płytki PCB oraz poddanie ich procesowi testowania.
Więcej informacji na temat produkcji płytek PCB znajdziesz na stronie http://printor.pl/.
