▷ Kas ir pcb vai iespiestā shēma. izmantot, kā tas ir izgatavots

Vai esat kādreiz dzirdējuši terminu PCB vai Integrētā shēma ? Ja jūs nezināt, kas tas ir, mēs jums to izskaidrosim šajā rakstā. Lasot šo rakstu, jūs ieskauj PCB; jums datorā, monitorā, peles un arī mobilajā telefonā ir vairāki. Katru elektronisko elementu veido, izmantojot PCB vai vismaz tā "iekšējos orgānus".

Satura rādītājs

PCB izmantošana bija milzīgs solis elektronisko ierīču attīstībā, jo tā nodrošināja novatorisku metodi elementu savienošanai, neizmantojot elektriskos kabeļus. Mūsdienu pasaule nebūtu tāda pati bez PCB izgudrošanas, tāpēc redzēsim, kādi tie ir un kā tie tiek izgatavoti

Kas ir PCB

PCB ir drukātās shēmas plates saīsinājums, bet mēs lietojam akronīmu angļu valodā (Printed Circuit Board), lai nesajauktu to, piemēram, ar mūsu datora PCI slotiem.

Nu, PCB pamatā ir fizisks atbalsts, kurā tiek uzstādīti un savstarpēji savienoti elektroniskie un elektriskie komponenti. Šīs sastāvdaļas var būt mikroshēmas, kondensatori, diodes, rezistori, savienotāji utt. Apskatot datoru iekšpusē, jūs redzēsit, ka ir vairākas plakanas tāfeles ar daudzām pielīmētām sastāvdaļām, tā ir mātesplate un sastāv no PCB un komponentiem, kurus mēs esam pieminējuši

Lai savienotu katru elementu uz PCB, mēs izmantojam virkni ārkārtīgi plānu vara vadošu sliežu ceļu, kas rada sliedi, vadītāju, it kā tas būtu kabelis. Vienkāršākajās shēmās mums ir tikai vadošās sliedes vienā vai abās PCB pusēs, bet pilnīgākās shēmās mums ir elektriskās sliedes un pat komponenti, kas sakrauti vairākos to slāņos.

Šo sliežu ceļu un sastāvdaļu galvenais balsts ir stiklplasta kombinācija, kas pastiprināta ar keramikas materiāliem, sveķiem, plastmasu un citiem nevadošiem elementiem. Kaut arī elastīgu PCB ražošanā pašlaik izmanto tādas sastāvdaļas kā celuloīds un vadošās krāsas celiņi.

Pirmo integrēto shēmas plati 1936. gadā uzbūvēja inženieris Pols Eislers, lai to izmantotu radio. Pēc tam procesi tika automatizēti liela apjoma ražošanai, vispirms ar radioaparātiem, pēc tam ar visu veidu komponentiem.

Kas ir PCB iekšpusē?

Iespiestas shēmas sastāv no vadītspējīgu slāņu sērijām, vismaz vissarežģītākajām. Katru no šiem vadošajiem slāņiem atdala izolācijas materiāls, ko sauc par substrātu. Caurumi, kurus sauc par vias, tiek izmantoti, lai savienotu daudzslāņu celiņus, kas var pilnībā iziet caur PCB vai iet tikai noteiktā dziļumā.

Pamatnei var būt dažādas kompozīcijas, taču vienmēr no nevadošiem materiāliem, lai katra no elektriskajām sliedēm nestu savu signālu un spriegumu. Pašlaik visplašāk izmantotais tiek saukts par Pértinax, kas pamatā ir papīrs, kas pārklāts ar sveķiem, ļoti viegli apstrādājams un darbināms. Bet augstas veiktspējas aprīkojumā tiek izmantots savienojums ar nosaukumu FR-4, kas ir ugunsizturīgs ar sveķiem pārklāts stiklplasta materiāls.

Savukārt elektroniskie komponenti gandrīz vienmēr nonāks PCB ārējā zonā un tiks uzstādīti abās pusēs, lai pilnībā izmantotu to paplašinājumu. Pirms elektrisko celiņu izveides dažādus PCB slāņus veido tikai substrāts un dažas ļoti plānas vara vai cita vadoša materiāla loksnes, un tas tiks izveidots ar printeri līdzīgu mašīnu, un tas notiks diezgan taisnīgi. garš un sarežģīts.

PCB izveides process

Mēs jau zinām, no kā tiek izgatavotas integrētās shēmas plates, taču būtu ļoti interesanti uzzināt, kā tās tiek izgatavotas. Vēl vairāk, mēs paši varam izveidot pamata integrēto shēmu, iegādājoties kādu no šīm plāksnēm, taču process, protams, būs diezgan atšķirīgs no tā, kas faktiski tiek izmantots.

PCB dizains, izmantojot programmatūru

Viss sākas ar PCB projektēšanu, komponentu savienošanai nepieciešamo elektrisko celiņu izsekošanu, kā arī to, cik slāņi būs nepieciešami, lai varētu ģenerēt visus savienojumus, kas būs nepieciešami komponentiem.

Šis process tiek veikts, izmantojot CAM datoru programmatūru, piemēram, TinyCAD vai DesignSpark PCB, ko plaši izmanto inženiera karjerā. Tiek izstrādāti ne tikai elektrības celiņi, bet arī izveidotas dažādas etiķetes, lai uzskaitītu uzstādītos komponentus un identificētu katru savienotāju.

Visas nepieciešamās darbības izstrādes procesā tiks dokumentētas, lai ražotājs precīzi zinātu, kā rīkoties, kad projekts jums tiek nosūtīts.

Sietspiedes un fotogrāfiskais izkārtojums

Pēc projektēšanas mēs tagad to nododam tieši ražotājam, un tieši tur sākas PCB fiziska izveidošana. Šādu procesu sauc par fotografēšanas izsekošanu, kad printerim līdzīga mašīna (fotoploteris) ar lāzeru izseko grafiku ar elektronisko elementu savienojuma maskām.

Šim nolūkam tiek izmantota plāna vadītspējīga metāla loksne ar apmēram 7 tūkstošdaļām collas. Šīs maskas vēlāk kalpos, lai noteiktu, kur tiek pielīmēti elektroniskie komponenti. Sarežģītākos procesos šis process tiek veikts tieši uz PCB ar printeri, kas iegravē savienojuma maskas ar šo metālu.

Iekšējā slāņa druka

Nākamā lieta, kas jādara, ir dažādu iekšējo elektrisko celiņu drukāšana uz PCB ar īpašu savienojumu. Tas ietver elektrisko celiņu negatīva “krāsošanu” uz loksnes, lai izveidotu vadītspējīgu zīmējumu ar gaismjutīgu vai sausu plēves materiālu. Nu, šī izveidotā filma tiek pakļauta lāzera vai ultravioletās gaismas iedarbībai, lai noņemtu lieko materiālu un tādējādi radītu galīgās shēmas negatīvu.

Šis process tiek veikts, ja PCB ir iekšējie slāņi ar vadošām sliedēm. Turklāt šis process tiks atkārtots uz PCB ārējiem slāņiem, lai izveidotu galīgās vara sliedes un saskaņā ar shēmas dizainu.

Pārbaude un verifikācija (AOI)

Kad ir izgatavoti dažādi vadītspējīgu sliežu slāņi, mašīna pārbaudīs, vai tie visi ir pareizi un darbojas pareizi. Tas tiek darīts automātiski, salīdzinot oriģinālo noformējumu ar fizisko izdruku, lai meklētu šortus vai salauztas dziesmas.

Rūsas plēve un laminēšana

Katrai no loksnēm, kas apdrukāta ar vadošām sliedēm, tiek veikta oksīda apstrāde, lai uzlabotu katra slāņa vara sliežu iespējas un izturību.

Pateicoties procesam, tiks novērsta dažādu vadošu slāņu un sliežu slāņu delaminēšana īpaši jutīgos PCB vai ar lielu skaitu komponentu, piemēram, datoros.

Nākamā lieta, kas jādara, ir gala PCB izveidošana, lai to izdarītu, katrs no shēmas slāņiem tiks savienots, izmantojot stikla šķiedras loksnes ar epoksīdsveķiem, Pértinax vai jebkuru citu izmantoto metodi. Tas viss tiks lieliski pielīmēts ar hidrauliskās preses palīdzību, un šādi mēs iegūsim integrēto shēmu.

Urbšanas urbumi

Visos gadījumos mums būs jāveic virkne caurumu PCB, veicot urbšanu, lai varētu pievienoties dažādiem vara slāņiem un sliedēm. Mums būs vajadzīgas arī pilnīgas perforācijas, lai varētu turēt elektroniskos elementus vai dažādus savienotājus vai paplašināšanas slotus.

Urbšanas procesam jābūt ārkārtīgi precīzam, lai saglabātu PCB integritāti, tāpēc volframa karbīda galviņas tiek izmantotas vissmagākajam materiālam, kas pastāv.

Metāla caurumi

Lai šie caurumi nodibinātu sakarus ar dažādiem iekšējiem celiņiem, lai nodrošinātu nepieciešamo vadītspēju, būs nepieciešams apšuvuma process ar plānu vara plēvi. Šīs finiera garums būs no 40 līdz 60 miljonām collas.

Tagad PCB ir gatavs izsekot vara sliedēm tās ārējā virsmā.

Āra sliežu plēve un galvanizācija

Tagad mēs izveidosim ārējos vadošos celiņus, un šim nolūkam mēs rīkosimies tāpat kā iekšējo celiņu izveidošanai. Vispirms izveidojam sausu plēvi kā galīgās shēmas negatīvu. Pēc tam, izmantojot lāzeru, tiek izveidotas atstarpes, kur varš nogulsnēties, lai izveidotu vadītspējīgas sliedes.

Tad PCB tiks pakļauts galvanizācijas procesam, kas sastāv no vara līmēšanas vietās, kur nav sausas folijas, un tādējādi veidojot PCB elektriskās sliedes. PCB tiek ievietots vara vannā un tiek elektrolītiski savienots ar vadošajiem modeļiem, lai izveidotu 0, 001 collas mazas sliedes.

Tad virs vara tiks pievienots vēl viens alvas slānis, lai aizsargātu šo ķīmisko uzbrukumu, kad mēs ejam uz SES procesu vai " strip-etch-strip"

Strip kodināšanas sloksne

Šis ir priekšpēdējais solis, liekā vara tiks noņemta no PCB, pārpalikums būs tāds, kuru mēs neesam iemērcējuši alvā. Tādā veidā paliks tikai alvas aizsargātais varš.

Pēc tam alva jānoņem arī ķīmiski apstrādājot, lai beidzot paliktu tikai vara sliedes, kas beidzot būs tās, kuras savienos komponentus un transportēs elektrību.

Tagad vēl viens AOI process pārbaudīs, vai viss ir pareizi, lai beidzot ierakstītu masku un leģendu.

Lodēšanas maska ​​un leģenda

Visbeidzot, uz elektroniskās shēmas plates tiks uzklāta lodēšanas maska, lai vēlāk būtu iespējams komponentus pareizi pielodēt pie sliedēm un tieši tur, kur tiem jāiet.

Tad arī tiek izdrukāta saliktā leģenda, informācija, ko dizaineris vēlējās sniegt uz PCB, piemēram, savienotāju nosaukums, elementa kods utt. Turklāt PCB galīgais dizains tiks izgatavots arī ar krāsām, kuras ražotājs to vēlas piešķirt, kā mēs redzam spēļu mātesplatēs utt.

Detaļu metināšana un noslēguma testi

PCB ir gatavs, un ar augstas precizitātes robotu ieroču un atbilstošo spraugu palīdzību tiks pievienoti tikai komponenti. Tādā veidā dēlis ir gatavs elektriskai pārbaudei un pārbaudiet, vai tas darbojas pareizi.

Mēs pievienosim arī savienojuma maskas, lai šos elementus pareizi metinātu.

Secinājums un nobeiguma vārdi

Tas viss ir par to, kas ir PCB un kā tie tiek ražoti. Kā redzat, process ir diezgan sarežģīts un prasa daudzus soļus, mums jāpatur prātā, ka precizitātei jābūt maksimālai, lai vēlāk tā darbotos, kā paredzēts.

PCB kļūst sarežģītāki ar plānākiem un blīvākiem celiņiem, lai ļoti mazā telpā varētu izvietot milzīgu skaitu komponentu.

Mēs iesakām arī apmeklēt mūsu ceļvedi par labākajām mātesplatēm tirgū

Un arī šīs apmācības jums būs interesantas:

Ja jums ir kādi jautājumi vai vēlaties veikt labojumu, rakstiet mums komentāros. Mēs ceram, ka informācija ir interesanta.