Знакомство с технологией изготовления печатных плат

Ключевые слова: Изготовление печатных плат

Прежде чем приступить к разработке проекта для производства в процессе изготовления печатных плат, важно понять основные этапы создания физической печатной платы. Несмотря на множество доступных технологий на каждом этапе, подавляющее большинство ведущих производителей на рынке придерживается набора процедур для преобразования вашего проекта из CAD-модели в реальную плату.

Стандартный процесс изготовления печатных плат включает несколько циклов, и обязанность разработчиков — знать и понимать каждый шаг. Знание методов сборки значительно упрощает выявление ошибок в проектировании печатной платы, которые увеличивают вероятность производственных сбоев, что потребует утилизации платы. Каждый разработчик должен использовать методы проектирования для сборки (DFM), чтобы печатная плата могла быть изготовлена и собрана в любом месте.

Сложный цикл, который начинается с концепции изделия и заканчивается полностью работоспособным узлом печатной платы, — это создание печатной платы. На этом пути создается схема для представления сетевой структуры, разрабатывается конструкция печатной платы и закупаются электронные компоненты. Плата будет включена в общую систему после того, как компоненты будут прикреплены к ней, а также после завершения сборки, тестирования и проверки.

Для успешного создания печатной платы необходимо выполнить несколько сложных этапов. Изготовление заготовки платы — это один из этапов данного цикла, который не получает заслуженного признания. Из-за сложного программного обеспечения, необходимого для её разработки, проектирование печатной платы привлекает много внимания. Сборка получит равные похвалы за создание конечного продукта. Запутанный же процесс изготовления печатной платы, который часто остается неизвестным за пределами сообщества разработчиков, находится где-то в центре всего этого.

Что такое процесс изготовления печатных плат? Это вопрос, на который мы постараемся ответить, чтобы раскрыть непростые истоки создания сырой печатной платы и то, как она подготавливается для монтажа электронных компонентов. Мы рассмотрим, что нужно для создания высококачественной производственной линии печатных плат, которую контрактный производитель сможет быстро освоить и стать по-настоящему опытным.

Стандартный процесс создания печатных плат

Основные методы, используемые при изготовлении печатных плат, включают сборку голой платы, травление, сверление и финишную обработку. Последовательность процессов для производства многослойных печатных плат показана в таблице ниже. Исходные материалы для ламината и полный набор требований к проекту служат отправной точкой этого метода, который завершается изготовленной платой, полностью готовой к сборке.

Когда ваша плата проходит окончательную отвердку, производитель начинает процедуру электрического тестирования, используя контрольные точки, указанные вами в разводке печатной платы. На этапе изготовления часто используется проверка целостности для контроля обрывов и коротких замыканий между различными узлами, включенными в ваш список цепей печатной платы. Все платы, прошедшие этот этап проверки, считаются готовыми и отправляются на сборку.

Различные дефекты могут появиться в любой момент процесса изготовления печатной платы. Наибольшее количество дефектов часто возникает на этапах сверления, гальванизации и травления.

После того как проект прошел производство и электрические испытания, плата может пройти дополнительную серию тестов для обеспечения качества. Чтобы гарантировать, что процесс производства голой платы не повредил материалы или травленые элементы на печатной плате, это часто включает экологические или механические испытания.

Основные требования к изготовлению печатных плат

Создание заготовки платы, которая станет основой для готовой сборки печатной платы, известно как производство печатных плат. Перед тем как производитель сможет начать изготовление заготовки, необходимо выполнить несколько аспектов проектирования. Ниже приведены некоторые основы для начала производства, а также информация, которая потребуется поставщикам плат:

Детали печатной платы

Группа проектировщиков совместно с контрактным производителем определит спецификации и конструкцию самой платы перед началом разводки печатной платы. Эта информация необходима для проектной схемы и для выбора поставщика услуг по производству печатных плат, наиболее подходящего для задачи. Некоторые спецификации следующие:

• Конфигурация и структура слоев
• Слои с контролируемым импедансом
• Базовые требования к ширине и расстоянию между дорожками
• Типы и конфигурации переходных отверстий
• Вопросы балансировки меди для производства печатной платы

Завершенный проект печатной платы

Исходный проект должен быть завершен, чтобы обеспечить точность производства печатной платы. Ошибочная конструкция платы может возникнуть даже из-за небольшого обновления компонента, которое не было синхронизировано между схемой и разводкой, изменив посадочное место. Чтобы гарантировать, что проект завершен и готов к производству, вам следует сначала проверить следующие части проекта:

•      Было проведено тщательное инженерное тестирование оборудования.

•      Базы данных для схем и разводки обновлены и согласованы.

•      Плата собрана со всеми компонентами, и соединения сети проложены.

•      Проведены анализы целостности сигнала, целостности питания и моделирования цепи.

•      Правила и ограничения для конфигурации печатной платы проверены, ошибки исправлены.

•      Спецификация (BOM) проверена на наличие компонентов, которые уже используются и легко доступны.

•      Для сборки без ошибок проверены правила проектирования для производства (DFM).

Полный набор данных для производственного плана

Полный набор файлов данных для производства и сборки создается и передается контрактному производителю, как только проект завершен и готов к изготовлению. Эти файлы будут использоваться разработчиком печатной платы для своих проектных оценок, после чего они отправят их производителю для изготовления заготовок плат за определенную стоимость. В эти файлы данных входят:

•      Файлы изображений слоев платы в формате Gerber или других форматах

•      CAD-модели для производства и сборки

•      Список материалов (BOM)

•      XY-координаты компонентов (для установки)

•      Местоположения контрольных точек

•      Сетевая схема (Netlist)

Контрактный производитель может разместить заказ на необходимые заготовки печатных плат для сборки после того, как все пункты контрольного списка выполнены и все готово. Производитель часто имеет список рекомендованных изготовителей для сотрудничества и выберет поставщика, чьи возможности наилучшим образом соответствуют техническим спецификациям печатной платы. Еще одним соображением при выборе поставщика производства является то, является ли изготавливаемая плата прототипом. Если это так, то производитель должен иметь возможность работать на отдельной производственной линии, отличной от стандартных процессов. Для поддержания наилучшего возможного качества во время изготовления прототипа им также необходимо будет завершить свои проектные проверки с использованием данных Gerber.

Изготовление заготовки печатной платы — это следующий этап после выбора поставщика услуг по производству печатных плат! Односторонние платы, многослойные конструкции высокой плотности и гибкие схемы — это лишь несколько из множества типов печатных плат, которые могут быть произведены.