You are currently viewing مراحل ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

مراحل ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه دارای مراحلی است که بصورت زیر می باشد:

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

بازبینی طرح ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

وقتی طرحی را برای تولید و ساخت انواع برد های الکترونیکی می فرستید، ابتدا مهندسین آن را بررسی می کنند و مغایرت های طرح شما را با نیاز های تولید می سنجند. مواردی همچون عرض مسیرها، فاصله بین مسیرها، کوچکترین اندازه سوراخ و … اندازه گیری می شوند. در صورتیکه با استانداردهای تولید همخوانی نداشتند، طرح به شما مرجوع می گردد. اگر این مرحله با دقت انجام نشود می تواند منجر به خسارات بزرگ و از بین رفتن تمام محصول شود.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
بازبینی ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

ساخت فیلم نگاتیو از طرح PCB برای ساخت انواع برد های الکترونیکی

طرح PCB به ازای هر لایه یک تصویر خواهد داشت. این تصویر به صورت نگاتیو بر روی فیلمی سیاه رنگ چاپ می شود. در این فیلم محل نوارهای مسی و خطوط خالی و بقیه جاهای مدار سیاه می باشد. تولید فیلم به وسیله دستگاه فتوپلاتر و در دما و رطوبت کنترل شده در اتاق تاریک صورت می گیرد. برای تک تک لایه های PCB این فیلم آماده می شود.

نکته مهم در تولید فیلم PCB های چند لایه این است که برای ساخت برد های الکترونیکی چند لایه ، فیلم لایه های مختلف کاملا بر هم منطبق باشد چرا که کوچکترین اختلافی در راستای چاپ فیلم ها منجر به خراب شدن کل کار خواهد شد.

برای ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه ، به ازای هر لایه pcb یک فیلم ایجاد می شود. اپراتور فیلم را را روی میز پانچ قرار می دهد و سپس جدول موجود در برنامه را تنظیم می کند تا زمانی که اهداف در این فیلم دقیقا با اهداف در فیلم یکسان شوند سپس پانچ می کند.

چاپ تصویر لایه های درونی جهت ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

برای سفارش ساخت برد های الکترونیکی چند لایه ، ابتدا فیبر خام به اندازه برد شما برش نمی خورد، بلکه از پانل های بزرگ مسی استفاده می شود. در تولید انبوه، تصویر یک مدار چندین بار در کنار هم تکرار می شود تا روی هر فیبر چاپ گردد.

در تولید تعداد کم، تصویر مدار مشتریان مختلف در کنار هم چیده می شود تا بر روی یک پانل مسی چاپ گردد. هسته این فیبرها از جنس های فایبرگلاس، استخوانی، آلومینیومی و … درست شده و روی آن لایه نازکی از مس پوشانده شده است.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
چاپ تصویر لایه های درونی جهت ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

تمیز کردن سطح برد

برای چاپ طرح روی فیبر جهت ساخت برد های الکترونیکی چند لایه ، اولین قدم تمیز کردن سطح مس است. پنل ها (صفحات مسی) را در یک اتاق تمیز که هیچ گرد و غبار بر روی سطح آن نمی نشیند قرار می گیرند تا چاپ شوند زیرا گرد وغبار می تواند باعث یک اتصال کوتاه یا اتصال باز در pcb شود.

لامینت کردن لایه حساس به نور

در مرحله بعد پنل تمیز را کاملا با یک لایه لمینت می پوشانند. (لامينت ماده اي ژلاتيني و حساس به نور است) این عملیات باید در اتاق تاریک صورت گیرد. سپس بر روی لایه لمینت، تصویر نگاتیو را که در مرحله قبل درست شده بود، قرار می گیرد.

به کمک تصویر نگاتیو فقط به بخش های خاصی از صفحه حساس به نور (لامینت) نور خواهد رسید.

برای چاپ الگوی تصویر بر روی برد ، از لامپ یو وی قوی استفاده میکنند. این لامپ با تابش به سطح تصویر نگاتیو، از نقاط خالی عبور کرده و به سطح لامینت میرسد. نقاطی از لامینت که در اثر تابش نور قرار میگیرد به سطح مسی کاملا می چسبد.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکینور زرد

در محیط اتاق تمیز از نور زرد استفاده می شود زیرا لامینت به این طیف از نور حساس نیست.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
اتاق زرد ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

حک کردن مسیرهای مسی جهت ساخت انواع برد های الکترونیکی

در ادامه مراحل ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه ، حال باید آن قسمت از فیبر مسی که طرح  PCB (به کمک لامینت) بر آن چاپ شده باقی مانده و مس اضافی از بین برود. مس ناخواسته را با استفاده محلول کلرید آهن حل و حذف می کنند. خاصیت اسیدی این محصول مس مازاد را در خود حل می کند اما آن قسمت از مس که لامینت آن را پوشانده، در اسید حل نخواهد شد.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
حک کردن مسیر مسی جهت ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

حال الگوی دقیقی از طرح موردنظر روی برد بدست می آید. اکنون با پاک کردن لامینت از سطح مس یک لایه از برد آماده است! برای تولید و ساخت PCB یک رو ، همین مراحل کافی است. اما برای ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه همین مراحل برای تک تک لایه ها تکرار می شود.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
پاک کردن لمینت در ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

پانچ کردن و بازرسی اتوماتیک نوری

لایه داخلی PCB در حال حاضر کامل است. همان طور که اول اشاره شد یکی از مسائل بسیار مهم و حساس در ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه ، هم راستا بودن لایه های مختلف با یکدیگر است. برای تنظیم کردن لایه های درونی با لایه های بیرونی، بر روی همه لایه ها سوراخ های کوچک متناظری ایجاد می شود. هر لایه را داخل دستگاه پانچ قرار می دهند تا با ایجاد نقاط متناظر لایه های مختلف، آن را پانچ کند.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی

از طرفی لایه های داخلی دیگر قابل دسترس نیستند و در همین مرحله به کمک دستگاه AOI (سیستم بازرسی نوری خودکار) برد را اسکن کرده و آن رابا تصویر دیجیتال تولید شده از داده های طراحی اولیه مقایسه می کنند. هر گونه خطا در ساخت انواع برد های الکترونیکی به کمک این دستگاه نمایش داده می شود.

جمع کردن لایه ها و چسباندن آنها

لایه های بیرونی PCB چند لایه، از ورقه های فایبرگلاس با روکش نازکی از فویل مس تشکیل شده است. از دو طرف بر روی لایه داخلی (که در مرحله قبل تولید شده) لایه های جدید را قرار می دهند. با استفاده از سوراخ های همراستایی که میان صفحات ایجاد شده، لایه های مختلف را با یکدیگر تطبیق می دهند و صفحات را به کمک اتصالاتی به یکدیگر محکم می کنند.

سپس PCB چند لایه را به دستگاه پرس گرم منتقل می کنند. از گرما و فشار بوجود آمده میان صفحات برای متصل کردن لایه های pcb استفاده می شود. در حالی که اتصالات مدار چاپی تحت فشار هستند گرما رزین های اپوکسی در این لایه ها را ذوب و سفت می کند. برای اطمینان از صحت عملیات، کامپیوتر گرما و فشار را کنترل می کند و سپس برای خنک کردن فشار را پایین می آورد.

جهت تولید و ساخت برد های الکترونیکی چند لایه ،گرم و سرد کردن فیبر مدار چاپی باید طی روند کنترل شده ای صورت گیرد. این کار طول عمر pcb را افزایش می دهد. برد این مثال دارای 4لایه است و اکنون تمام 4 لایه در کنار هم تثبیت شده اند اما pcbهای پیچیده نظامی که در هواپیما و در ارتباطات از راه دور کاربرد دارد میتواند بیش از 50 لایه داشته باشد. هنگامی که چرخه کامل شد اپراتور فشار را تخلیه میکند و در نهایت بست های بین صفحات را باز می کند.

در ادامه فرآیند ساخت برد های الکترونیکی چند لایه باید محل پد ها و پایه قطعات را بر روی برد سوراخ کنند. سوراخ کاری برد های چند لایه از حساسیت بالایی برخوردار است چرا که سوراخی که از تمام لایه ها می گذرد باید همراستا باشد و در جای درست قرار گیرد.

سوراخکاری PCB برای ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

در بالا با نحوه چاپ مسیرهای مسی روی سطح برد آشنا شدید. در ادامه مراحل تولید و ساخت برد های الکترونیکی چندلایه پس از چسباندن و پرس کردن لایه های برد، باید سوراخ های طرح را پیاده کنند. در این قسمت با فرآیند سوراخکاری در ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه آشنا می شوید.

دریل کردن حفره های PCB

از طریق سوراخ ها است که لایه های مس بهم پیوند دارند. با استفاده از مته زدن به کمک دریل اتوماتیک سوراخ ها را ایجاد می کنند. دریل کاری فرایندی آهسته است و هر سوراخ باید به صورت جداگانه دریل شود. بنابراین بسته به اندازه مته و سوراخی که میخواهند انجام دهند یک تا سه پانل PCB  را با هم دریل میکنند. همچنین کف آخرین پنل PCB را روی تخته ای قرار می دهند تا هنگام خروج مته از لایه آخر فویل مس توسط دریل پاره نشود.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
انواع ویا در ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

دریل کردن سوراخها به کمک CNC

دستگاه حفاری توسط کامپیوتر کنترل می شود. اپراتور برنامه صحیح دریل را انتخاب می کند. این برنامه به ماشین دریل کاری مختصات X و  Y  سوراخ ها را ارسال می کند. دریل با نیروی هوا کار می کند که می تواند تا 150000  دور در دقیقه چرخش کند. دریل کاری با سرعت بالا تضمین می کند که دیواره داخلی سوراخ ، تمیز دریل می شود. تغییر مته کاملا اتوماتیک است. مته قابل استفاده برای دریل را دستگاه انتخاب می کند و بررسی می کند که اندازه آن درست است یا نه، سپس آن را بر سر دریل قرار می دهد. هنگامی که تمام سوراخ ها دریل شد اپراتور پنل ها را از ماشین آلات حفاری خارج می کند.

رسانا کردن سوراخ های PCB به روش الکترولیز

همانطور که در شکل زیر می بینید، پس از سوراخکاری لایه های مختلف به یکدیگر متصل نیستند. در ادامه مراحل ساخت انواع برد های الکترونیکی چند لایه ، اولین گام در فرآیند آبکاری، رسوب شیمیایی یک لایه بسیار نازک از مس بر سطح داخلی دیواره سوراخ ها است. بدین ترتیب لایه های مختلف از طریق این لایه آبکاری مس به یکدیگر متصل می شوند.

ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
مراحل ساخت برد های الکترونیکی چند لایه
ساخت برد های الکترونیکی چند لایه - ساخت انواع برد های الکترونیکی - ساخت برد الکترونیکی
متالیزه کردن سوراخها در ساخت برد های الکترونیکی چند لایه

برای آبکاری، اپراتور پنل های تولید شده را مطابق با راهنما بست می زند. خط تولید از طریق کامپیوتر کنترل می شود. پنل ها را توسط جرثقیل از میان مواد شیمیایی و حمام شستشو عبور می دهد. آبکاری خوب به حدود 25 میکرون ضخامت مس بر روی دیواره سوراخ ها نیاز دارد. برای آبکاری مس از روش الکترولیز استفاده می کنند. این روش از ته نشین شدن شیمیایی لایه ای از مس با ضخامت حدود 1  میکرون بر روی دیواره ی سوراخ (و در سراسر پنل ها) بدست می آیند.

دیدگاهتان را بنویسید