การรู้วิธีผลิตบอร์ดเปล่าอธิบายกฎการออกแบบส่วนใหญ่ที่กำหนดให้คุณครับ ความกว้างลายวงจรขั้นต่ำ ขนาดรูขั้นต่ำ และวงแหวนทองแดงขั้นต่ำรอบรู ไม่ใช่กฎที่กำหนดขึ้นโดยไม่มีเหตุผล แต่ละข้อมาจากขั้นตอนด้านล่างนี้ครับ ลำดับที่อธิบายเป็นลำดับสำหรับบอร์ดหลายชั้นทั่วไปที่มีรูชุบ รายละเอียดของกระบวนการแตกต่างกันระหว่างโรงงานครับ
1. การเตรียมงานวิศวกรรม
ก่อนตัดวัสดุใด ๆ วิศวกรของโรงงานจะอ่านไฟล์ของคุณ ตรวจสอบไฟล์ตามกระบวนการ และเตรียมข้อมูลการผลิตครับ วิศวกรจะจัดวางบอร์ดของคุณลงบนพาเนลผลิตขนาดใหญ่กว่า เพิ่มคูปองทดสอบและฟิดูเชียลที่ขอบพาเนล และปรับลักษณะต่าง ๆ ให้เข้ากับกระบวนการ ตัวอย่างเช่น ทำทองแดงให้กว้างขึ้นเล็กน้อยเพื่อชดเชยส่วนที่หายไปในการกัดครับ คำถามที่คุณได้รับในขั้นตอนนี้เป็นคำถามเกี่ยวกับไฟล์ครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: ขาดชั้นหนึ่งชั้น เส้นขอบแผงวงจรผิด หรือลักษณะที่กระบวนการผลิตไม่ได้ การพบข้อผิดพลาดในขั้นตอนนี้ไม่มีค่าใช้จ่ายครับ
2. การตัดลามิเนต
ลามิเนตหุ้มทองแดงมีลักษณะเป็นแผ่นขนาดใหญ่ จะถูกตัดเป็นพาเนลขนาดใช้งานครับ สำหรับบอร์ดหลายชั้น แกนในที่บางก็ถูกตัดด้วยครับ
3. ชั้นใน: การสร้างภาพและการกัด (เฉพาะบอร์ดหลายชั้น)
ทองแดงบนแกนในถูกเคลือบด้วยฟิล์มไวแสง (photoresist) ครับ ลวดลายของชั้นของคุณจะถูกฉายแสงลงบนฟิล์ม ผ่านมาสก์ฟิล์มหรือด้วยการสร้างภาพโดยตรงด้วยเลเซอร์ครับ ส่วนฟิล์มที่ไม่ได้รับแสงหรือส่วนที่ได้รับแสง (ขึ้นอยู่กับชนิดของฟิล์ม) จะถูกล้างออก ทำให้ทองแดงเปิดออกในบริเวณที่ต้องเอาออกครับ พาเนลจะผ่านอ่างกัดซึ่งละลายทองแดงที่เปิดออก ฟิล์มที่เหลือจะถูกลอกออก และสิ่งที่เหลืออยู่คือลวดลายทองแดงครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: การกัดเซาะด้านข้างใต้ฟิล์มทำให้ลายวงจรแคบกว่าที่วาดไว้ (undercut) และช่องว่างที่บางมากอาจไม่โล่งครับ นี่คือเหตุผลที่มีการกำหนดความกว้างลายวงจรและระยะห่างขั้นต่ำครับ
4. การตรวจสอบชั้นใน
การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ (AOI) จะเปรียบเทียบชั้นในแต่ละชั้นกับข้อมูลของคุณครับ วงจรลัดและวงจรเปิดที่พบในขั้นตอนนี้จะถูกทิ้งหรือซ่อมแซมครับ หลังจากการอัดชั้นแล้ว จะไม่สามารถมองเห็นได้อีกครับ
5. การอัดชั้น
แกนในได้รับการปรับสภาพเพื่อให้เรซินยึดติดกับทองแดง จากนั้นวางซ้อนกับแผ่นพรีเพรก (ผ้าแก้วที่แข็งตัวบางส่วน) ระหว่างแกน และฟอยล์ทองแดงด้านนอกครับ ชั้นที่ซ้อนกันจะเข้าเครื่องอัดร้อน ซึ่งหลอมเรซินและทำให้แข็งตัวภายใต้แรงดันเป็นพาเนลแข็งแผ่นเดียวครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: ชั้นต่าง ๆ เลื่อนออกจากกัน (ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่ง) ช่องว่างในเรซิน หรือการโก่งและบิดจากโครงสร้างการเรียงชั้นที่ไม่สมดุลครับ นี่คือเหตุผลที่การเรียงชั้นแบบสมมาตรเป็นแนวปฏิบัติที่ดีครับ
ขั้นตอนที่ 1 ถึง 5 ในภาพขนาดเล็ก
- ขั้นตอนที่ 1 การเตรียมงานวิศวกรรม: บอร์ดของคุณจัดวางบนพาเนลผลิต มีฟิดูเชียลและคูปองทดสอบครับ
- ขั้นตอนที่ 2 การตัด: ลามิเนตถูกตัดตามขนาดใช้งานครับ
- ขั้นตอนที่ 3 ชั้นใน: แสงผ่านฟิล์มทำให้รีซิสต์แข็งตัว การกัดเอาทองแดงที่ไม่ถูกคลุมออกครับ
- ขั้นตอนที่ 4 การตรวจสอบชั้นใน: กล้องเปรียบเทียบแต่ละชั้นกับข้อมูลของคุณครับ
- ขั้นตอนที่ 5 การอัดชั้น: แกนในและพรีเพรกถูกอัดเป็นพาเนลเดียวครับ
6. การเจาะ
รูถูกเจาะทะลุพาเนลด้วยดอกสว่านคาร์ไบด์ที่หมุน โดยใช้ไฟล์เจาะครับ รูขนาดเล็กมากเจาะด้วยดอกสว่านขนาดเล็ก ซึ่งหักง่ายและเจาะทีละพาเนลหรือเป็นชั้นบาง ๆ รูขนาดเล็กจึงมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าครับ รูขนาดเล็กมากบางรูทำด้วยเลเซอร์แทนครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: ดอกสว่านเบี่ยงเบน ทำให้รูไม่อยู่ตรงกลาง และวงแหวนทองแดงรอบรู (วงแหวนรอบรู) บางเกินไปหรือแตกออกด้านหนึ่งครับ รูที่มีความลึกหลายเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง (อัตราส่วนความหนาต่อรูสูง) ชุบได้ยากในขั้นตอนถัดไปครับ
7. การทำความสะอาดรูและทำให้รูนำไฟฟ้า
ผนังรูที่เจาะมีเรซินเปื้อนและไม่มีทองแดงครับ ขั้นตอนทางเคมีจะทำความสะอาดคราบดังกล่าวออกครับ จากนั้นชั้นทองแดงบาง ๆ จะถูกเคลือบลงบนพาเนลทั้งหมด รวมถึงภายในรู ด้วยกระบวนการทางเคมีโดยไม่ใช้กระแสไฟฟ้า (ทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้า) ครับ
8. การชุบทองแดง
พาเนลถูกชุบด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างทองแดงบนชั้นเคมีบาง ๆ เพื่อให้ผนังรูมีกระบอกทองแดงที่แข็งแรงครับ ขั้นตอนนี้ทำให้รูชุบเป็นการเชื่อมต่อระหว่างชั้น และยังทำให้ทองแดงบนผิวหนาขึ้นด้วยครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: ช่องว่างในกระบอกทองแดง หรือการชุบบางในรูลึกครับ ปัญหาเหล่านี้แสดงออกเป็นการเชื่อมต่อติด ๆ ดับ ๆ หลังการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำ ๆ ครับ
9. ชั้นนอก: การสร้างภาพและการกัด
ชั้นนอกถูกสร้างภาพด้วย photoresist เช่นเดียวกับชั้นในครับ วิธีที่ใช้ทั่วไปคือการชุบตามลวดลาย: รีซิสต์เปิดลายวงจรและแพดไว้ บริเวณเหล่านั้นถูกชุบทองแดงแล้วชุบดีบุกบาง ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานการกัดครับ จากนั้นรีซิสต์ถูกลอกออกและทองแดงที่ไม่ถูกดีบุกคลุมถูกกัดออก แล้วจึงเอาดีบุกออกครับ (อีกวิธีหนึ่งคือ tent and etch ซึ่งปกป้องลายวงจรด้วยรีซิสต์และกัดส่วนที่เหลือครับ)
10. โซลเดอร์มาสก์
พาเนลถูกเคลือบด้วยโซลเดอร์มาสก์ ซึ่งถูกฉายแสงผ่านชั้นมาสก์ของคุณ ล้าง และทำให้แข็งตัวครับ โปรดดู โซลเดอร์มาสก์ ซิลค์สกรีน และการจัดการเวีย ครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: โซลเดอร์มาสก์อยู่บนแพดเนื่องจากการจัดตำแหน่งผิดพลาด สะพานระหว่างแพดละเอียดหายไป หมึกเข้าไปในรูที่ควรเปิดไว้ครับ
ขั้นตอนที่ 6 ถึง 10
- ขั้นตอนที่ 6 การเจาะ: ดอกสว่านเจาะทะลุพาเนลครับ
- ขั้นตอนที่ 7 การทำความสะอาดและชั้นทองแดงบาง บนพาเนลทั้งหมด รวมถึงผนังรูครับ
- ขั้นตอนที่ 8 การชุบ: ทองแดงถูกสร้างเป็นกระบอกที่แข็งแรงและบนผิวครับ
- ขั้นตอนที่ 9 ชั้นนอก: ลายวงจรถูกชุบดีบุกเป็นตัวต้านทานการกัด และทองแดงอื่นถูกกัดออกครับ
- ขั้นตอนที่ 10 โซลเดอร์มาสก์: บนลายวงจร เปิดที่แพดครับ
11. การเคลือบผิวหน้า
ทองแดงที่เปิดออกได้รับการเคลือบผิวหน้า: การเป่าลมร้อนปรับระดับบัดกรี ทองจุ่มบนนิกเกิล ฟิล์มอินทรีย์ และอื่น ๆ ครับ โปรดดู เปรียบเทียบการเคลือบผิวหน้า ครับ
12. ซิลค์สกรีน
ตัวอักษรและสัญลักษณ์ถูกพิมพ์บนโซลเดอร์มาสก์และทำให้แข็งตัวครับ หมึกบนแพดถือเป็นข้อบกพร่องครับ
13. การขึ้นรูป: การเราเตอร์และการกรีด
พาเนลถูกตัดเป็นบอร์ดครับ เราเตอร์เดินตามเส้นขอบแผงวงจรของคุณ และเหลือแท็บเล็ก ๆ ไว้หากบอร์ดยังอยู่ในพาเนลครับ หรือร่องรูปตัว V ถูกตัดลึกครึ่งหนึ่งจากทั้งสองด้าน (การกรีดรูป V) เพื่อให้หักบอร์ดออกจากกันได้ครับ ร่อง ช่องเปิด และการชุบขอบก็ทำในขั้นตอนนี้เช่นกันครับ โปรดดู การจัดพาเนลและบอร์ดขนาดเล็ก ครับ
สิ่งที่อาจผิดพลาดได้: การเราเตอร์ใกล้ทองแดงเกินไป ทำให้ทองแดงเปิดที่ขอบครับ
14. การทดสอบทางไฟฟ้า
บอร์ดทุกแผ่นได้รับการทดสอบความต่อเนื่องและการแยกวงจรเทียบกับ netlist ที่สร้างจากไฟล์ของคุณครับ สองวิธีที่ใช้คือ เครื่องทดสอบแบบโพรบบินได้ ซึ่งมีโพรบเคลื่อนที่ ไม่ต้องใช้ฟิกซ์เจอร์ และเหมาะกับต้นแบบและงานจำนวนน้อย กับฟิกซ์เจอร์ที่มีพินคงที่จำนวนมาก (bed of nails) ซึ่งเร็วกว่าสำหรับงานจำนวนมากและมีค่าใช้จ่ายในการเตรียมสูงกว่าครับ การทดสอบพบวงจรเปิดและวงจรลัดครับ การทดสอบไม่พบข้อผิดพลาดในการออกแบบ การทดสอบตรวจสอบว่าบอร์ดตรงกับไฟล์ของคุณ ไม่ได้ตรวจสอบว่าไฟล์ของคุณตรงกับวงจรของคุณครับ
15. การตรวจสอบขั้นสุดท้ายและการบรรจุ
บอร์ดได้รับการตรวจสอบด้วยสายตา วัดความหนาและขนาด และตรวจสอบเทียบกับคำสั่งซื้อครับ โรงงานบางแห่งตัดชิ้นตัดขวางขนาดเล็กจากคูปองทดสอบ เพื่อตรวจสอบการชุบและชั้นต่าง ๆ ครับ บอร์ดถูกอบหากจำเป็น บรรจุสุญญากาศพร้อมสารดูดความชื้น และบรรจุครับ
ขั้นตอนที่ 11 ถึง 15
- ขั้นตอนที่ 11 การเคลือบผิวหน้า บนทองแดงที่เปิดออกครับ
- ขั้นตอนที่ 12 ตัวอักษรและสัญลักษณ์ พิมพ์บนโซลเดอร์มาสก์ครับ
- ขั้นตอนที่ 13 การขึ้นรูป: เราเตอร์เดินตามเส้นขอบและเหลือแท็บไว้ หรือร่องถูกตัดระหว่างบอร์ดครับ
- ขั้นตอนที่ 14 การทดสอบทางไฟฟ้า: โพรบแตะแพดและตรวจสอบวงจรเปิดและวงจรลัดครับ
- ขั้นตอนที่ 15 การตรวจสอบขั้นสุดท้าย และการบรรจุครับ
สิ่งที่สรุปได้จากเรื่องนี้
- ลักษณะที่ละเอียดลดผลผลิตในการสร้างภาพและการกัด จึงมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าครับ
- รูขนาดเล็ก รูลึก และวงแหวนบาง เป็นความเสี่ยงในการเจาะและการชุบครับ
- ชั้นต่าง ๆ ต้องสมดุลและจัดตำแหน่งตรงกัน มิฉะนั้นบอร์ดจะโก่งครับ
- บอร์ดที่ผ่านการทดสอบทางไฟฟ้าคือบอร์ดที่ผลิตตามแบบครับ แบบถูกต้องหรือไม่ เป็นหน้าที่ของคุณที่ต้องตรวจสอบครับ
สิ่งนี้แสดงอย่างไรเมื่อคุณสั่งซื้อที่นี่
การตรวจสอบ 25 รายการเมื่ออัปโหลดพิจารณาสิ่งเดียวกับที่วิศวกรผลิตพิจารณาในขั้นตอนที่ 1 ครับ ได้แก่ ชั้นที่ขาดหาย เส้นขอบแผงวงจรที่ยังไม่ปิด รูที่ไม่อยู่บนแพด ลักษณะที่ต่ำกว่าที่กระบวนการผลิตได้ และความสอดคล้องระหว่างไฟล์กับสิ่งที่คุณสั่งซื้อครับ ขีดจำกัดมีอยู่ที่ หน้าความสามารถในการผลิต ครับ วิศวกรยืนยันทุกคำสั่งซื้อก่อนเริ่มการผลิตครับ หากต้องการติดตามขั้นตอนต่อไปของบอร์ดเปล่าสำเร็จรูป โปรดอ่าน วิธีประกอบแผงวงจร ครับ