Знання того, як робиться порожня плата, пояснює більшість правил проєктування, які Вам дають. Мінімальна ширина доріжки, мінімальний розмір отвору та мінімальне кільце міді довкола отвору не довільні: кожне походить з етапу нижче. Описаний порядок — для типової багатошарової плати з металізованими отворами; процеси різняться в деталях між заводами.
1. Інженерна підготовка
До того як щось розріжуть, інженери заводу читають Ваші файли, перевіряють їх проти процесу та готують виробничі дані. Вони підганяють Вашу плату на більшу виробничу панель, додають тестові купони та реперні знаки на край панелі та коригують ознаки для процесу: наприклад, вони роблять мідь трохи ширшою, щоб компенсувати те, що видаляє травлення. Запитання, які Ви отримуєте в цій крапці, — про файли.
Що може піти не так: відсутній шар, невірний контур або ознаки, які процес не може зробити. Помилки, спіймані тут, коштують нічого.
2. Різання ламінату
Ламінат, плакований міддю, приходить великими аркушами. Він ріжеться на панелі робочого розміру. Для багатошарової плати тонкі внутрішні ядра також ріжуться.
3. Внутрішні шари: візуалізація та травлення (лише багатошарові)
Мідь на внутрішньому ядрі покривається світлочутливою плівкою (фоторезистом). Малюнок Вашого шару експонується світлом на плівці, через плівкову маску або прямою візуалізацією лазером. Неекспонована або експонована плівка (залежно від типу плівки) змивається, залишаючи мідь відкритою там, де її треба видалити. Панель проходить через травильну ванну, яка розчиняє відкриту мідь. Плівка, що залишилася, знімається, і те, що залишається, — малюнок міді.
Що може піти не так: травлення вбік під плівкою робить доріжки вужчими за намальовані (підтравлення), а дуже тонкі зазори можуть не очиститися. Тому існують мінімальна доріжка та зазор.
4. Перевірка внутрішніх шарів
Автоматична оптична перевірка (AOI) порівнює кожен внутрішній шар із Вашими даними. Короткі замикання та обриви, знайдені тут, бракуються або ремонтуються. Після ламінування їх знову не побачити.
5. Ламінування
Ядра обробляються, щоб смола прилипла до міді, потім укладаються з аркушами препрегу (частково затверділої склотканини) між ними та мідною фольгою зовні. Стек іде в нагрітий прес, який плавить смолу та затверджує її під тиском в одну тверду панель.
Що може піти не так: шари, зсунуті один проти одного (помилка суміщення), порожнечі в смолі або згин і скручування від незбалансованого стека. Тому симетрична структура шарів — гарна практика.
Етапи 1–5, як маленькі картинки.
- Етап 1, інженерна підготовка: Ваша плата, підігнана на виробничій панелі, з реперними знаками та тестовим купоном.
- Етап 2, різання: ламінат, розрізаний до робочого розміру.
- Етап 3, внутрішні шари: світло через плівку затверджує резист; травлення видаляє мідь, яка не покрита.
- Етап 4, перевірка внутрішніх шарів: камера порівнює кожен шар із Вашими даними.
- Етап 5, ламінування: ядра та препрег, спресовані в одну панель.
6. Свердління
Отвори свердляться через панель обертовим карбідним свердлом, використовуючи файл свердління. Дуже маленькі отвори свердляться маленькими свердлами, які легко ламаються та свердляться по одній панелі за раз або тонкими стеками, тому маленькі отвори коштують дорожче. Деякі дуже маленькі отвори робляться лазером замість цього.
Що може піти не так: відведення свердла, тому отвори не по центру, а кільце міді довкола отвору (кільцевий поясок) стає надто тонким або виламується з одного боку. Отвір, чия глибина в багато разів більша за його діаметр (високий коефіцієнт сторін), важко покрити на наступному етапі.
7. Очищення отворів і роблення їх провідними
Стінки просвердлених отворів розмазані смолою та не мають міді. Хімічний етап вичищає розмазування. Потім тонкий шар міді осаджується на всю панель, включно всередину отворів, хімічним процесом без струму (хімічна мідь).
8. Покриття міддю
Панель гальванічно покривається, щоб побудувати мідь на тонкому хімічному шарі, щоб стінки отворів несли міцний мідний циліндр. Це етап, який робить металізований отвір з’єднанням між шарами, а також стовщує поверхневу мідь.
Що може піти не так: порожнечі в циліндрі або тонке покриття в глибоких отворах. Вони проявляються як переривчасті з’єднання після температурних циклів.
9. Зовнішні шари: візуалізація та травлення
Зовнішні шари візуалізуються фоторезистом, як внутрішні шари. Звичайний метод — покриття за малюнком: резист залишає доріжки та майданчики відкритими, ці області покриваються міддю, а потім тонким шаром олова, який діє як резист травлення. Потім резист знімається, а мідь, яка не покрита оловом, травиться, потім олово видаляється. (Інший метод, закриття та травлення, захищає доріжки резистом і травить решту.)
10. Паяльна маска
Панель покривається маскою, яка експонується через Ваш шар маски, проявляється та затверджується. Див. Паяльна маска, шовкографія та оброблення перехідних отворів.
Що може піти не так: маска на майданчиках від несуміщення, перемички між дрібними майданчиками втрачено, фарба в отворах, які мають залишатися відкритими.
Етапи 6–10.
- Етап 6, свердління: свердло свердлить через панель.
- Етап 7, очищення та тонкий шар міді на всій панелі, включно зі стінками отворів.
- Етап 8, покриття: мідь будується в міцний циліндр і на поверхню.
- Етап 9, зовнішні шари: доріжки олов’яніються як резист травлення, а інша мідь травиться.
- Етап 10, паяльна маска: на доріжках, відкрита біля майданчиків.
11. Фінішне покриття
Відкрита мідь отримує своє покриття: вирівнювання припоєм гарячим повітрям, імерсійне золото на нікелі, органічну плівку тощо. Див. Порівняння фінішних покриттів.
12. Шовкографія
Шовкографія друкується на масці та затверджується. Фарба на майданчиках — дефект.
13. Профілювання: фрезерування та надрізування
Панель ріжеться на плати. Фреза слідує Вашому контуру та залишає маленькі язички, якщо плати залишаються в панелі. Альтернативно V-подібна канавка ріжеться наполовину з обох боків (V-надріз), щоб плати можна було відламати. Пази, вирізи та металізація торця також відбуваються тут. Див. Панелювання та маленькі плати.
Що може піти не так: фрезерування надто близько до міді, що відкриває її на краю.
14. Електричний тест
Кожна плата тестується на неперервність та ізоляцію проти списку кіл, побудованого з Ваших файлів. Використовуються два методи: тестер із летючими зондами, з рухомими зондами, якому не потрібна оснастка і який підходить для прототипів і малих серій; і оснастка з багатьма фіксованими штифтами (ложе цвяхів), яка швидша для більших серій і коштує дорожче в підготовці. Тест знаходить обриви та короткі замикання. Він не знаходить помилку проєкту: він тестує, що плата відповідає Вашим файлам, а не що Ваші файли відповідають Вашій схемі.
15. Фінальна перевірка та упакування
Плати перевіряються візуально, вимірюються за товщиною та розміром і перевіряються проти замовлення. Деякі заводи ріжуть мікрозрізи з тестових купонів, щоб перевірити покриття та шари. Плати запікаються, якщо потрібно, вакуумно упаковуються з осушувачем і упаковуються.
Етапи 11–15.
- Етап 11, фінішне покриття на відкритій міді.
- Етап 12, шовкографія, надрукована на масці.
- Етап 13, профілювання: фреза слідує контуру та залишає язички, або канавка ріжеться між платами.
- Етап 14, електричний тест: зонди торкаються майданчиків і перевіряють обриви та короткі замикання.
- Етап 15, фінальна перевірка та упакування.
Що Ви можете винести із цього
- Тонкі ознаки знижують вихід під час візуалізації та травлення, тому коштують дорожче.
- Маленькі отвори, глибокі отвори та тонкі кільця — ризики під час свердління та покриття.
- Шари мають бути збалансовані та суміщені, інакше плата деформується.
- Плата, яка проходить електричний тест, побудована як намальовано. Чи вірний малюнок — Ваша перевірка.
Як це виглядає під час замовлення тут
25 перевірок під час завантаження дивляться на ті самі речі, на які інженер виробництва дивиться на етапі 1: відсутні шари, незамкнутий контур, отвори, які не потрапляють на свої майданчики, ознаки нижчі за те, що робить процес, і відповідність між файлами та тим, що Ви замовили. Обмеження є на сторінці виробничих можливостей. Інженер підтверджує кожне замовлення до початку виробництва. Щоб слідувати за тим, що відбувається з готовою порожньою платою, прочитайте статтю Як збираються плати.