Полное руководство по многослойным печатным платам
Многослойная печатная плата — это тип печатной платы, которая содержит три или более слоев проводящего материала. Эти платы увеличивают доступную площадь для проводки. Всякий раз, когда мы говорим о количестве слоев, это означает, что мы рассматриваем количество проводящих схем на плате. Многослойные печатные платы обычно Жёсткие Печатные платы. Потому что очень сложно создать его в гибком формате.
Количество слоев зависит от ваших потребностей. Таким образом, слоев может быть до 100. Однако печатные платы с 4–8 слоями широко используются в различных приложениях. Схемы становятся сложными, когда количество слоев увеличивается. Таким образом, вы можете настроить разное количество слоев в соответствии с вашими потребностями.
Различные основные компоненты многослойной печатной платы
Многослойная печатная плата состоит из 4 основных компонентов:
- Основание: это самая важная часть, обычно изготавливаемая из стекловолокна. Стекловолокно обеспечивает прочность сердцевины печатной платы и противостоит поломкам. Вы можете рассматривать подложку как скелет печатной платы.
- Медный слой: Это зависит от типа платы. Таким образом, этот слой может быть либо полностью медным, либо медной фольгой. Независимо от типа платы, медный слой остается тем же самым. Таким образом, медь переносит электрические сигналы к печатным платам и от них. Вы можете рассматривать этот слой как нервную систему. Она переносит сигналы от мозга к вашим мышцам и наоборот.
- Паяльная маска: Это слой полимера, который защищает медный слой. Таким образом, он в основном предотвращает короткое замыкание, когда медь контактирует с окружающей средой. Таким образом, вы можете рассматривать паяльную маску как кожу печатной платы.
- Цвет шелкографии: Это финальная часть печатной платы. Шелкография в основном показывает номер детали, символы и логотипы различных компонентов на плате. Кроме того, она также предоставляет информацию, такую как настройки переключателей символов, контрольные точки и ссылки на компоненты.
Как изготовить многослойную печатную плату?
Вот полное пошаговое руководство по изготовлению многослойной печатной платы:
Проектирование
Первый и главный шаг к дизайн печатной платы и подготовить их к производству. У всех производителей свой подход к этому процессу. Как правило, проектировщик составляет чертеж схемы и выполняет все изложенные требования. Для проектирования доступны различные типы программного обеспечения, такие как Extended Gerber.
Итак, вы можете использовать Extended Gerber или любой другой инструмент для проектирования вашей схемы. После проектирования схемы тщательно проверьте весь проект. Убедитесь, что во всем чертеже нет ошибок. После проектирования вы можете отправить этот чертеж на производство, чтобы начать сборку схемы.
Фотографирование
На этом этапе вы можете использовать лазерный фотоплоттер для создания пленки для каждого отдельного слоя. Лазерный фотоплоттер — это инструмент, используемый для создания фотоинструментов для паяльной маски и шелкографии. Толщина пленки составляет около 7 мил.
Многие производители используют специальное оборудование для лазерной прямой визуализации, которое наносит изображение прямо на сухую пленку. Эта технология снижает затраты. Кроме того, процесс более точен и эффективен. Таким образом, вы можете производить как внутренние, так и внешние слои с помощью лазерной прямой визуализации (LSI).
Визуализация и проявка или травление
Этот процесс наносит основные изображения, такие как контактные площадки и дорожки, на печатную плату. Кроме того, процесс DES создает медный рисунок для покрытия. Вот что нужно сделать на этом этапе:
- Нанесите фотоизображение на медные панели.
- Кроме того, визуализируйте панели с помощью LSI.
- Удалите всю открытую медь с панели.
- Удалите оставшуюся сухую пленку и оставьте только оставшийся медный рисунок для внутренних слоев.
Автоматизированный оптический контроль
AOI в основном проверяет различные слои многослойной печатной платы перед ламинированием всех слоев вместе. Оптика сравнивает данные проекта печатной платы с фактическим изображением на панели. Любые различия, такие как отсутствие или избыток меди, могут привести к разрывам или коротким замыканиям. Таким образом, этот процесс в основном помогает производителям обнаружить любой дефект в схеме.
Оксид
Оксидирование — это химическая обработка внутренних слоев перед ламинированием для многослойных печатных плат. Более того, код оксида может быть коричневым или черным в зависимости от процесса. Это важный шаг для увеличения шероховатости меди для повышения прочности связи ламината. Кроме того, этот процесс предотвращает разделение между различными слоями базового материала.
расслоение
Для производства многослойной печатной платы различные слои стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой, ламинируются вместе. Для ламинирования производители применяют высокую температуру и давление с помощью гидравлического пресса. Пресс и тепло заставляют лист стекловолокна плавиться и плотно соединять слои вместе. После охлаждения этот материал далее следует тому же производственному процессу, что и двусторонняя печатная плата.
Бурение
Все печатные платы требуют отверстий для соединения медных слоев, крепления компонентов и монтажа печатной платы. Поэтому вы можете сверлить отверстия, используя некоторые передовые системы сверления. Эти системы используют твердые режущие инструменты. Кроме того, они имеют конструкцию для быстрого удаления стружки в абразивных материалах.
Запрограммированный сверлильный станок сверлит отверстия определенного размера в точном месте. Таким образом, сверлильный станок работает в соответствии с данными, предоставленными проектировщиком. Проектировщики предоставляют эту информацию в виде файла сверления с числовым программным управлением.
В дополнение к этому, тонкий лист алюминия действует как входной материал. Кроме того, твердый картон действует как выходной материал. Таким образом, эта техника обеспечивает гладкость сверления и позволяет избежать создания различных волокон.
Химическое осаждение меди
После сверления производители наносят тонкий слой меди на открытые поверхности панелей химическим способом. Кроме того, они наносят медный слой на стенки отверстий методом химического восстановления.
Сухой пленочный наружный слой
После осаждения меди необходимо нанести изображения внешнего слоя, чтобы подготовить панель к гальванопокрытию. Поэтому можно использовать ламинатор для покрытия внешних слоев сухой пленкой. Сухая пленка является фотоматериалом. Более того, этот процесс почти аналогичен изображению внутренних слоев многослойной печатной платы.
Плита
Процесс гальванопокрытия включает в себя нанесение медного покрытия на токопроводящий рисунок. А также на стенки отверстий печатной платы. Толщина покрытия составляет около 1 мил. После нанесения медного покрытия необходимо нанести тонкий слой олова. Слой олова служит барьером для травления.
Разметка и травление
После завершения процесса гальванизации на панели остается сухая пленка. Но вам нужно удалить медь, которая находится под ней. Теперь панель пройдет процесс SES. Таким образом, SES означает String Etch Strip.
В этом процессе вам нужно протравить открытую медь. Это значит, что вы удалите открытую область меди оловом. Так что дорожки и площадки вокруг отверстий и медные узоры останутся там. Наконец, вы удалите оставшееся олово, которое покрывает отверстия и дорожки химическим путем. Так что после завершения этого шага вы оставите только открытый ламинат и медь печатной платы.
На этом этапе каркас печатной платы готов. Теперь все последующие шаги связаны с защитой печатной платы.
Паяльная маска и легенда
Большинство производителей используют жидкую фотообразную (LPI) паяльную маску для защиты медной поверхности. Она дополнительно защищает припойные перемычки между различными компонентами во время сборки.
Паяльная маска LPI по сути является светочувствительным резистом на основе эпоксидной смолы. Вы можете покрыть всю панель, используя процесс трафаретной печати. Существуют и другие альтернативные методы традиционному трафаретному покрытию. Поэтому вы можете использовать такую альтернативу для маскировки припоя.
После паяльной маски можно наносить легенду. Она печатает различные символы и буквы на печатной плате для справки во время сборки.
Чистота поверхности
Это последний и окончательный химический процесс для изготовления многослойного печатная плата. Паяльная маска покрывает почти всю схему. Таким образом, поверхностная отделка предотвращает окисление оставшейся открытой медной области.
Это важный шаг, потому что вы не можете паять окисленную медь. Кроме того, вы можете использовать различные типы обработки поверхности для этого шага. Например, вы можете использовать уровень пайки горячим воздухом (HASL).
Преимущество многослойной печатной платы
Вот некоторые преимущества многослойных печатных плат по сравнению с другими типами:
- Имеет более высокую плотность монтажа, чем однослойные и двухслойные печатные платы.
- Нет необходимости в кабелях для соединения различных компонентов. Поэтому это идеальный выбор для печатных плат с малым весом.
- Эти печатные платы имеют меньшие размеры, что позволяет сократить занимаемое пространство.
- Экранирование от электромагнитных помех является простым и гибким.
- Гибкость — еще один фактор, выделяющий многослойные печатные платы среди всех печатных плат.
Различные применения многослойных печатных плат
Многие электронные компоненты используют многослойную печатную плату. Более того, эти схемы охватывают промежуточный и сложный диапазон схемных структур. Вот некоторые важные применения многослойной печатной платы:
- Мониторы сердца
- Передача данных по сотовой связи и ретрансляторы
- Атомные ускорители
- Космический зонд и рентгеновское оборудование
- Анализ погоды и технология GPS
- Хранилища данных и файловые серверы
- Волоконно-оптические рецепторы и технология сканирования кат.
Как определить многослойную печатную плату
Если у вас есть несколько печатных плат и вы хотите проверить общее количество слоев, вы можете выполнить следующие действия.
Выставьте край платы на свет, чтобы увидеть медные плоскости. Таким образом, вы можете легко наблюдать за трансами более внимательно. Даже если многослойные печатные платы не содержат слепых переходов, вы все равно можете использовать яркий свет для анализа внутренних слоев.
Лучшее место для обнаружения внутренних слоев — это место, где нет видимых путей и линий на внешних слоях. Более того, большинство производителей печатают этикетку, чтобы определить общее количество слоев на печатной плате. Таким образом, просто взглянув на края, вы можете определить общее количество слоев.
