ما در این مقاله قرار است به طور جامع به مراحل چاپ و مراحل ساخت برد الکترونیکی بپردازیم ، برای کسب اطلاعات بیشتر تا آخر این مقاله با ما همراه باشید .

PCB را میتوان به یک کیک لایه ای تشبیه کرد که لایه های آن از مواد مختلفی تشکیل شده که به وسیله گرما وچسب لمینیت شده اند و در نهایت برد الکترونیکی راتشکیل می دهد .

مراحل ساخت برد الکترونیکی عبارت است از :

1. طراحی
2.  چاپ طرح
3. ایجاد بستر
4.  چاپ لایه های داخلی
5.  نور ماوراء  بنفش
6. حذف مس ناخواسته
7. بازرسی
8. لمینیت لایه ها
9. فشاردادن لایه ها
10. حفاری
11. آبکاری
12. تصویر لایه بیرونی
13. آبکاری
14. قلم زنی
15. کاربرد ماسک لحیم کاری (چاپ محافظ)
16. غربالگری ابریشم ( چاپ راهنما ،  مارکاژ)
17. پایان سطح
18. آزمایش

1. طراحی برد

قبل از شروع تولید PCB ، باید یک طرح از برد داشته باشید که این از مهترین مراحل ساخت برد الکترونیکی است . (برای طراحی برد الکترونیکی با رعایت متودها اینجا کلیک کنید) این نقشه ها همان چیزی هستند که شما فرایند آن را پایه گذاری می کنید. روند طراحی به طور کلی از طریق نرم افزار رایانه ای مانند Altium Designer تکمیل می شود. استفاده از ماشین حساب عرض ردیابی به اکثر جزئیات مورد نیاز برای لایه های داخلی و خارجی کمک می کند.

2. چاپ طرح

برای چاپ طرح PCB از چاپگر ویژه ای به نام چاپگر طرح دار استفاده می شود. چابگر طرح دار فیلمی تولید می کند که جزئیات و لایه های تخته را نشان می دهد. هنگام چاپ دو رنگ جوهر در لایه داخلی تخته استفاده می شود.

پاک کردن جوهر برای نشان دادن مناطق غیر رسانا و
Black Ink برای نشان دادن آثار و مدارهای رسانای مس.
از رنگهای مشابهی برای لایه های بیرونی استفاده می شود ، اما معنی آنها برعکس است.

3. ایجاد بستر

اکنون زمان شکل گیری PCB است. بستر ، که ماده عایق (رزین اپوکسی و الیاف شیشه) است و اجزای سازه را در خود نگه می دارد ، با عبور مواد از داخل کوره ای که به صورت نیمه آماده می شود ، شروع به تشکیل می کند. مس از قبل به دو طرف لایه چسبانده می شود و سپس حک می شود تا طرح فیلم های چاپ شده را نشان دهد.

رایج ترین مواد سازنده PCB فایبرگلاس هستند

رایج ترین مواد سازنده بردهای الکترونیکی فایبر گلاس است که انواع مختلفی دارد ، از پر کاربرد ترین آنها در صنعت الکترونیک FR4 است که جامد و سختی را برد می دهد .

از دیگر مواد سازنده رایج فنولیک ها هستند که دمای تجزیه حرارتی پایینی دارند که باعث می شود در صورت نگه داشتن آهن لحیم کاری بیش از حد روی تخته ، دیلم ، دود و زغال سنگ ایجاد شود.

4. چاپ لایه های داخلی

طرح روی یک ورقه بدنه ساختار چاپ می شود. یک فیلم حساس به عکس ساخته شده است که مواد شیمیایی واکنشی به عکس با قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (مقاومت) سخت می شود و ساختار را می پوشاند. این به ترسیم نقشه ها و چاپ واقعی تخته کمک می کند. برای کمک به فرایند تراز کردن ، سوراخ هایی در PCB حفر می شود.

5. نور ماوراء بنفش

پس از تراز شدن ، مقاومت و ورقه زیر نورهای ماوراء بنفش قرار می گیرد تا مقاوم در برابر عکس شود . نور مسیرهای مس را آشکار می کند ، جوهر سیاه قبلی از سفت شدن در مناطقی که بعدا برداشته می شود جلوگیری می کند ، سپس تخته را در محلول قلیایی شستشو می دهند تا مقاومت اضافی عکس را از بین ببرد.

6. حذف مس ناخواسته

اکنون وقت آن است که هرگونه مس ناخواسته ای را که روی تخته باقی مانده است بردارید. یک محلول شیمیایی ، مشابه محلول قلیایی ، مس ناخواسته را می خورد.

7. بازرسی

لایه های تازه تمیز شده باید برای تراز بودن بازرسی شوند. سوراخ های حفر شده قبلی به تراز لایه های داخلی و خارجی کمک می کند. یک دستگاه پانچ نوری یک پین را از طریق سوراخ ها سوراخ می کند تا لایه ها را در یک خط نگه دارد. پس از پانچ نوری ، دستگاه دیگری تخته را بررسی می کند تا مطمئن شود نقصی وجود ندارد. از اینجا به بعد ، دیگر نمی توانید خطاهای از دست رفته را اصلاح کنید.

8. لمینیت لایه ها

در حال حاضر ، شکل تخته را مشاهده می کنید که لایه ها به هم چسبیده اند. گیره های فلزی با شروع فرآیند لمینیت ، لایه ها را در کنار هم نگه می دارند. یک لایه prepreg (رزین اپوکسی) روی حوضه تراز می رود سپس ، یک لایه از بستر بر روی prepreg و سپس یک لایه فویل مس و رزین prepreg بیشتر می گذرد.

چاپ مس روی برد

لایه ای که همراه با انواع جنس فیبر چسبانده می شود یک فویل مس نازک است که با حرارت و چسب روی تخته لمینت می شود. در PCB های دو طرفه معمولی ، مس به دو طرف بستر اعمال می شود. در ابزارهای الکترونیکی کم هزینه ، PCB فقط در یک طرف مس دارد که اصطلاحاً به آنها بردهای دورو متالیزه و یک رومتالیزه می گویند .

ضخامت مس می تواند متفاوت باشد و بر حسب وزن ، در اونس در هر فوت مربع مشخص می شود. اکثریت قریب به اتفاق PCB ها 1 اونس مس در فوت مربع دارند اما برخی از PCB هایی که قدرت بسیار بالایی دارند ، ممکن است از 2 یا 3 اونس مس استفاده کنند. هر اونس در هر مربع به حدود 35 میکرومتر یا 1.4 هزارم اینچ ضخامت مس ترجمه می شود.

9. فشاردادن لایه ها

سپس از پرس مکانیکی برای فشار دادن لایه ها به یکدیگر استفاده می شود. پین ها از طریق لایه ها سوراخ می شوند تا به درستی تراز شده و محکم نگه داشته شوند ، این پین ها بسته به تکنولوژی می توانند برداشته شوند. در صورت صحیح ، PCB به پرس لمینیت می رود که گرما و فشار را به لایه ها وارد می کند. اپوکسی در داخل prepreg ذوب می شود که به همراه فشار ، لایه ها را با هم ترکیب می کند.

10. حفاری

سوراخ هایی توسط یک مته با هدایت رایانه در لایه ها حفر می شوند تا سطح زیرین و صفحات داخلی نمایان شود. مس باقی مانده پس از این مرحله برداشته می شود.

Via

برای انتقال و ارتباط لایه های مختلف در برد از Via استفاده میشود . داخل Viaها به منظور همین ارتباط با لایه ای از مس متالیزه شده اند در واقع میتوان گفت Via نقطه اتصال لایه ها به یک دیگرند . ضخامت via بنا به نیاز و درخواست مشتری قابل تغییر است ، بی کامپو قادر است PCB هایی با ضخامت 0.1mm و حتی کمتر تولید کند .

11. آبکاری

تخته در حال حاضر آماده برای آبکاری است. محلول شیمیایی تمام لایه ها را با هم ترکیب می کند ، سپس تخته به طور کامل توسط یک سری مواد شیمیایی دیگر تمیز می شود. این مواد شیمیایی همچنین پنل را با یک لایه نازک مسی پوشانده که در حفره های سوراخ شده نفوذ می کند.

12. تصویر لایه بیرونی

سپس ، لایه ای از مقاومت در برابر عکس ، مشابه مرحله 3 ، قبل از ارسال برای تصویربرداری ، به لایه بیرونی اعمال می شود. نور ماوراء بنفش باعث مقاوم شدن عکس نوری می شود. هرگونه عکسبرداری ناخواسته حذف می شود.

13. آبکاری

درست مانند مرحله 11 ، پنل با یک لایه نازک مسی پوشانده شده است. پس از این ، یک محافظ قلع با ضخامت کم به تخته لایه می شود. قلع برای محافظت از مس در خارج از تراش وجود دارد.

14. قلم زنی

همان محلول شیمیایی قبلی ، هرگونه مس ناخواسته را در زیر لایه مقاومت حذف می کند. لایه محافظ ، قلع مس مورد نیاز را محافظت می کند. این مرحله اتصالات PCB را ایجاد کرد.

15. کاربرد ماسک لحیم کاری ( Soldermask ، چاپ محافظ)

لایه ای که در بالای فویل مسی قرار دارد ، لایه چاپ محافظ (Soldermask) نامیده می شود. این لایه به PCB رنگ سبز (یا در SparkFun ، قرمز) می دهد. برای عایق کردن آثار مس از تماس تصادفی با سایر فلزات ، لحیم کاری یا قطعات رسانا ، روی لایه مس پوشانده می شود. این لایه به کاربر کمک می کند تا در مکان های مناسب لحیم کاری کند و از نامنظمی های قلع جلوگیری میکند.

ماسک لحیم سبز روی اکثر PCB ها اعمال می شود و کل برد را می پوشاند ، اما حلقه های نقره ای و پد SMD را در معرض دید قرار می دهد تا بتوان آنها را به هم لحیم کرد.
ماسک سولدرما معمولاً به رنگ سبز است اما تقریباً هر رنگی مانند آبی ، مشکی ، سفید ، بنفش و قرمز امکان پذیر است. ما تقریباً برای همه تخته های SparkFun از رنگ قرمز ، برای برد IOIO و بنفش برای تخته های LilyPad استفاده می کنیم.

16. غربالگری ابریشم ( Silkscreen ، چاپ راهنما ،  مارکاژ)

غربالگری ابریشم (چاپ مارکاژ) یک مرحله حیاتی است زیرا این فرایند اطلاعات مهم را روی صفحه چاپ می کند. پس از اعمال ، PCB از آخرین مرحله پوشش و پخت عبور می کند.

لایه سفید ابریشم (Silkscreen ) روی لایه Soldermask قرار می گیرد. صفحه ابریشم حروف ، جهت قطعات ، اعداد و نمادهایی را به PCB اضافه می کند که هم در مونتاژ برد ، کمک بیشتری به منظور درک مکان درست قطعه به مونتاژکار می کند و هم نمایان کننده یکسری مشخصات برای کاربر است .

صفحه ابریشمی معمولاً سفید است اما از هر رنگ جوهر می توان استفاده کرد. رنگهای مشکی ، خاکستری ، قرمز و حتی زرد صفحه ابریشم به طور گسترده ای در دسترس هستند. با این حال ، مشاهده بیش از یک رنگ روی یک تخته غیر معمول نیست.

17. پایان سطح

بسته به الزامات ، PCB با سطح قابل لحیم کاری آبکاری شده است که کیفیت/اتصال لحیم کاری را افزایش می دهد.

18. آزمایش

قبل از اینکه PCB کامل در نظر گرفته شود ، یک تکنسین آزمایش الکتریکی را روی برد انجام می دهد. این کار عملکرد PCB را تأیید می کند و از طرح های اصلی نقشه پیروی می کند.

candorind & learn.sparkfun