Dasar-dasar Fabrikasi Papan Sirkuit Cetak

Dasar-Dasar Pembuatan Papan Sirkuit Cetak

Dengan operasi manufaktur apa pun, umur panjang dan fungsionalitas suatu produk sangat ditentukan oleh kualitas konstruksi. Papan sirkuit tercetak, atau PCB, tidak berbeda.

Proses fabrikasi PCB menghasilkan papan sirkuit cetak telanjang, salah satu fitur terpenting dari produk apa pun. Dengan demikian, proses manufaktur merupakan komponen kunci dari siklus hidup produksi elektronik dan memainkan peran penting dalam keberhasilan proyek secara keseluruhan. Namun, untuk memanfaatkan proses ini sebaik-baiknya, pelanggan perlu memahami jawaban atas tiga pertanyaan inti:

• Apa itu fabrikasi PCB?
• Mengapa penting?
• Bagaimana fabrikasi berperan dalam proses perakitan PCB?

Tentang PCB

Papan sirkuit tercetak membawa sirkuit listrik dan memungkinkan sinyal dan daya dialihkan antar perangkat. PCB terdiri dari beberapa lapisan bahan:

• Substrat: Pada inti papan adalah substrat atau bahan dasar. Papan tradisional menggunakan bahan fiberglass yang disebut FR4, meskipun papan lain dapat menggunakan substrat aluminium, keramik, atau polimer.
• Tembaga: Substrat PCB ditutupi dengan foil tembaga tipis dan dilaminasi dengan panas dan perekat. Jumlah "lapisan" di papan ditentukan oleh jumlah lapisan tembaga — misalnya, PCB dua sisi akan memiliki tembaga yang diterapkan pada kedua sisi substrat, dan papan empat lapis akan memiliki total empat lapis tembaga. Sebagian besar PCB mengandung satu ons tembaga per kaki persegi, meskipun PCB berdaya tinggi dapat menggunakan dua atau tiga ons.

Bahan-bahan ini digabungkan dalam proses fabrikasi untuk membuat PCB kosong. PCB kosong ini kemudian dikirim melalui proses perakitan, atau PCBA, untuk menerapkan solder dan komponen elektronik, diakhiri dengan PCB yang berfungsi penuh.

Apa itu Fabrikasi PCB?

Fabrikasi PCB adalah proses di mana bahan papan yang disebutkan di atas digabungkan menjadi lapisan fungsional untuk membentuk papan sirkuit cetak telanjang. Pembuatan papan sirkuit cetak telanjang bekerja sebagai berikut:

1. Ulasan desain: Proses fabrikasi tidak dimulai sampai tim engineering meninjau desain. Ini disebut pemeriksaan Desain untuk Kemampuan Manufaktur, yang memastikan desain valid dan memenuhi toleransi serta spesifikasi yang dapat dipenuhi selama pembuatan.
2. Aplikasi film: Desain PCB dicetak ke film menggunakan pencitraan langsung laser, yang memberikan foto negatif dari tata letak papan. Film-film ini diterapkan pada lapisan material dan digunakan sebagai panduan untuk setiap proses manufaktur.
3. Etsa tembaga: Menggunakan berbagai metode, tembaga yang tidak diinginkan atau berlebih digores atau dihilangkan untuk membuat jejak dan bantalan. Proses ini biasanya melibatkan beberapa putaran pembersihan untuk menghilangkan bahan berlebih dan bahan kimia yang tidak diinginkan.
4. Penumpukan dan laminasi lapisan: Jika papan adalah papan multi-layer, lapisan dalam dan luar sejajar satu sama lain setelah proses etsa tembaga. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan lubang pelurusan di papan itu sendiri. Setelah memeriksa lapisan, prepreg berbasis epoksi ditempatkan di antara setiap lapisan, dan papan dilaminasi bersama dengan menerapkan panas — panas melelehkan epoksi dan menyatukan lapisan.
5. Pengeboran: Setelah lapisan papan dilaminasi bersama, bor digunakan untuk membuat lubang melalui papan. Lubang ini digunakan untuk memasang lubang, lubang tembus dan vias.
6. Pelapisan: Setelah pengeboran selesai, papan dilapisi dengan lapisan tembaga setebal mikron, yang melapisi bagian dalam lubang yang dibor, menciptakan lubang tembus berlapis. Ini biasanya diikuti dengan lebih banyak etsa dan penghilangan tembaga pada lapisan luar papan.
7. Aplikasi topeng solder: Setelah lapisan tembaga selesai, panel dibersihkan dan ditutup dengan topeng solder. Solder mask memberikan warna hijau khas pada PCB. Masker solder mengisolasi jejak tembaga dari kontak yang tidak disengaja dengan bahan konduktif lainnya yang dapat menimbulkan masalah fungsional dan membantu selama perakitan sehingga solder hanya diterapkan ke lokasi yang benar. Setelah diterapkan, area yang tidak diinginkan dari topeng solder dihilangkan, dan PCB ditempatkan dalam oven untuk menyembuhkan lapisan topeng solder.
8. Silkscreen:Apakah ini diperlukan atau tidak, langkah selanjutnya adalah penerapan silkscreen, setelah itu papan mengalami tahap curing akhir. Di atas lapisan topeng solder, adalah tempat lapisan silkscreen diterapkan. Silkscreen biasanya berwarna putih dan menambahkan huruf, angka, dan simbol ke PCB. Lapisan silkscreen ini membantu membantu dengan jenis dan lokasi komponen selama perakitan PCB.
9. Penyelesaian permukaan:Setelah topeng solder dan sablon mengeras, PCB dapat dilapisi dengan emas atau perak atau pelapis permukaan lainnya untuk memastikan perlindungan dan fungsionalitas.

Setelah papan menyelesaikan langkah-langkah ini, mereka biasanya menjalani pengujian keandalan listrik untuk memastikan mereka berfungsi. Setelah itu, jika papan dibuat dalam bentuk panel, papan tersebut dipotong, diperiksa dan diperbaiki sesuai kebutuhan.

Bagaimana Fabrikasi Masuk Dalam Proses Manufaktur Secara Keseluruhan

Fabrikasi hanyalah salah satu langkah dalam proses pembuatan PCB. Untuk memahami sepenuhnya pentingnya fabrikasi papan sirkuit tercetak, penting untuk mengetahui di mana letak siklusnya.

Proses pembuatan PCB terbagi dalam tiga tahap umum, yang dijelaskan secara lebih rinci di bawah ini:

1. Pengembangan PCB: Pengembangan PCB adalah tahap awal dari proses manufaktur. Pada dasarnya, di sinilah desain PCB dikonseptualisasikan, dimodifikasi, dan diselesaikan. Pengembangan PCB biasanya mencakup beberapa putaran desain, pembuatan prototipe, dan pengujian, terutama untuk desain yang lebih kompleks.
2. Manufaktur PCB: Setelah desain PCB selesai pada tahap pengembangan, PCB beralih ke proses manufaktur. Manufaktur melibatkan dua langkah - fabrikasi dan perakitan. Fabrikasi menghasilkan desain papan, sedangkan perakitan menerapkan komponen ke permukaan papan. Di akhir proses ini, papan selesai.
3. Evaluasi PCB: Tahap akhir dari proses manufaktur adalah evaluasi. Ini termasuk putaran final pengujian setelah proses manufaktur selesai. Tahap pengujian ini mengevaluasi kemampuan papan rakitan untuk melakukan sebagaimana dimaksud dan menghilangkan papan yang gagal dalam pengujian. Dalam beberapa kasus, pengujian dapat mengungkapkan bahwa papan memerlukan penyesuaian desain, dan siklus dimulai kembali. Jika papan lulus tes, mereka menjalani pemeriksaan akhir untuk setiap cacat sebelum dikirim.

Mengapa Fabrikasi PCB Penting

Fabrikasi PCB adalah aktivitas outsourcing yang dilakukan oleh produsen pihak ketiga menggunakan desain yang disediakan oleh pelanggan mereka. Fabrikasi penting untuk dipahami karena produsen hanya melihat desain, bukan kinerja yang dimaksudkan untuk desain Anda. Jika desainer tidak mempertimbangkan proses fabrikasi dan batasan selama proses desain, papan fabrikasi dapat terpengaruh di area berikut:

• Kemampuan manufaktur: Pilihan desain berdampak pada kemampuan manufaktur PCB. Desain papan perlu mempertimbangkan sifat material papan dan memungkinkan jarak yang cukup antara elemen permukaan. Jika papan perlu diproduksi dalam panel, ini juga akan berdampak pada desain akhir. Desain yang mengabaikan faktor-faktor ini mungkin tidak mungkin dibuat tanpa desain ulang.
• Tingkat hasil: Dalam beberapa keadaan, papan dapat berhasil dibuat menggunakan desain yang ada. Namun, pilihan desain tertentu dapat mengakibatkan masalah fabrikasi yang membuat beberapa papan tidak dapat digunakan — misalnya, memperluas batas toleransi peralatan manufaktur Anda.
• Keandalan: Sebagian besar papan diatur di bawah spesifikasi industri, yang menentukan tingkat keandalan kinerja yang diperlukan. Gagal mengikuti persyaratan industri dalam desain dapat mengakibatkan papan tidak dapat diandalkan atau tidak berfungsi.

Cara terbaik untuk menghindari masalah ini adalah dengan mempertimbangkan proses fabrikasi PCB selama siklus desain. Anda dapat melakukannya dengan memanfaatkan aturan design for manufacturability (DFM) dan memeriksa kemampuan pabrikan PCB Anda selama siklus desain. Saat Anda bermitra dengan produsen PCB berkualitas tinggi, Anda dapat bekerja sama dengan mereka untuk membantu mengoptimalkan desain Anda untuk proses fabrikasi PCB.

Pilih Millennium Circuits Limited

Jika Anda tertarik untuk bekerja sama dengan distributor bernilai tambah yang menawarkan inovasi serta kualitas, Millennium Circuits Limited (MCL) dapat membantu.

Kami menyediakan papan sirkuit tercetak canggih untuk banyak produk berbeda dan di beberapa industri. Layanan yang cepat adalah standar kami. MCL memberikan penawaran harga pada hari yang sama untuk membantu meningkatkan efisiensi operasional pelanggan kami. Layanan pelanggan kami yang didorong oleh hubungan memungkinkan kami untuk tetap berada di atas proyek pelanggan yang akan datang, menghilangkan kemacetan, dan menghemat waktu.

Lokasi manufaktur yang strategis memungkinkan MCL menyediakan spektrum luas solusi papan sirkuit kepada pelanggan kami dengan waktu tunggu yang fleksibel dengan harga yang kompetitif.

Hubungi Millennium Circuits hari ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang proses fabrikasi PCB dan bagaimana kami dapat membantu kebutuhan PCB Anda.