Menguasai Pembuatan PCB: Prinsip Utama untuk Papan Sirkuit Cetak Berkualitas

Dasar-Dasar Pembuatan Papan Sirkuit Cetak

Dengan setiap operasi manufaktur, keutuhan dan fungsionalitas produk besarnya ditentukan oleh kualitas konstruksi. Papan sirkuit cetak, atau PCB, tidak berbeda.

Proses pembuatan PCB menghasilkan papan sirkuit cetak polos, salah satu fitur paling penting dari setiap produk. Sebagai hal tersebut, proses manufaktur adalah komponen kunci dari siklus produksi elektronik dan memainkan peran signifikan dalam kesuksesan keseluruhan sebuah proyek. Untuk memanfaatkan proses ini secara maksimal, pelanggan perlu memahami jawaban atas tiga pertanyaan inti:

 

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

 

Tentang PCB

Papan sirkuit cetak membawa sirkuit listrik dan memungkinkan sinyal dan daya dirutekan antara perangkat. PCB terdiri dari beberapa lapisan material:

 

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

 

Material ini digabungkan dalam proses pembuatan untuk membuat papan PCB polos. Papan PCB polos ini kemudian dikirim melalui proses perakitan, atau PCBA, untuk menerapkan solder dan komponen elektronik, berakhir dengan PCB yang fungsional sepenuhnya.

Apa Itu Pembuatan PCB?

Pembuatan PCB adalah proses di mana material papan yang disebutkan sebelumnya digabungkan menjadi lapisan fungsional untuk membentuk papan sirkuit cetak polos. Pembuatan papan sirkuit cetak polos bekerja sebagai berikut:

 

1. Tinjauan desain: Proses pembuatan tidak dimulai sampai tim rekayasa meninjau desain. Ini disebut pemeriksaan Design for Manufacturability, yang memastikan desain valid dan memenuhi toleransi dan spesifikasi yang dapat dipenuhi selama manufaktur.
2. Penerapan film: Desain PCB dicetak ke dalam film menggunakan imaging laser langsung, yang menyediakan foto negatif tata letak papan. Film ini diterapkan pada lapisan material dan digunakan sebagai panduan untuk setiap proses manufaktur.
3. Penyemburan tembaga: Menggunakan berbagai metode, tembaga yang tidak diinginkan atau berlebih di-etch atau dihapus untuk membuat jejak dan pad. Proses ini biasanya melibatkan beberapa putaran pembersihan untuk menghapus material berlebih dan kimia yang tidak diinginkan.
4. Stack-up dan laminasi lapisan: Jika papan adalah papan multi-lapisan, lapisan dalam dan luar disejajarkan satu sama lain setelah proses penyemburan tembaga. Biasanya dilakukan menggunakan lubang perataan di dalam 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 melekatkan lapisan bersama.
5. Penggeboran: Setelah lapisan papan dilaminasi bersama, bor digunakan untuk membuat lubang melalui papan. Lubang ini digunakan untuk lubang pemasangan, through-hole dan via.
6. Plating: Setelah penggeboran selesai, papan diplating dengan lapisan tembaga setebal mikron, yang melapisi dalam lubang bor, membuat through-hole plating. Biasanya diikuti dengan lebih banyak etching dan penghapusan tembaga pada lapisan luar papan.
7. Penerapan masker solder: Setelah lapisan tembaga selesai, panel dibersihkan dan dilapisi dengan masker solder. Masker solder memberikan warna hijau khas pada PCB. Masker solder menginsulasi jejak tembaga dari kontak tidak sengaja dengan bahan konduktif lain yang dapat menyebabkan masalah fungsional dan membantu selama perakitan sehingga solder hanya diterapkan di lokasi yang benar. Setelah diterapkan, area masker solder yang tidak diinginkan dihapus, dan papan ditempatkan dalam oven untuk mengeringkan lapisan masker solder.
8. Silkscreen: Baik atau tidak ini diperlukan, langkah berikutnya adalah penerapan silkscreen, setelah titik papan melalui tahap pengeringan akhir. Di atas lapisan masker 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. Finishing permukaan: Setelah masker solder dan silkscreen kering, PCB dapat diplating dengan emas atau perak atau finishing permukaan lainnya untuk memastikan perlindungan dan fungsionalitas.

 

Setelah papan menyelesaikan langkah-langkah ini, biasanya mereka mengalami uji keandalan listrik untuk memastikan fungsional. Setelah itu, jika papan diproduksi dalam panel, mereka dipotong, diperiksa dan diperbaiki sesuai kebutuhan.

Bagaimana Pembuatan Terjadi dalam Proses Manufaktur Keseluruhan

Pembuatan hanyalah satu langkah dalam proses manufaktur PCB. Untuk sepenuhnya memahami pentingnya pembuatan papan sirkuit cetak, penting untuk mengetahui di mana ia terletak dalam siklus.

Proses manufaktur PCB berada dalam tiga tahap umum, dijelaskan lebih rinci di bawah ini:

 

1. Pengembangan PCB: Pengembangan PCB adalah tahap awal dari proses manufaktur. Pada dasarnya, ini adalah tempat desain PCB dikonseptualisasi, dimodifikasi dan disesuaikan. Pengembangan PCB biasanya mencakup beberapa putaran desain, prototipe dan pengujian, terutama untuk desain yang lebih kompleks.
2. Manufaktur PCB: Setelah desain PCB disesuaikan dalam tahap pengembangan, PCB melanjutkan ke proses manufaktur. Manufaktur melibatkan dua langkah — pembuatan dan perakitan. Pembuatan menghasilkan desain papan, sementara perakitan menerapkan komponen ke permukaan papan. Pada akhir proses ini, papan selesai.
3. Evaluasi PCB: Tahap akhir dari proses manufaktur adalah evaluasi. Ini mencakup putaran uji akhir setelah proses manufaktur selesai. Tahap pengujian ini mengevaluasi kemampuan papan yang dirakit untuk berfungsi sebagaimana dimaksud dan menghapus papan yang gagal tes. Dalam beberapa kasus, pengujian dapat mengungkapkan bahwa papan memerlukan penyesuaian desain, dan siklus dimulai dari awal. Jika papan lulus tes, mereka melalui pemeriksaan akhir untuk setiap defek sebelum dikirimkan.

 

Mengapa Pembuatan PCB Penting

Pembuatan PCB adalah aktivitas yang diserahkan kepada produsen pihak ketiga menggunakan desain yang diberikan oleh pelanggan mereka. Pembuatan penting untuk dipahami karena produsen hanya melihat desain, bukan performa yang dimaksudkan untuk desain Anda. Jika desainer tidak mempertimbangkan proses dan keterbatasan pembuatan selama proses desain, papan yang dibuat mungkin terpengaruh di area berikut:

 

• Manufakturabilitas: Pilihan desain mempengaruhi manufakturabilitas PCB. Desain papan perlu mempertimbangkan properti material papan dan memberikan ruang kosong yang memadai antara elemen permukaan. Jika papan perlu diproduksi dalam panel, hal ini juga harus mempengaruhi desain akhir. Desain yang mengabaikan faktor-faktor ini mungkin tidak dapat dibuat tanpa redesign.
• Tingkat hasil: Dalam beberapa keadaan, papan dapat berhasil dibuat menggunakan desain yang ada. Namun, beberapa pilihan desain dapat menghasilkan masalah pembuatan yang membuat banyak papan tidak dapat digunakan — misalnya, melebihi batas toleransi peralatan manufaktur Anda.
• Keandalan: Sebagian besar papan diatur oleh spesifikasi industri, yang menentukan tingkat keandalan performa yang diperlukan. Gagal mengikuti persyaratan industri dalam desain dapat menghasilkan papan yang tidak andal atau tidak fungsional.

 

Cara terbaik untuk menghindari masalah ini adalah dengan mempertimbangkan proses pembuatan PCB selama siklus desain. Anda dapat melakukan ini dengan menggunakan aturan design for manufacturability (DFM) dan memeriksa kemampuan produsen PCB Anda selama siklus desain. saat Anda bekerjasama dengan produsen PCB berkualitas tinggi, Anda dapat bekerja sama dengan mereka untuk membantu mengoptimalkan desain Anda untuk proses pembuatan PCB.

Pilih Millennium Circuits Limited

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

Kami menyediakan papan sirkuit cetak terdepan untuk banyak produk yang berbeda dan di seluruh beberapa industri. Pelayanan cepat adalah standar kami. MCL menyediakan penawaran hari yang sama untuk membantu meningkatkan efisiensi operasional pelanggan kami. Layanan pelanggan yang berpusat pada hubungan kami memungkinkan kami untuk tetap atas proyek mendatang pelanggan kami, menghilangkan hambatan, dan menghemat waktu.

 

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

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