Sebelum merancang PCB, perancang sirkuit disarankan untuk melakukan tur ke toko papan PC dan berkomunikasi dengan perakit secara langsung mengenai permintaan pembuatan PCB mereka. Ini membantu mencegah desainer membuat kesalahan yang tidak perlu agar tidak dikirimkan selama tahap desain. Namun, karena semakin banyak perusahaan yang melakukan outsourcing permintaan pembuatan PCB mereka ke pemasok luar negeri, hal ini menjadi tidak praktis. Oleh karena itu, artikel ini kami sajikan guna memberikan pemahaman yang tepat tentang langkah-langkah proses pembuatan papan PCB. Mudah-mudahan hal ini memberikan para perancang sirkuit dan mereka yang baru mengenal Industri PCB pandangan yang jelas tentang bagaimana papan sirkuit cetak diproduksi, dan menghindari kesalahan yang tidak perlu.

Langkah-Langkah Proses Pembuatan PCB

Langkah 1: Desain dan Keluaran

Papan sirkuit harus benar-benar kompatibel dengan tata letak PCB yang dibuat oleh perancang menggunakan perangkat lunak desain PCB. Perangkat lunak desain PCB yang umum digunakan mencakup Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad, Eagle, dll. CATATAN: Sebelum fabrikasi PCB, desainer harus memberi tahu produsen kontrak mereka tentang versi perangkat lunak desain PCB yang digunakan untuk merancang sirkuit karena membantu menghindari masalah yang disebabkan oleh perbedaan.

Setelah desain PCB disetujui untuk produksi, desainer mengekspor desain tersebut ke format yang didukung pabrikan mereka. Program yang paling sering digunakan disebut extended Gerber. Kampanye iklan makanan bayi pada tahun 1980-an mencari bayi yang cantik, dan perangkat lunak ini menciptakan beberapa keturunan yang dirancang dengan indah. Gerber juga dikenal dengan nama IX274X.

Industri PCB melahirkan Gerber yang diperluas sebagai format keluaran yang sempurna. Perangkat lunak desain PCB yang berbeda mungkin memerlukan langkah pembuatan file Gerber yang berbeda, semuanya menyandikan informasi penting yang komprehensif termasuk lapisan pelacakan tembaga, gambar bor, lubang, notasi komponen, dan opsi lainnya. Semua aspek desain PCB menjalani pemeriksaan pada saat ini. Perangkat lunak ini melakukan algoritma pengawasan pada desain untuk memastikan tidak ada kesalahan yang tidak terdeteksi. Perancang juga memeriksa rencana sehubungan dengan elemen yang berkaitan dengan lebar lintasan, jarak tepi papan, jarak lintasan dan lubang serta ukuran lubang.

Setelah pemeriksaan menyeluruh, desainer meneruskan file PCB ke PC Board House untuk produksi. Untuk memastikan desain memenuhi persyaratan toleransi minimum selama proses pembuatan, hampir semua Rumah Fab PCB menjalankan pemeriksaan Design for Manufacture (DFM) sebelum fabrikasi papan sirkuit.

Langkah 2: Dari File ke Film

Pencetakan PCB dimulai setelah desainer mengeluarkan file skema PCB dan produsen melakukan pemeriksaan DFM. Produsen menggunakan printer khusus yang disebut plotter, yang membuat film foto dari PCB, untuk mencetak papan sirkuit. Produsen akan menggunakan film tersebut untuk menggambarkan PCB. Meskipun ini adalah printer laser, ini bukan printer laser jet standar. Plotter menggunakan teknologi pencetakan yang sangat presisi untuk menghasilkan film desain PCB yang sangat detail.

Produk akhir menghasilkan lembaran plastik dengan foto negatif PCB dengan tinta hitam. Untuk lapisan dalam PCB, tinta hitam melambangkan bagian tembaga konduktif pada PCB. Bagian gambar yang tersisa menunjukkan area bahan non-konduktif. Lapisan luar mengikuti pola sebaliknya: bening untuk tembaga, tetapi hitam mengacu pada area yang akan digores. Plotter secara otomatis mengembangkan film, dan film disimpan dengan aman untuk mencegah kontak yang tidak diinginkan.

Setiap lapisan PCB dan masker solder menerima lembaran film bening dan hitamnya sendiri. Secara total, PCB dua lapis membutuhkan empat lembar: dua untuk lapisan dan dua untuk masker solder. Menariknya, semua film harus berkorespondensi secara sempurna satu sama lain. Ketika digunakan secara harmonis, mereka memetakan keselarasan PCB.

Untuk mencapai kesejajaran sempurna pada semua film, lubang registrasi harus dilubangi pada semua film. Ketepatan lubang terjadi dengan menyesuaikan meja tempat film berada. Ketika kalibrasi kecil pada tabel menghasilkan kecocokan yang optimal, lubang akan dilubangi. Lubang-lubang tersebut akan masuk ke dalam pin registrasi pada langkah selanjutnya dari proses pencitraan.

Langkah 3: Mencetak Lapisan Dalam: Ke Mana Perginya Tembaga?

Pembuatan film pada langkah sebelumnya bertujuan untuk memetakan gambaran jalur tembaga. Sekarang saatnya mencetak gambar pada film ke kertas tembaga.

Langkah dalam pembuatan PCB ini adalah persiapan untuk membuat PCB yang sebenarnya. Bentuk dasar PCB terdiri dari papan laminasi yang bahan intinya adalah resin epoksi dan serat kaca disebut juga bahan substrat. Laminasi berfungsi sebagai badan ideal untuk menerima tembaga yang menyusun PCB. Bahan substrat memberikan titik awal yang kokoh dan tahan debu untuk PCB. Tembaga sudah diikat sebelumnya di kedua sisi. Prosesnya melibatkan pemotongan tembaga untuk mengungkap desain film.

Dalam konstruksi PCB, kebersihan memang penting. Laminasi sisi tembaga dibersihkan dan dimasukkan ke dalam lingkungan yang didekontaminasi. Selama tahap ini, sangat penting agar tidak ada partikel debu yang menempel pada laminasi. Setitik kotoran yang salah dapat menyebabkan korsleting atau tetap terbuka.

Selanjutnya, panel bersih menerima lapisan film peka cahaya yang disebut photo resist. Photo resist terdiri dari lapisan bahan kimia foto reaktif yang mengeras setelah terkena sinar ultra violet. Hal ini memastikan kecocokan yang tepat dari film foto dengan penahan foto. Film-film tersebut dipasang pada pin yang menahannya di atas panel laminasi.

Film dan papan berbaris dan menerima pancaran sinar UV. Cahaya melewati bagian bening film, mengeraskan photo resist pada tembaga di bawahnya. Tinta hitam dari plotter mencegah cahaya mencapai area yang tidak dimaksudkan untuk mengeras, dan area tersebut dijadwalkan untuk dihilangkan.

Setelah papan siap, papan dicuci dengan larutan alkali untuk menghilangkan sisa foto yang tidak mengeras. Pencucian bertekanan terakhir menghilangkan sisa apa pun di permukaan. Papan tersebut kemudian dikeringkan.

Produk muncul dengan ketahanan yang menutupi area tembaga yang dimaksudkan untuk tetap berada dalam bentuk akhir. Seorang teknisi memeriksa papan untuk memastikan tidak ada kesalahan yang terjadi selama tahap ini. Semua hambatan yang ada pada titik ini menunjukkan tembaga yang akan muncul di PCB jadi.

Langkah ini hanya berlaku untuk papan dengan lebih dari dua lapisan. Papan dua lapis sederhana langsung saja dibor. Papan multi-lapis memerlukan lebih banyak langkah.

Langkah 4: Menghapus Tembaga yang Tidak Diinginkan

Setelah penahan foto dihilangkan dan penahan yang mengeras menutupi tembaga yang ingin kita simpan, papan melanjutkan ke tahap berikutnya: pelepasan tembaga yang tidak diinginkan. Sama seperti larutan alkali yang menghilangkan resistensi, bahan kimia yang lebih kuat akan menghilangkan kelebihan tembaga. Rendaman larutan pelarut tembaga menghilangkan semua tembaga yang terbuka. Sementara itu, tembaga yang diinginkan tetap terlindungi sepenuhnya di bawah lapisan photo resist yang mengeras.

Tidak semua papan tembaga diciptakan sama. Beberapa papan yang lebih berat memerlukan pelarut tembaga dalam jumlah lebih besar dan lama pemaparan yang bervariasi. Sebagai catatan tambahan, papan tembaga yang lebih berat memerlukan perhatian tambahan untuk jarak lintasan. Kebanyakan PCB standar mengandalkan spesifikasi serupa.

Sekarang setelah pelarut menghilangkan tembaga yang tidak diinginkan, lapisan penahan yang mengeras yang melindungi tembaga pilihan perlu dibersihkan. Pelarut lain menyelesaikan tugas ini. Papan sekarang berkilau hanya dengan substrat tembaga yang diperlukan untuk PCB.

Langkah 5: Penyelarasan Lapisan dan Inspeksi Optik

Dengan semua lapisan bersih dan siap, lapisan memerlukan pukulan penyelarasan untuk memastikan semuanya sejajar. Lubang registrasi menyelaraskan lapisan dalam dengan lapisan luar. Teknisi menempatkan lapisan-lapisan tersebut ke dalam mesin yang disebut pelubang optik, yang memungkinkan korespondensi yang tepat sehingga lubang registrasi dapat dilubangi secara akurat.

Setelah lapisan-lapisan tersebut ditempatkan bersama-sama, mustahil untuk memperbaiki kesalahan apa pun yang terjadi pada lapisan dalam. Mesin lain melakukan inspeksi optik otomatis pada panel untuk memastikan tidak adanya cacat total. Desain asli dari Gerber yang diterima pabrikan berfungsi sebagai model. Mesin memindai lapisan menggunakan sensor laser dan mulai membandingkan gambar digital secara elektronik dengan file Gerber asli.

Jika mesin menemukan ketidakkonsistenan, perbandingannya ditampilkan pada monitor untuk dinilai oleh teknisi. Setelah lapisan tersebut lolos inspeksi, lapisan tersebut berpindah ke tahap akhir produksi PCB.

Langkah 6: Layer-up dan Bond

Pada tahap ini, papan sirkuit mulai terbentuk. Semua lapisan yang terpisah menunggu penyatuannya. Setelah lapisan-lapisan tersebut siap dan terkonfirmasi, mereka hanya perlu menyatu. Lapisan luar harus menyatu dengan substrat. Prosesnya terjadi dalam dua langkah: layer-up dan bonding.

Bahan lapisan luar terdiri dari lembaran fiber glass yang telah diresapi sebelumnya dengan resin epoksi. Singkatan dari hal ini disebut prepreg. Foil tembaga tipis juga menutupi bagian atas dan bawah substrat asli, yang berisi jejak ukiran tembaga. Sekarang, waktunya menyatukan keduanya.

Ikatan terjadi pada meja baja berat dengan klem logam. Lapisan-lapisan tersebut terpasang dengan aman ke dalam pin yang terpasang pada meja. Semuanya harus pas untuk mencegah pergeseran selama penyelarasan.

Seorang teknisi memulai dengan menempatkan lapisan prepreg di atas cekungan penyelarasan. Lapisan substrat dipasang di atas prepreg sebelum lembaran tembaga ditempatkan. Lembaran prepreg selanjutnya diletakkan di atas lapisan tembaga. Terakhir, aluminium foil dan pelat penekan tembaga melengkapi tumpukannya. Sekarang sudah siap untuk ditekan.

Seluruh operasi menjalani rutinitas otomatis yang dijalankan oleh komputer bonding press. Komputer mengatur proses pemanasan tumpukan, titik di mana tekanan harus diberikan, dan kapan tumpukan harus didinginkan dengan kecepatan yang terkendali.

Selanjutnya, sejumlah pembongkaran terjadi. Dengan semua lapisan dicetak bersama dalam sandwich super kemuliaan PCB, teknisi cukup membongkar produk PCB multi-lapis. Caranya cukup mudah, yaitu melepas pin penahan dan membuang pelat penekan atas. Kebaikan PCB muncul sebagai pemenang dari dalam cangkang pelat tekan aluminiumnya. Foil tembaga, yang disertakan dalam proses, tetap menjadi lapisan luar PCB.

Langkah 7: Bor

Akhirnya, lubang dibuat pada papan tumpukan. Semua komponen yang direncanakan akan hadir kemudian, seperti penghubung tembaga melalui lubang dan aspek bertimbal, bergantung pada ketepatan lubang bor yang presisi. Lubang-lubang tersebut dibor hingga selebar rambut - diameter bor mencapai 100 mikron, sedangkan rambut rata-rata berukuran 150 mikron.

Untuk menemukan lokasi target pengeboran, pencari lokasi sinar-X mengidentifikasi tempat target pengeboran yang tepat. Kemudian, lubang registrasi yang tepat dibor untuk mengamankan tumpukan untuk rangkaian lubang yang lebih spesifik.

Sebelum pengeboran, teknisi menempatkan papan bahan penyangga di bawah target bor untuk memastikan lubang yang bersih dibuat. Bahan keluar mencegah robekan yang tidak diperlukan pada pintu keluar bor.

Komputer mengontrol setiap gerakan mikro pada bor - wajar jika produk yang menentukan perilaku mesin bergantung pada komputer. Mesin yang digerakkan oleh komputer menggunakan file pengeboran dari desain aslinya untuk mengidentifikasi titik yang tepat untuk dibor.

Bor ini menggunakan spindel yang digerakkan oleh udara yang berputar pada 150.000 rpm. Pada kecepatan ini, Anda mungkin mengira pengeboran terjadi dalam sekejap, namun ada banyak lubang yang harus dibor. Rata-rata PCB berisi lebih dari seratus titik lubang utuh. Dalam melakukan pengeboran, masing-masing membutuhkan momen khusus tersendiri dengan bor, sehingga membutuhkan waktu. Lubang-lubang tersebut kemudian menampung vias dan lubang pemasangan mekanis untuk PCB. Pembubuhan akhir bagian-bagian ini terjadi kemudian, setelah pelapisan.

Setelah pengeboran selesai, tembaga tambahan yang melapisi tepi panel produksi dikeluarkan dengan alat pembuatan profil.

Langkah 8: Pelapisan dan Deposisi Tembaga

Setelah pengeboran, panel dipindahkan ke pelapisan. Prosesnya menggabungkan lapisan-lapisan yang berbeda menggunakan deposisi kimia. Setelah pembersihan menyeluruh, panel menjalani serangkaian rendaman kimia. Selama penangas, proses pengendapan kimia mengendapkan lapisan tipis - setebal satu mikron - tembaga di atas permukaan panel. Tembaga masuk ke dalam lubang yang baru saja dibor.

Sebelum langkah ini, permukaan bagian dalam lubang hanya memperlihatkan bahan fiber glass yang membentuk bagian dalam panel. Pemandian tembaga sepenuhnya menutupi, atau melapisi, dinding lubang. Secara kebetulan, seluruh panel menerima lapisan tembaga baru. Yang terpenting, lubang baru sudah tertutup. Komputer mengontrol seluruh proses pencelupan, pelepasan, dan prosesi.

Langkah 9: Pencitraan Lapisan Luar

Pada Langkah 3, kami menerapkan photo resist pada panel. Pada langkah ini, kita melakukannya lagi - kecuali kali ini, kita menggambarkan lapisan luar panel dengan desain PCB. Kami memulai dengan lapisan di ruangan steril untuk mencegah kontaminan menempel pada permukaan lapisan, kemudian menerapkan lapisan photo resist pada panel. Panel yang sudah disiapkan masuk ke ruang kuning. Lampu UV mempengaruhi resistensi foto. Panjang gelombang cahaya kuning tidak membawa tingkat UV yang cukup untuk mempengaruhi resistensi foto.

Transparansi tinta hitam diamankan dengan pin untuk mencegah ketidaksejajaran dengan panel. Saat panel dan stensil bersentuhan, generator menyinari panel dan stensil dengan sinar UV tinggi, yang mengeraskan ketahanan foto. Panel kemudian masuk ke mesin yang menghilangkan hambatan yang tidak mengeras, dilindungi oleh opasitas tinta hitam.

Proses ini merupakan kebalikan dari proses yang terjadi pada lapisan dalam. Terakhir, pelat luar menjalani pemeriksaan untuk memastikan semua penolakan foto yang tidak diinginkan telah dihilangkan pada tahap sebelumnya.

Langkah 10: Pelapisan

Kami kembali ke ruang pelapisan. Seperti yang kami lakukan pada Langkah 8, kami melapisi panel dengan lapisan tembaga tipis. Bagian panel yang terbuka dari tahap photo resist lapisan luar menerima pelapisan listrik tembaga. Setelah rendaman pelapisan tembaga awal, panel biasanya menerima pelapisan timah, yang memungkinkan pembuangan semua sisa tembaga di papan yang dijadwalkan untuk dilepas. Timah melindungi bagian panel yang dimaksudkan untuk tetap tertutup tembaga selama tahap pengetsaan berikutnya. Etsa menghilangkan lapisan tembaga yang tidak diinginkan dari panel.

Langkah 11: Etsa Terakhir

Timah melindungi tembaga yang diinginkan selama tahap ini. Tembaga dan tembaga terbuka yang tidak diinginkan di bawah lapisan penahan yang tersisa akan dihilangkan. Sekali lagi, larutan kimia diterapkan untuk menghilangkan kelebihan tembaga. Sementara itu, timah melindungi nilai tembaga pada tahap ini.

Area penghantar dan koneksi kini telah dibangun dengan baik.

Langkah 12: Aplikasi Masker Solder

Sebelum masker solder diaplikasikan pada kedua sisi papan, panel dibersihkan dan ditutup dengan tinta masker solder epoksi. Papan menerima pancaran sinar UV, yang melewati film foto topeng solder. Bagian yang tertutup tetap tidak mengeras dan akan dihilangkan.

Terakhir, papan dimasukkan ke dalam oven untuk mengeringkan masker solder.

Langkah 13: Permukaan Selesai

Untuk menambahkan kemampuan solder ekstra pada PCB, kami melapisinya secara kimia dengan emas atau perak. Beberapa PCB juga menerima bantalan yang diratakan dengan udara panas selama tahap ini. Perataan udara panas menghasilkan bantalan yang seragam. Proses itu mengarah pada pembentukan permukaan akhir. PCBCart dapat memproses berbagai jenis permukaan akhir sesuai dengan permintaan spesifik pelanggan.

Langkah 14: Layar Sutra

Papan yang hampir selesai menerima tulisan ink-jet di permukaannya, digunakan untuk menunjukkan semua informasi penting yang berkaitan dengan PCB. PCB akhirnya lolos ke tahap pelapisan dan pengawetan terakhir.

Langkah 15: Uji Listrik

Sebagai tindakan pencegahan terakhir, teknisi melakukan tes kelistrikan pada PCB. Prosedur otomatis memastikan fungsionalitas PCB dan kesesuaiannya dengan desain aslinya. Di PCBCart, kami menawarkan pengujian kelistrikan versi lanjutan yang disebut Pengujian Probe Terbang, yang bergantung pada probe yang bergerak untuk menguji kinerja kelistrikan setiap jaring pada papan sirkuit kosong.

Langkah 16: Pembuatan Profil dan V-Scoring

Sekarang kita sampai pada langkah terakhir: memotong. Papan yang berbeda dipotong dari panel aslinya. Metode yang digunakan berpusat pada penggunaan router atau v-groove. Router meninggalkan tab kecil di sepanjang tepi papan sementara alur v memotong saluran diagonal di kedua sisi papan. Kedua cara tersebut memungkinkan papan keluar dengan mudah dari panel.

Butuh Seseorang untuk Memproduksi PCB Anda? JIEFU dapat membantu!

Seperti yang Anda lihat, banyak pekerjaan yang dilakukan dalam proses pembuatan papan sirkuit cetak. Untuk menjamin PCB diproduksi dengan kualitas, kinerja, dan daya tahan yang Anda harapkan, Anda harus memilih Produsen yang memiliki keahlian tingkat tinggi dan fokus pada kualitas di setiap tahap.

Dengan gagasan bahwa kesuksesan kami diukur dari kesuksesan klien kami, kami fokus pada perhatian dan perhatian terhadap detail yang dibutuhkan setiap langkah pembuatan PCB. Kami juga menawarkan pengemasan, penimbangan, dan pengiriman vakum untuk memastikan pesanan PCB Anda tiba dengan aman dan bebas dari kerusakan. Hingga saat ini, kami memiliki papan sirkuit cetak untuk perusahaan dari semua ukuran di lebih dari 80 negara, dan kami bertujuan untuk mengirimkan PCB produksi kami ke seluruh penjuru dunia di tahun-tahun mendatang.

Kami menawarkan prototipe PCB quickturn, produksi PCB massal, dan layanan perakitan. Kutipan selalu cepat dan GRATIS.

ATAU, lihat artikel berikut untuk mempelajari lebih lanjut tentang layanan kami. Jika Anda memiliki pertanyaan atau lebih suka berdiskusi dengan kami secara langsung, silakan hubungi kami di sini.