Dit is hoe een PCB bedrijf produceert

Het fabricageproces van printplaten is zeer belangrijk voor iedereen die in de elektronica-industrie werkzaam is. Printplaten, PCB’s, worden zeer veel gebruikt als basis voor elektronische schakelingen. Printplaten worden gebruikt om de mechanische basis te leggen waarop de schakeling kan worden gebouwd. Bijgevolg wordt voor vrijwel alle schakelingen gebruik gemaakt van gedrukte schakelingen en worden deze ontworpen en gebruikt in hoeveelheden van miljoenen. Lees hier alles over hoe een PCB bedrijf produceert.

Hoewel printplaten tegenwoordig de basis vormen van vrijwel alle elektronische schakelingen, worden zij vaak als vanzelfsprekend beschouwd. Toch gaat de technologie op dit gebied van de elektronica vooruit. De spoorbreedte neemt af, het aantal lagen in de printplaten neemt toe om tegemoet te komen aan de toegenomen connectiviteit die nodig is, en de ontwerpregels worden verbeterd om ervoor te zorgen dat kleinere SMT-apparaten kunnen worden verwerkt en dat de bij de productie gebruikte soldeerprocessen kunnen worden toegepast.

Het fabricageproces van printplaten kan op verschillende manieren worden gerealiseerd en er zijn een aantal varianten. Ondanks de vele kleine variaties zijn de belangrijkste fasen in het PCB-productieproces dezelfde.

PCB-bestanddelen

Printplaten, PCB’s, kunnen worden gemaakt van een groot aantal verschillende stoffen. De meest gebruikte is een op glasvezel gebaseerde plaat die bekend staat als FR4. Dit biedt een redelijke mate van stabiliteit bij temperatuurschommelingen en gaat niet slecht kapot, terwijl het ook niet buitensporig duur is. Andere goedkopere materialen zijn beschikbaar voor de PCB’s in goedkope commerciële producten. Voor hoog performante radiofrequente ontwerpen waarbij de diëlektrische constante van het substraat belangrijk is, en lage verliesniveaus nodig zijn, kunnen op PTFE gebaseerde printplaten gebruikt worden, hoewel zij veel moeilijker te bewerken zijn.

Om een PCB te maken met sporen voor de componenten, wordt eerst een met koper beklede printplaat verkregen. Deze bestaat uit het substraatmateriaal, meestal FR4, met koperbekleding gewoonlijk aan beide zijden. Deze koperen bekleding bestaat uit een dunne laag koperplaat die op de plaat is gelijmd. Deze hechting is normaal zeer goed voor FR4, maar de aard zelf van PTFE maakt dit moeilijker, en dit voegt moeilijkheden toe aan de verwerking van PTFE PCBs.

Basis PCB fabricageproces

Wanneer de printplaten zijn gekozen en beschikbaar zijn, is de volgende stap het maken van de vereiste sporen op de printplaat en het verwijderen van het ongewenste koper. De vervaardiging van de PCB’s gebeurt meestal met behulp van een chemisch etsproces. De meest gebruikte vorm van etsen bij PCB’s is ijzerchloride.

Om het juiste sporenpatroon te verkrijgen, wordt een fotografisch proces gebruikt. Gewoonlijk wordt het koper op de kale printplaten bedekt met een dunne laag fotoresist. Deze wordt vervolgens aan licht blootgesteld door middel van een fotografische film of fotomasker waarop de gewenste sporen zijn aangegeven. Op deze wijze wordt de afbeelding van de sporen op de fotoresist overgebracht. Daarna wordt de foto-resist in een ontwikkelaar geplaatst, zodat alleen die delen van de printplaat waar de sporen moeten komen, met de resist worden bedekt.

De volgende stap in het proces is het plaatsen van de printplaten in het ijzerchloride om de gebieden te etsen waar geen sporen of koper nodig zijn. De concentratie van het ijzer(III)chloride en de dikte van het koper op de printplaat zijn bekend, en de printplaat wordt gedurende de vereiste tijd in het etsmiddel geplaatst. Als de printplaten te lang in het etsbad worden geplaatst, gaat er wat definitie verloren omdat de ijzerchloride de neiging heeft de fotoresist te ondermijnen.

Hoewel de meeste printplaten worden vervaardigd met behulp van fotografische bewerking, zijn er ook andere methoden beschikbaar. Een daarvan is het gebruik van een gespecialiseerde, zeer nauwkeurige freesmachine. De machine wordt dan bestuurd om het koper weg te frezen op die plaatsen waar het koper niet nodig is. De besturing is uiteraard geautomatiseerd en wordt aangestuurd vanuit bestanden gegenereerd door de PCB ontwerp-software. Deze vorm van PCB-fabricage is niet geschikt voor grote hoeveelheden, maar het is een ideale optie in veel gevallen waar zeer kleine hoeveelheden van een PCB prototype hoeveelheden nodig zijn.

Een andere methode die soms wordt gebruikt voor een PCB-prototype is het afdrukken van ets-resistente inkten op de PCB met behulp van een silk screening-proces. Kies voor een bedrijf dat volledige PCB service aanbiedt.