Обзор обработки внешних слоев печатных плат

Kella Knack
|  Создано: 7 Апреля, 2020  |  Обновлено: 7 Мая, 2020
Обзор обработки внешних слоев печатных плат

В предыдущей двухчастной статье я описал операции по изготовлению печатных плат, относящиеся к обработке внутренних слоев, ламинированию, сверлению и металлизации. Последний этап процесса - это обработка внешних слоев, которая описана ниже. Для подробного описания финишных покрытий внешних слоев; как формируются различные переходные отверстия и этапы, вовлеченные в процесс многослойной сборки, пожалуйста, обратитесь к моему предыдущему блогу. 

Начало обработки внешних слоев

Как только желаемая толщина медного покрытия печатной платы достигнута, необходимо удалить медь между элементами, чтобы определить узор внешнего слоя. Возникает вопрос о том, как удалить нежелательную медь, не разрушая целостность желаемой меди. Ответ показан на рисунке 1, который демонстрирует этапы обработки, вовлеченные в завершение внешних слоев печатной платы. 

Processing Steps for a Typical Outer Layer
Рисунок 1. Типичные этапы обработки внешних слоев

Здесь на медь, которая должна остаться на печатной плате после обработки, наносится другой металл, в данном случае, олово-свинец, припой или материал, соответствующий требованиям ROHS (сокращение опасных веществ). Олово-свинец защищает медный узор, позволяя нежелательную медь удалить путем травления. Рисунок 2 демонстрирует типичную линию, используемую для этой цели. Этапы этого процесса включают:

strip-etch-strip line
Рисунок 2. Линия удаления-травления-удаления внешнего слоя

Снятие защитного слоя для обнажения меди, которую необходимо удалить.
Удаление нежелательной меди. Удаление слоя припоя (обозначается как SES—снятие/травление/снятие).

На этом этапе процесса печатная плата выглядит, как показано на шаге 12 Рисунка 1. Требуется нанесение маски для защиты от припоя и легенды или шелкографии.

Рисунок 3 демонстрирует типичную машину для нанесения жидкой маски для припоя. Панель печатной платы подвешивается вертикально в машине, и на каждую сторону наносится занавес жидкой маски для припоя.

Soldermask Application Station
Рисунок 3. Станция нанесения жидкого фоторезиста для паяльной маски

После нанесения маски для защиты от припоя она высушивается до состояния, когда на ощупь становится липкой (сухой). Маска для припоя фоточувствительна. Как только она высохнет, её помещают в фотопечатную машину, подобную показанной на Рисунке 4.

Soldermask imaging station
Рисунок 4. Станция экспонирования паяльной маски

Разработка защитной маски для пайки является следующим шагом в процессе, который включает удаление маски с тех участков, которые будут паяться, или отверстий, в которые будут устанавливаться компоненты, такие как разъемы. Поскольку дорожки и площадки выполнены из меди, этот процесс называется SMOBC (маска стопа пайки поверх меди).

После нанесения защитной маски для пайки применяется легенда или шелкография, используя те же методы нанесения, что и для создания рисунка на футболке. Поскольку это процесс шелкографии, размер, расположение и точность элементов, которые могут быть размещены на печатной плате с помощью этого процесса, ограничены. Необходимо уделять внимание, чтобы размеры букв и ширина линий находились в пределах возможностей этого процесса. В некоторых случаях легенды создаются с использованием фоточувствительного материала, аналогичного жидкому фоторезисту для пайки.

После вышеизложенного, печатная плата фактически завершена, за исключением нанесения защитного покрытия на открытую медь. Это покрытие необходимо для предотвращения коррозии контактных площадок для монтажа компонентов и открытой меди, которая может произойти в атмосферном воздухе в очень короткие сроки. Нанесение внешнего слоя покрытия сохранит пригодность платы к пайке. Эти покрытия, а также их преимущества и недостатки, которые подробно описаны в ранее упомянутом блоге, включают:

  • Уровень пайки горячим воздухом
  • Органические покрытия или OSP, такие как Entec 106
  • Покрытие оловом
  • Электролитическая пайка
  • Электролитическое золочение поверх электролитического никелирования
  • Бесструйное никелирование под золотом (ENIG)
  • Бесструйное никелирование, палладирование, золочение (ENPIG)
  • Бесструйное палладирование, золочение (EPIG)
  • Бесструйное серебрение
  • Бесструйное оловянирование

После нанесения выбранного внешнего слоя покрытия, последним этапом процесса изготовления печатной платы является депанелизация. Эта операция выполняется с помощью машины, похожей на дрель.
Однако вместо сверла в устройстве используется фреза, похожая на ту, что применяется для обработки деревянных деталей. Эта фреза перемещается вокруг периметра печатной платы и вырезает её из панели. Если предполагается наличие отрывных перемычек, они формируются на этом этапе процесса. На этом этапе печатная плата завершена, и все, что остается, это тестирование голой платы.

Итог

Процесс нанесения внешних защитных покрытий является последним этапом в процессе изготовления печатных плат. Этот процесс включает удаление резиста для травления; травление ненужной меди, травление паяльной пасты, нанесение шелкографии или легенды и нанесение защитного покрытия на контактные площадки для монтажа компонентов и открытую медь. Следование описанным шагам на протяжении всего процесса изготовления печатных плат гарантирует, что изготовленная плата будет работать в соответствии с задумкой на протяжении всего срока службы продукта.

Есть вопросы? Звоните эксперту из Altium или продолжайте читать о планировании многослойной структуры вашей печатной платы в Altium Designer®.

Ссылки:

  1. Ричи, Ли В. и Засио, Джон Дж., "Сразу правильно, Практическое руководство по проектированию высокоскоростных печатных плат и систем, Том 2."

Об авторе

Об авторе

Келла Кнак (Kella Knack) является вице-президентом по маркетингу Speeding Edge – компании, занимающейся обучением, консалтингом и издательством в сфере быстродействующих конструкций, по таким темам, как анализ целостности сигналов, конструирование печатных плат и борьба с электромагнитными помехами. Ранее она работала в качестве консультанта по маркетингу во множестве высокотехнологичных компаний – от стартапов до многомиллиардных корпораций. Она также работала редактором в различных отраслевых изданиях, относящихся к рынку печатных плат, связи и автоматизации проектирования электроники.

Связанные ресурсы

Связанная техническая документация

Вернуться на главную
Thank you, you are now subscribed to updates.