Pcbs का निर्माण कैसे किया जाता है

पीसीबी निर्माण में गेरबर्स और नेटलिस्ट सहित डिज़ाइन फ़ाइलों को भौतिक सर्किट बोर्डों में परिवर्तित करना शामिल है, जिस पर घटकों को रखा और टांका लगाया जा सकता है।

निर्माण प्रक्रिया डिजाइन आउटपुट फाइलों (गेरबर्स, नेटलिस्ट्स, ड्रिल फाइल्स, आदि) से शुरू होती है। ये आउटपुट फाइलें डिज़ाइन चरण के दौरान उत्पन्न होती हैं, जिसमें उत्पाद अवधारणाएँ विकसित करना, योजनाबद्ध इनपुट, लेआउट डिज़ाइन और फ़ाइल निर्माण शामिल हैं। अगले चरण में सर्किट बोर्डों का निर्माण और संयोजन शामिल है।

नीचे दिया गया फ़्लोचार्ट पीसीबी निर्माण में शामिल चरणों को दर्शाता है।

ए डिजाइन और बोर्ड आउटपुट फ़ाइलें

पीसीबी डिजाइनर से डिजाइन फाइलें प्राप्त करने के बाद, निर्माण जल्दी से शुरू होता है। डिजाइनर निर्माण के लिए गेरबर या ओडीबी प्लस प्लस प्रारूप में आउटपुट फाइलें बनाते हैं और असेंबली के लिए सामग्री (बीओएम) के बिल बनाते हैं।

निर्माता निर्माण प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले संभावित जोखिमों और त्रुटियों की पहचान करने के लिए डीएफएम निरीक्षण करते हैं। कुछ भी गलत होने पर डिजाइनरों/ग्राहकों को सतर्क कर दिया जाता है। सही की गई फ़ाइल को तब CAM (कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग) सिस्टम में फीड किया जाता है ताकि आर्टवर्क लेयर्स, ड्रिल होल डेटा, IPC नेटलिस्ट के प्रारूप को पहचाना जा सके और इलेक्ट्रॉनिक डेटा को इमेज में बदला जा सके। यह परत क्रम को भी सत्यापित करता है, डिज़ाइन नियम जाँच (DRC) चलाता है, और कई अन्य कार्य करता है।

इनपुट के रूप में Gerber फ़ाइल का उपयोग करके सभी परतों का विश्लेषण किया जाता है। स्टैकिंग योजना भी उसी के अनुसार आगे बढ़ेगी। बाद में, CAM विभिन्न निर्माण विभागों के लिए आउटपुट फाइल तैयार करेगा। आउटपुट फाइलों में ड्रिल प्रोग्राम (सब और मेन ड्रिल होल), इमेजिंग लेयर्स, सोल्डर मास्क फाइल आउटपुट, रूटिंग फाइल्स और आईपीसी नेटलिस्ट्स शामिल हैं।

बी भीतरी परत इमेजिंग

लघुकरण के कारण निर्माता ज्यादातर एलडीआई (लेजर डायरेक्ट इमेजिंग) का उपयोग करते हैं। उन्होंने प्लॉटर नामक एक विशेष प्रिंटर का भी उपयोग किया, जिसने सर्किट छवियों को प्रिंट करने के लिए सर्किट परतों, सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन परतों की फोटोग्राफिक फिल्में बनाईं। पैनल में एक फोटोसेंसिटिव फिल्म होती है जिसे फोटोरेसिस्ट कहा जाता है। Photoresists में photoreactive रसायनों की एक परत शामिल होती है जो पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आने पर पोलीमराइज़ हो जाती है। पैनल अब एक कंप्यूटर नियंत्रित लेजर के अधीन है। कंप्यूटर सर्किट बोर्ड की सतह को स्कैन करता है और इसे डिजिटल इमेज में परिवर्तित करता है। यह डिजिटल छवि एक प्रीलोडेड CAD/CAM डिज़ाइन फ़ाइल से मेल खाती है जिसमें आवश्यक छवि विनिर्देश होते हैं। इसी प्रकार भीतरी परत पर नकारात्मक छवि बनती है।

एलडीआई का प्रक्रिया प्रवाह निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है:

छवि विकसित करने के बाद, कठोर फोटोरेसिस्ट (तांबे को सुरक्षा के लिए आवश्यक) एक क्षारीय समाधान के साथ हटा दिया जाता है।

सी नक़्क़ाशी

पीसीबी निर्माण में, नक़्क़ाशी बोर्ड से अवांछित तांबे (सीयू) को हटाने की प्रक्रिया है। अनवांटेड कॉपर और कुछ नहीं बल्कि नॉन-सर्किट कॉपर है। नतीजतन, एक वांछित सर्किट पैटर्न प्राप्त होता है।

सर्किट बोर्ड निर्माता आमतौर पर गीली नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। गीली नक़्क़ाशी में, रासायनिक घोल में डुबोए जाने पर अवांछित सामग्री घुल जाती है।

नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान विचार करने के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं जिस गति से पैनल को स्थानांतरित किया जाता है, रसायनों का स्प्रे, और तांबे की मात्रा को उकेरा जाना है। पूरी प्रक्रिया एक कन्वेयर-प्रकार के उच्च दबाव वाले परमाणु कक्ष में की जाती है।

डी. Photoresist स्ट्रिपिंग

इस प्रक्रिया के दौरान, शेष फोटोरेसिस्ट को तांबे से उकेरा जाता है। इस प्रक्रिया में पानी में संक्षारक कणों (रासायनिक एजेंटों) को भंग करने के लिए एक उच्च दबाव वाले पानी के कुल्ला का उपयोग करना शामिल है, जो फोटोरेसिस्ट को नष्ट कर देता है।

ई। निरीक्षण और नक़्क़ाशी के बाद पंच

सभी परतें साफ और तैयार होने के साथ, निर्माता बेहतर परत-दर-परत संरेखण के लिए आंतरिक परतों पर प्रदान किए गए लक्ष्यों का उपयोग करके संरेखण छिद्रों को पंच करना सुनिश्चित करता है। सटीक आंतरिक और बाहरी परत संरेखण प्राप्त करने के लिए परतों को एक ऑप्टिकल पंच में रखा जाता है।

इस पद्धति में निरीक्षण सर्किट बोर्ड की सतह को नेत्रहीन रूप से स्कैन करके पूरा किया जाता है। सर्किट बोर्ड को विभिन्न प्रकाश स्रोतों से प्रकाशित किया जाता है, जिसके लिए एक या अधिक हाई-डेफिनिशन कैमरों का उपयोग किया जाता है। इस तरह एओआई (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) प्रणाली सत्यापन के लिए बोर्ड की एक पूरी छवि बनाती है।

एफ ब्राउन ऑक्साइड कोटिंग

यहां, लेमिनेशन के बाद आंतरिक परतों के ऑक्सीकरण और क्षरण को रोकने के लिए कॉपर सर्किट पैटर्न को ब्राउन ऑक्साइड के साथ लेपित किया गया है। इसके अतिरिक्त, यह प्रीपेग के साथ बंधन के लिए बेहतर बंधन गुण प्रदान करता है।

जी। लेमिनेशन

लैमिनेशन नियंत्रित तापमान और दबाव के तहत प्रीपरग, कॉपर फ़ॉइल, इनर कोर को सममित ढेर में जोड़ने की प्रक्रिया है। यह दो चरणों वाली प्रक्रिया है:

स्टैकअप तैयारी

संबंध

मल्टीलेयर बोर्ड कॉपर फॉइल, प्रीपरग और इनर कोर से बने होते हैं। ये ताप और दाब लगाकर आपस में जुड़े रहते हैं। बेहतर बॉन्डिंग के लिए, गर्म और ठंडे दोनों तरह के प्रेसिंग के लिए मैकेनिकल प्रेस का उपयोग किया जाता है। बॉन्डर कंप्यूटर स्टैक को गर्म करने, दबाव लागू करने और स्टैक को नियंत्रित दर पर ठंडा करने की प्रक्रिया का प्रबंधन करता है।

निम्नलिखित आरेख LDI प्रक्रिया का सार प्रस्तुत करता है:

एच ड्रिलिंग

ड्रिलिंग प्रक्रिया के दौरान, छेद और लीड घटकों के माध्यम से छेद ड्रिल करें। एक्स-रे ड्रिल आंतरिक परत में लक्ष्य का पता लगाती है। मशीन पायलट छेदों को सटीक रूप से ड्रिल करती है। मशीन कंप्यूटर नियंत्रित है, जहां ऑपरेटर एक विशिष्ट ड्रिलिंग प्रोग्राम का चयन कर सकता है। यह XY निर्देशांक को सही दिशा में रखता है। व्यास में 100 माइक्रोन तक के छेद ड्रिल किए जा सकते हैं। मशीन सही आकार के ड्रिल का चयन भी कर सकती है और उसके अनुसार प्रदर्शन कर सकती है।

ड्रिलिंग छेद धातु के उभरे हुए सिरे बनाता है जिसे आमतौर पर बर कहा जाता है। डिबगिंग प्रक्रिया सर्किट बोर्ड की सतह से किसी भी गड़गड़ाहट या अशुद्धियों को दूर करती है।

1. इलेक्ट्रोलेस कॉपर चढ़ाना

इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया में पहला कदम छेद की दीवारों पर तांबे की एक बहुत पतली परत को रासायनिक रूप से जमा करके छेद बैरल को प्रवाहकीय बनाना है। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलेस कॉपर प्लेटिंग कहा जाता है। प्रतिक्रिया एक उत्प्रेरक द्वारा शुरू की जाती है। पूरी तरह से सफाई के बाद, पैनल लगातार रासायनिक स्नान से गुजरते हैं। लगभग {{0}}.08 से 0.1 माइक्रोन मोटी तांबे की एक परत होल बैरल और पैनल की सतह पर जमा होती है।

जे। बाहरी परत इमेजिंग

हम आंतरिक परत इमेजिंग के लिए पैनल पर फोटोरेसिस्ट का उपयोग करते हैं। इसी तरह, सकारात्मक छवि का उपयोग करके पैनल की बाहरी परत की छवि बनाई जाएगी। यहां, प्रक्रिया प्रिंटिंग प्लेट नक़्क़ाशी विधि का अनुसरण करती है। पहले चरण में संदूषण और धूल के कणों को पैनल का पालन करने से रोकने के लिए पैनल की सफाई करना शामिल है। इसके बाद, पैनल पर फोटोरेसिस्ट की एक परत लगाई जाती है। इसके बाद इमेज को प्रिंट करने के लिए LDI का इस्तेमाल किया जाता है।

के। कॉपर चढ़ाना

इस चरण में, छिद्रों और सतहों पर तांबे का विद्युत लेपन किया जाता है। पैनल को ऑपरेटर द्वारा फ्लाइट स्टिक में लोड किया जाता है। पैनल छिद्रों और सतहों पर विद्युत लेपन के लिए कैथोड के रूप में कार्य करता है, क्योंकि छिद्रों में प्रवाहकीय तांबे की एक पतली परत जमा होती है, जो विद्युत लेपन के लिए तैयार होती है। यह स्वचालित चढ़ाना लाइन द्वारा किया जाता है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग से पहले, पैनलों को कई स्नान में साफ और सक्रिय किया जाता है। पैनलों के प्रत्येक सेट को कंप्यूटर नियंत्रित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे प्रत्येक टब में निश्चित समय के लिए रहें। आमतौर पर, छेद वाले बैरल में 1 मील मोटा तांबा जमा किया जाता है।

कॉपर प्लेटिंग के बाद, टिन प्लेटिंग का नंबर आता है। टिन चढ़ाना प्रतिरोध के रूप में प्रयोग किया जाता है। यह बाहरी परत की नक़्क़ाशी के दौरान सतह की विशेषताओं जैसे कॉपर पैड, होल पैड और होल वॉल के क्षरण को रोकता है।

एल फोटोरेसिस्ट स्ट्रिपिंग

एक बार जब पैनल चढ़ाया जाता है, तो फोटोरेसिस्ट अवांछित हो जाता है और अवांछित तांबे का पर्दाफाश करने के लिए पैनल से अलग होने की जरूरत होती है। यहां, अवांछित तांबे को ढकने वाले प्रतिरोध को भंग करने और धोने के लिए एक सतत रेखा का उपयोग किया जाता है। यह लिफ्ट-ईच-स्ट्रिपिंग प्रक्रिया का पहला चरण है।

एम। फाइनल एच

इस चरण में, अमोनिया वगैरह का उपयोग करके अवांछित उजागर तांबे को हटा दिया जाता है। वहीं, टिन वांछित तांबे को धारण कर सकता है। इस बिंदु पर, प्रवाहकीय क्षेत्र और कनेक्शन ठीक से स्थापित हैं।

एन टिन स्ट्रिपिंग

नक़्क़ाशी के बाद तांबे के निशान पर टिन की परत हट जाएगी। टिन को हटाने के लिए केंद्रित नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाता है, यह उसके नीचे तांबे के सर्किट ट्रैक को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। इसका परिणाम पीसीबी पर स्पष्ट, अलग तांबे के निशान होते हैं।

ओ सोल्डर मास्क आवेदन

सोल्डर मास्क के निम्नलिखित उपयोग हैं:

यह निशान के लिए इन्सुलेशन प्रतिरोध प्रदान करता है।

वेल्डेबल और नॉन-वेल्डेबल क्षेत्रों में अंतर करें।

गैर-वेल्डेबल क्षेत्रों को स्याही से कवर करके पर्यावरणीय परिस्थितियों से सुरक्षा प्रदान करता है।

एलपीआई (लिक्विड फोटो इमेजिंग) मास्क पॉलिमर के साथ सॉल्वैंट्स को मिलाकर एक पतली कोटिंग बनाते हैं जो विभिन्न सर्किट बोर्ड सतहों का पालन करती है। प्रिंटर लेपित पैनल को चित्रित करता है। मशीन में यूवी प्रकाश स्पष्ट क्षेत्रों में स्याही को सख्त कर देता है। उसके बाद, इमेजिंग पैनल से सभी कठोर प्रतिरोधों को हटा दें।

एलपीआई इलाज (सुखाने) स्याही को ढांकता हुआ जोड़ती है। यह सोल्डर मास्क आसंजन की सुविधा प्रदान करता है। बेकिंग का अंतिम चरण ओवन में या इन्फ्रारेड ताप स्रोत के तहत होता है।

हरे रंग को एक विशिष्ट सोल्डर मास्क रंग के रूप में चुना गया था क्योंकि यह आँखों को तनाव नहीं देता। इससे पहले कि मशीनें उत्पादन और असेंबली के दौरान पीसीबी का निरीक्षण कर सकें, सभी निरीक्षण मैन्युअल रूप से किए जाते हैं। सर्किट बोर्डों का निरीक्षण करने के लिए तकनीशियन जिन ओवरहेड लाइट्स का उपयोग करते हैं, वे हरे सोल्डर मास्क द्वारा प्रतिबिंबित नहीं होती हैं, जिससे वे उनकी आंखों के लिए सुरक्षित हो जाते हैं।

पी। सतह खत्म

पीसीबी फिनिश सर्किट बोर्ड के सोल्डरेबल एरिया पर नंगे तांबे और घटकों के बीच मेटल-टू-मेटल कनेक्शन है। एक सर्किट बोर्ड की सब्सट्रेट तांबे की सतह सुरक्षात्मक कोटिंग के बिना ऑक्सीकरण के लिए अतिसंवेदनशील होती है। इसलिए, इसे ऑक्सीकरण से बचाने के लिए सतह खत्म करना महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, यह असेंबली के दौरान बोर्ड को टांका लगाने के लिए घटकों को तैयार करता है और बोर्ड के शेल्फ जीवन को बढ़ाता है।

विभिन्न प्रकार के सतही उपचार हैं। हालांकि, सख्त RoHS विशिष्टताओं के कारण सीसा रहित सतह परिसज्जा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फिनिश चुनते समय लागत, पर्यावरण, घटक चयन, शेल्फ लाइफ और उपज जैसे कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।

Q. सिल्कस्क्रीन

इस प्रक्रिया में, एक इंकजेट प्रोजेक्टर का उपयोग सर्किट बोर्ड के डिजिटल डेटा से सीधे लेजेंड की छवि बनाने के लिए किया जाता है। स्याही एक इंकजेट प्रिंटर का उपयोग करके पैनल की सतह पर स्क्रीन प्रिंटेड (स्मीयर्ड) होती है। स्याही को ठीक करने के लिए पैनल को बेक किया जाता है। यह विभिन्न प्रकार के टेक्स्ट को निर्दिष्ट करता है जैसे भाग संख्या, नाम, कोड, लोगो आदि।

मुद्रण के तीन तरीके हैं:

मैनुअल स्क्रीन प्रिंटिंग

प्रत्यक्ष किंवदंती मुद्रण

आर विद्युत परीक्षण

ई-परीक्षण नंगे मुद्रित सर्किट बोर्ड विद्युत परीक्षण के लिए खड़ा है। इस चरण में, शॉर्ट, ओपन, प्रतिरोध, समाई, और अन्य बुनियादी विद्युत विशेषताओं के लिए प्रत्येक अनमाउंट सर्किट बोर्ड की जांच करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक जांच का उपयोग करें। ई-परीक्षण नेटलिस्ट फ़ाइल के विरुद्ध बोर्ड की चालकता की जाँच करता है। नेटलिस्ट में पीसीबी के कंडक्टिव इंटरकनेक्शन पैटर्न के बारे में जानकारी होती है।

कार्यक्षमता का परीक्षण करने के लिए कीलों के बिस्तर और उड़ान जांच परीक्षण को लागू करें।

फ्लाइंग जांच परीक्षण

फ्लाइंग जांच परीक्षण एक जांच का उपयोग करता है जो विशिष्ट सॉफ़्टवेयर द्वारा प्रदान किए गए निर्देशों के अनुसार एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर जाता है। यह एक स्थिरता रहित परीक्षण विधि है। शुरुआत में, एक फ्लाइंग प्रोब टेस्ट प्रोग्राम (FPT) तैयार किया जाता है और फिर FPT टेस्टर में लोड किया जाता है। परीक्षक विद्युत संकेतों और शक्ति को जांच बिंदुओं पर लागू करता है, जिसे तब परीक्षण प्रक्रिया के अनुसार मापा जाता है।

कीलों से बना बिस्तर

नंगे बोर्डों के विद्युत परीक्षण के लिए नाखूनों का बिस्तर पारंपरिक तरीका है। इसके लिए पीसीबी पर परीक्षण स्थानों के साथ संरेखित पिनों के साथ एक परीक्षण टेम्पलेट बनाने की आवश्यकता होती है। प्रक्रिया तेज है और बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रणालियों के लिए उपयुक्त है।

एस विश्लेषण और वी स्कोरिंग

सर्किट बोर्ड अंतिम निर्माण चरण में उत्पादन पैनल से आकार और कट जाते हैं। उपयोग की जाने वाली विधि या तो पोस्ट होल या वी-आकार के स्लॉट का उपयोग करने के लिए है। वी-खांचे बोर्ड के दोनों किनारों पर विकर्ण चैनलों को काटते हैं, जबकि पोस्टहोल सीमा के साथ किनारे के खांचे छोड़ते हैं। किसी भी स्थिति में, बोर्डों को केवल पैनल से बाहर निकाला जा सकता है।