Wie läuft der PCB-Herstellungsprozess ab?

Als Träger elektronischer Komponenten spielen Leiterplatten eine wichtige Rolle in der Elektronikfertigung. Ihr Produktionsprozess ist komplex und präzise und wirkt sich direkt auf die Leistung und Qualität des Endprodukts aus. WonderfulPCB, ein vertrauenswürdiger SMT-Verarbeitungsbetrieb, bietet eine detaillierte Analyse des PCB-Produktionsprozesses, um Elektronikherstellern und Beschaffungsteams ein besseres Verständnis zu ermöglichen.

Überblick über den PCB-Produktionsprozess

Der Leiterplattenherstellungsprozess lässt sich in mehrere Hauptphasen unterteilen: Herstellung der Innenschicht, Laminierung, Bohren, Metallisierung, Herstellung der Außenschicht, Oberflächenschutz sowie Endkontrolle und Verpackung. Jeder Schritt umfasst verschiedene Techniken und Technologien und erfordert ein hohes Maß an Präzision und Fachwissen.

Herstellung der Innenschicht

Die inneren Lagen bilden den Kern der Leiterplatte und verbinden die elektronischen Komponenten. Der Prozess umfasst:

Brettschneiden: Zuschneiden des ursprünglichen PCB-Substrats auf die für die Produktion erforderliche Größe.
Vorbehandlung: Reinigen der Substratoberfläche zum Entfernen von Öl, Oxiden und anderen Verunreinigungen, um einen reibungslosen Ablauf in den nachfolgenden Schritten zu gewährleisten.
Laminierung: Aufbringen einer Schicht Trockenfilm auf die Oberfläche des Substrats, die während der Belichtung das Schaltungsmuster überträgt.
Belichtung: Die laminierte Platte wird mit ultraviolettem Licht belichtet und das entworfene Schaltungsmuster auf den Trockenfilm übertragen.
Entwickeln, Ätzen und Strippen: Entfernen der unbelichteten Bereiche des Trockenfilms durch Entwicklung, dann Wegätzen der ungeschützten Kupferschicht und schließlich Entfernen des verbleibenden Trockenfilms, um die innere Schaltkreisschicht zu bilden.
AOI (Automatisierte optische Inspektion): Überprüfen der Qualität der inneren Schichtschaltung, um sicherzustellen, dass keine Unterbrechungen, Kurzschlüsse oder andere Defekte vorliegen.

Laminierung

Bei der Laminierung werden mehrere Innenschichten mithilfe von Harzmaterialien zu einer Mehrschichtplatte kombiniert. Dieser Schritt ist entscheidend für Mehrschichtleiterplatten, und der Prozess umfasst:

Braunes Oxid: Erhöhung der Haftung zwischen den Schichten und Verbesserung der Benetzbarkeit der Kupferoberfläche.
Stacking: Schichtung der inneren Schaltkreise und PP-(Prepreg)-Platten entsprechend den Designanforderungen.
Drücken: Durch Anwendung von hoher Temperatur und Druck werden die Schichten zu einer einzigen Mehrschichtplatte verbunden.
Zielbohren, Fräsen und Kantenschleifen: Zuschneiden der laminierten Platte, um überschüssiges Material zu entfernen und die Designabmessungen zu erreichen.

Bohren

Bohren ist notwendig, um Durchgangslöcher oder Sacklöcher für elektrische Anschlüsse und die Installation von Komponenten zu erzeugen. Der Prozess umfasst:

Bohren: Verwenden einer Bohrmaschine zum Bohren von Löchern gemäß den Konstruktionsvorgaben.
Entgraten: Entfernen von beim Bohren entstandenen Graten, um glatte Lochwände zu gewährleisten.

Lochmetallisierung

In diesem Schritt wird eine dünne Kupferschicht auf die isolierenden Lochwände aufgebracht, um eine leitfähige Basis für die weitere Kupferbeschichtung zu schaffen. Der Prozess umfasst:

PTH (Plated Through Hole) Kupferabscheidung: Chemisches Abscheiden einer Kupferschicht auf den Lochwänden.
Lochfüllung: Kupferbeschichtung innerhalb der Löcher, um einen vollständigen Leiterpfad zu erzeugen.

Herstellung der Außenschicht

Die Herstellung der äußeren Schichten ist ähnlich wie die der inneren Schichten, aber komplexer, da sie die Bildung des Schaltungsmusters auf den äußeren Schichten des mehrschichtige Leiterplatte. Die Schritte umfassen:

Vorbehandlung der Außenschicht: Reinigen der Außenfläche, um Verunreinigungen zu entfernen.
Laminierung, Belichtung und Entwicklung: Bilden des Schaltungsmusters der äußeren Schicht durch Laminieren, Belichten und Entwickeln, ähnlich dem Verfahren der inneren Schicht.
Musterüberzug: Galvanisieren des Schaltungsmusters mit Kupfer, um die Leiterbahnen zu verdicken.
Strippen, Ätzen und Zinnstripping: Entfernen des Trockenfilms, Wegätzen des ungeschützten Kupfers und Abziehen der Zinnschicht, um die endgültige äußere Schaltkreisschicht freizulegen.

Oberflächenschutz

Der Oberflächenschutz verhindert Oxidation und Korrosion der Schaltung und verbessert gleichzeitig die Lötbarkeit. Die Schritte umfassen:

Loetmaske: Auftragen einer Schicht lichtempfindlicher Lötstopplacktinte, gefolgt von Belichtung und Entwicklung, um einen Lötstopplack zu bilden, der die Schaltung vor dem Löten schützt.
Oberflächenbearbeitung: Methoden wie Chemisch Nickel/Immersionsgold (ENIG) werden verwendet, um die Lötbarkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Siebdruck: Aufdruck von Text und Identifikationssymbolen auf der Platine zur einfacheren Montage und Wartung.

Endkontrolle und Verpackung

Die Endkontrolle stellt die Qualität der Leiterplatte sicher, einschließlich AOI-Prüfung, Flying-Probe-Tests und der Sicherstellung, dass keine Kurzschlüsse oder Unterbrechungen vorliegen. Sobald die Leiterplatten die Prüfung bestanden haben, werden sie vakuumverpackt und versandt.