PCB-Herstellung: der Prozess und effizient

Gedruckte Leiterplatten (PCBs) sind die Grundlage der meisten elektronischen Geräte und werden durch das PCB-Herstellungsverfahren erzeugt. Sie werden hergestellt, indem dünne Kupferbleche auf ein nicht leitendes Substrat geschichtet werden und dann das überschüssige Kupfer weggeätzt wird, um das gewünschte Schaltungsmuster zu erzeugen.

Leiterplatten können sehr einfach sein, mit nur ein paar Kupferbahnen, oder extrem komplex, mit mehreren Schichten von miteinander verbundenen Schaltkreisen, die effektiv ein 3D-Netz bilden. Der Herstellungsprozess muss sorgfältig kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die fertige Leiterplatte den gewünschten Spezifikationen entspricht, ohne fehlende oder unterbrochene Kontakte.

Es gibt mehrere Methoden, die zur Erstellung des Schaltungsmusters auf einer Leiterplatte verwendet werden können. Die Wahl der Methode hängt von der Komplexität des gewünschten Musters ab. Die wichtigsten gebräuchlichen Verfahren, die auch in den beiden folgenden Videos verwendet werden, sind die Fotolithografie und das Ätzen von Leiterplatten.

PCB-Herstellungsschritte

• Fotolithografie ist ein Verfahren, bei dem Licht verwendet wird, um das gewünschte Schaltungsmuster auf der Leiterplatte zu erzeugen. Dieser erste Schritt des Leiterplattenherstellungsprozesses beginnt mit dem Auftragen eines lichtempfindlichen Resists auf die Leiterplattenoberfläche, die dann durch eine Maske, die das gewünschte Schaltkreismuster enthält, selektiv mit ultraviolettem Licht belichtet wird. Durch die Belichtung härtet das lichtempfindliche Material in den Bereichen aus, die dem Schaltungsmuster entsprechen, während die unbelichteten Bereiche weich bleiben und später in der Entwicklungsphase entfernt werden. Auf diese Weise bleibt ein detailliertes Muster der Schaltung auf der Leiterplatte zurück, das das Ätzen des darunter liegenden Materials zur Herstellung von Leiterbahnen ermöglicht. Die Fotolithografie ermöglicht eine hohe Präzision und Wiederholbarkeit, so dass komplexe und dicht gepackte Schaltungen hergestellt werden können, die für moderne elektronische Geräte unerlässlich sind.
• Radierung: In diesem nächsten Schritt wird das freigelegte Kupfer weggeätzt, um das gewünschte Schaltkreismuster zu erzeugen. Es gibt viele verschiedene Ätzchemikalien, die je nach Art des verwendeten Kupfers und des gewünschten Ergebnisses verwendet werden können. Sobald die Ätzlösung aufgetragen ist, reagiert sie mit dem freiliegenden Kupfer und trägt es effizient ab, während die geschützten Bereiche unberührt bleiben. Diese Methode ermöglicht die präzise und effiziente Erstellung komplexer Schaltkreisdesigns und ist daher ein wichtiger Schritt bei der Herstellung elektronischer Geräte. Im Laufe der Zeit wurden fortschrittliche Ätztechniken und -geräte entwickelt, um die Genauigkeit zu verbessern und die Umweltauswirkungen zu verringern, was die Möglichkeiten und die Nachhaltigkeit der Leiterplattenproduktion weiter verbessert hat. Nach Abschluss des Ätzvorgangs wird der restliche Fotolack entfernt, so dass das gewünschte Schaltungsmuster auf der Leiterplatte zurückbleibt.
• Der nächste Schritt ist die aAnwendung der LötmaskeDie Lötmaske ist eine Schutzschicht, die die Kupferbahnen isoliert und Lötbrücken bei der Platzierung der Bauteile verhindert. Dies geschieht in der Regel durch ein Verfahren, das als Lötstoppmaske bezeichnet wird. Dabei wird ein flüssiger, fotobildfähiger Film aufgetragen und anschließend mit UV-Licht ausgehärtet.
• Nächste, das Siebdruckverfahren wird verwendet, um Bauteilkennzeichnungen, Logos oder andere notwendige Markierungen auf die Leiterplatte zu drucken. Anschließend werden die Leiterplatten einem Oberflächenveredelungsprozess unterzogen, z. B. Heißluftlötung (HASL), Tauchvergoldung oder andere Verfahren, um die Kupferpads für das Löten vorzubereiten, indem ihre Lötbarkeit verbessert und sie vor Oxidation geschützt werden.
• Bohren ist ein weiterer kritischer Schritt in der Leiterplattenherstellung, bei dem präzise Löcher für Bauteilanschlüsse und Durchkontaktierungen gebohrt werden, oft mit computergesteuerten Maschinen, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Nach dem Bohren können die Leiterplatten beschichtet werden, um die gebohrten Löcher mit Kupfer zu überziehen und elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Schichten herzustellen.
• Endlich, elektrische Prüfung stellt sicher, dass die Leiterplatte wie vorgesehen funktioniert, indem sie auf Kurzschlüsse, offene Stellen und andere Defekte überprüft wird. Jeder dieser Prozesse ist entscheidend für die Herstellung einer zuverlässigen und hochwertigen Leiterplatte, die für die Montage bereit ist.

Diese Schritte werden im Folgenden in den beiden Leiterplattenfabriken vom Auftragseingang über die Kontrolle bis zur Verpackung detailliert dargestellt und erläutert, wobei die beeindruckenden KPIs von

• Gesamtlieferzeit vom Auftragseingang bis zum Versand: 2 bis 4 Tage
• 5000+ Bestellungen pro Tag!

und zwar für Einzelbestellungen, nicht unbedingt für wiederkehrende Kunden, für Profis und Nicht-Profis - d.h. potenzielle Fehler in der Nachfrage - und einige Design- und Qualitätskontrollen während des Prozesses. Lassen Sie sich inspirieren!

Unter PCB-Weg:

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Und dann, wie es der Hauptkonkurrent macht, JLCPCB

[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=ljOoGyCso8s[/embedyt]

Für weiteres elektronisches Vokabular, Leiterplattentypen und Bauteilgrundrisse, siehe den ausführlichen Beitrag über Leiterplatten und Elektronik oder Wikipedia PCB-Herstellung Seite.

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