Как делают печатные платы, экскурсия на завод Технотех

[ Версия для печати ]
Добавить в Telegram Добавить в Twitter Добавить в Вконтакте Добавить в Одноклассники
Страницы: (7) [1] 2 3 ... Последняя »  К последнему непрочитанному [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]
ZM87
25.03.2014 - 12:37
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
334
Сегодня мы выступим в немного непривычном для себя амплуа, будем рассказывать не о гаджетах, а о технологиях, которые стоят за ними.
Мы побывали на заводе по производству печатных плат — Технотех. Этот пост — попытка разобраться в том, как же все-таки производят те самые печатные платы.

87 фото + 2 гифки + видео, via habrahabr

Как делают печатные платы
 
[^]
Yap
[x]



Продам слона

Регистрация: 10.12.04
Сообщений: 1488
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:37
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Итак, как же все-таки делают печатные платы для наших любимых гаджетов?


На заводе умеют делать платы от начала и до конца — проектирование платы по вашему ТЗ, изготовление стеклотекстолита, производство односторонних и двухсторонних печатных плат, производство многослойных печатных плат, маркировка, проверка, ручная и автоматическая сборка и пайка плат.
Для начала, я покажу, как делают двухсторонние платы. Их техпроцесс ничем не отличается от производства односторонних печатных плат, кроме того, что при изготовлении ОПП не производят операции на второй стороне.

О методах изготовления плат

Вообще, все методы изготовления печатных плат можно разделить на две большие категории: аддитивные(от латинского additio -прибавление) и субтрактивные (от латинского subtratio—отнимание). Примером субтрактивной технологии является всем известный ЛУТ(Лазерно-утюжная технология) и его вариации. В процессе создания печатной платы по этой технологии мы защищаем будущие дорожки на листе стеклотекстолита тонером от лазерного принтера, а затем стравливаем все ненужное в хлорном железе.
В аддитивных методах проводящие дорожки, наоборот, наносятся на поверхность диэлектрика тем или иным способом.
Полуаддитивные методы(иногда их еще называют комбинированными. ) — нечто среднее между классическими аддитивными и субтрактивными. В процессе производства ПП по этому методу часть проводящего покрытия может стравливаться(иногда почти сразу после нанесения), но как правило это происходит быстрее/проще/дешевле, чем в субтрактивных методах. В большинстве случаев, это следствие того, что большая часть толщины дорожек наращивается гальваникой или химическими методами, а слой, который подвергается травлению — тонкий, и служит лишь в качестве проводящего покрытия для гальванического осаждения.
Я покажу именно комбинированный метод.

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 13:21
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:37
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Изготовление двухслойных печатных плат по комбинированному позитивному методу(полуаддитивный метод)

Изготовление стеклотекстолита

Процесс начинается с изготовления фольгированного стеклотекстолита. Стеклотекстолит — это материал, состоящий из тонких листов стекловолокна(они похожи на плотную блестящую ткань), пропитанных эпоксидной смолой и спрессованных стопкой в лист.
Сами полотна стекловолокна тоже не слишком просты — это плетеные(как обычная ткань в вашей рубашке) тонкие-тонкие нити обычного стекла. Они настолько тонкие, что могут легко гнуться в любых направлениях. Выглядит это примерно вот так:

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 13:34

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:38
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Увидеть ориентацию волокон можно на многострадальной картинке из википедии:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:39
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
В центре платы, светлые участки — это волокна идут перпендикулярно срезу, участки чуть темнее — параллельно.
Или например на микрофотографии tiberius, насколько я помню из этой статьи:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:39
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Итак, начнем.
Стекловолоконное полотно поступает на производство вот в таких бобинах:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:39
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Оно уже пропитано частично отвержденной эпоксидной смолой — такой материал называется препрегом, от английского pre-impregnated — предварительно пропитанный. Так как смола уже частично отверждена, она уже не такая липкая, как в жидком состоянии — листы можно брать руками, совсем не опасаясь испачкаться в смоле. Смола станет жидкой только при нагреве фольги, и то лишь на несколько минут, прежде чем застыть окончательно.
Нужное количество слоев вместе с медной фольгой собирается вот на этом аппарате:

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 13:22

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:39
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
А вот сам рулон фольги.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:40
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Далее полотно нарезается на части и поступает в пресс высотой в два человеческих роста.

На фото Владимир Потапенко, начальник производства.

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 12:40

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:40
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Интересно реализована технология нагрева во время прессования: нагреваются не части пресса, а сама фольга. На обе стороны листа подается ток, который за счет сопротивления фольги нагревает лист будущего стеклотекстолита. Прессование происходит при сильно пониженном давлении, для исключения появления воздушных пузырей внутри текстолита

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:40
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
При прессовании, за счет нагрева и давления, смола размягчается, заполняет пустоты и после полимеризации получается единый лист.
Вот такой:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:41
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Он нарезается на заготовки для плат специальным станком:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:41
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Технотех использует два вида заготовок: 305х450 — маленькая групповая заготовка, 457х610 — большая заготовка
После этого к каждому комплекту заготовок распечатывается маршрутная карта, и путешествие начинается…
Маршрутная карта — это вот такая бумажка с перечнем операций, информацией о плате и штрих-кодом. Для контроля выполнения операций используется 1С 8, в которую внесена вся информация о заказах, о техпроцессе и так далее. После выполнения очередного этапа производства сканируется штрихкод на маршрутном листе и заносится в базу.

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 12:41

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:42
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Сверловка заготовок

Первый этап производства однослойных и двухслойных печатных плат — сверление отверстий. С многослойными платами все сложнее, и я расскажу об этом позже. Заготовки с маршрутными листами поступают на участок сверловки:

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 13:22

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:42
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Из заготовок собирается пакет для сверловки. Он состоит из подложки(материал типа фанеры), от одной до трех одинаковых заготовок печатных плат и алюминиевой фольги. Фольга нужна для определения касания сверла поверхности заготовки — так станок определяет поломку сверла. Еще при каждом захвате сверла он контролирует его длину и заточку лазером.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:42
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
После сборки пакета он закладывается вот в этот станок.
Он такой длинный, что мне пришлось сшивать эту фотку из нескольких кадров. Это швейцарский станок фирмы Posalux, точной модели, к сожалению не знаю. По характеристикам он близок вот к этому. Он есть трехразовое трехфазное питание напряжением 400В, и потребляет при работе 20 КВт. Вес станка около 8 тонн. Он может одновременно обрабатывать четыре пакета по разным программам, что в сумме дает 12 плат за цикл(естественно, что все заготовки в одном пакете будут просверлены одинаково). Цикл сверления — от 5 минут до нескольких часов, в зависимости от сложности и количества отверстий. Среднее время — около 20 минут. Всего таких станков у технотеха три штуки.

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 12:43

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:43
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Программа разрабатывается отдельно, и подгружается по сети. Все что надо сделать оператору — отсканировать штрихкод партии и заложить пакет из заготовок внутрь. Емкость инструментального магазина: 6000 сверл или фрез.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:44
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Рядом стоит большой шкаф со сверлами, но оператору нет необходимости контролировать заточку каждого сверла и менять его — станок все время знает степень износа сверл — записывает себе в память сколько отверстий было просверлено каждым сверлом.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:44
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
При исчерпании ресурса сам меняет сверло на новое, старые сверла останется выгрузить из контейнера и отправить на повторную заточку.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:44
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Вот так выглядят внутренности станка:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:45
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
После сверловки в маршрутном листе и базе делается отметка, а плата отправляется по этапу на следующий этап.

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:45
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Очистка, активация заготовок и химическое меднение

Хоть станок и пользуется своими «пылесосом» во время и после сверловки, поверхность платы и отверстий все равно надо очистить от загрязнений и подготовить к следующей технологической операции. Для начала, плата просто очищается в моющем растворе механическими абразивами.
Надписи, слева направо: «Камера зачистки щетками верх/низ», «Камера промывки», «Нейтральная зона».

Это сообщение отредактировал ZM87 - 25.03.2014 - 13:23

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:46
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
Плата становится чистой и блестящей:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:47
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
После этого в похожей установке проводится процесс активации поверхности. Для каждой поверхности вводится серийный номер Активация поверхности — это подготовка к осаждению меди на внутреннюю поверхность отверстий для создания переходных отверстий между слоями платы. Медь не может осесть на неподготовленную поверхность, поэтому плату обрабатывают специальными катализаторами на основе палладия. Палладий, в отличии от меди, легко осаждается на любую поверхность, и в дальнейшем служит центрами кристаллизации для меди. Установка активации:

Как делают печатные платы
 
[^]
ZM87
25.03.2014 - 12:47
Статус: Offline


Свѣточъ

Регистрация: 15.02.14
Сообщений: 6721
После этого, последовательно проходя несколько ванн в еще одной похожей установке заготовка обзаводится тонким(меньше микрона) слоем меди в отверстиях. Дальше этот слой гальваникой наращивается до 3-5 микрон — это улучшает стойкость слоя к окислению и повреждениям.

Как делают печатные платы
 
[^]
Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале ЯПлакалъ!
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей) Просмотры темы: 57606
0 Пользователей:
Страницы: (7) [1] 2 3 ... Последняя » [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]


 
 



Активные темы






Наверх