पीसीबी निर्माण के तरीके: उत्पादन तकनीक

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

इंस्ट्रुमेंटेशन और सामान्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स में, मुद्रित सर्किट बोर्ड विद्युत इंटरकनेक्शन के वाहक के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। डिवाइस की गुणवत्ता और इसका मूल प्रदर्शन इस फ़ंक्शन पर निर्भर करता है। मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के आधुनिक तरीकों को उच्च लेआउट घनत्व के साथ तत्व आधार के विश्वसनीय एकीकरण की संभावना द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो निर्मित उपकरणों के प्रदर्शन को बढ़ाता है।

पीसीबी अवलोकन

हम फ्लैट इंसुलेटिंग बेस पर आधारित उत्पादों के बारे में बात कर रहे हैं, जिसके डिजाइन में खांचे, छेद, कटआउट और कंडक्टिव सर्किट हैं। उत्तरार्द्ध का उपयोग विद्युत उपकरणों को स्विच करने के लिए किया जाता है, जिनमें से कुछ बोर्ड डिवाइस में शामिल नहीं होते हैं, और दूसरे भाग को स्थानीय कार्यात्मक नोड्स के रूप में रखा जाता है। इस बात पर जोर देना जरूरी है कि प्लेसमेंटउपरोक्त संरचनात्मक तत्वों, कंडक्टर और काम करने वाले हिस्सों को शुरू में उत्पाद डिजाइन में एक सुविचारित विद्युत सर्किट के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। नए तत्वों के भविष्य के सोल्डरिंग की संभावना के लिए, धातुयुक्त कोटिंग्स प्रदान की जाती हैं। पहले, इस तरह के लेप बनाने के लिए कॉपर डिपोजिशन तकनीक का इस्तेमाल किया जाता था। यह एक रासायनिक ऑपरेशन है जिसे कई निर्माताओं ने आज फॉर्मलाडेहाइड जैसे हानिकारक रसायनों के उपयोग के कारण छोड़ दिया है। इसे सीधे धातुकरण के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के अधिक पर्यावरण के अनुकूल तरीकों से बदल दिया गया है। इस दृष्टिकोण के फायदों में मोटे और दो तरफा बोर्डों के उच्च गुणवत्ता वाले प्रसंस्करण की संभावना शामिल है।

बनाने के लिए सामग्री

मुख्य उपभोग्य सामग्रियों में डाइलेक्ट्रिक्स (फोइल या नॉन-फॉयल), बोर्ड के आधार के लिए धातु और सिरेमिक ब्लैंक, फाइबरग्लास इंसुलेटिंग गास्केट आदि हैं। उत्पाद के आवश्यक प्रदर्शन गुणों को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। न केवल बुनियादी संरचनात्मक सामग्री द्वारा मूल बातें, कितने बाहरी कोटिंग्स। मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की लागू विधि, विशेष रूप से, सतहों के आसंजन में सुधार के लिए गास्केट और चिपकने वाले कोटिंग्स के लिए बंधन सामग्री की आवश्यकताओं को निर्धारित करती है। तो, एपॉक्सी संसेचन व्यापक रूप से ग्लूइंग के लिए उपयोग किया जाता है, और बहुलक वार्निश रचनाओं और फिल्मों का उपयोग बाहरी प्रभावों से बचाने के लिए किया जाता है। कागज, फाइबरग्लास और फाइबरग्लास का उपयोग डाइलेक्ट्रिक्स के लिए भराव के रूप में किया जाता है। इस मामले में, एपॉक्सीफेनोलिक, फेनोलिक औरएपॉक्सी रेजिन।

एक तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड प्रौद्योगिकी

यह निर्माण तकनीक सबसे आम में से एक है, क्योंकि इसमें न्यूनतम संसाधन निवेश की आवश्यकता होती है और इसकी विशेषता अपेक्षाकृत निम्न स्तर की जटिलता होती है। इस कारण से, यह विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जहां, सिद्धांत रूप में, मुद्रण और नक़्क़ाशी के लिए स्वचालित कन्वेयर लाइनों के काम को व्यवस्थित करना संभव है। एकल-पक्षीय मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण विधि के विशिष्ट संचालन में निम्नलिखित शामिल हैं:

• आधार तैयार करना। खाली शीट को यांत्रिक कटिंग या पंचिंग द्वारा वांछित प्रारूप में काटा जाता है।
• रिक्त के साथ गठित पैकेज कन्वेयर की उत्पादन लाइन के इनपुट को खिलाया जाता है।
• खाली सफाई। आमतौर पर यांत्रिक डीऑक्सीडेशन द्वारा किया जाता है।
• प्रिंटिंग पेंट। स्टैंसिल प्रौद्योगिकी का उपयोग तकनीकी और अंकन प्रतीकों को लागू करने के लिए किया जाता है जो नक़्क़ाशी के लिए प्रतिरोधी होते हैं और पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में ठीक हो जाते हैं।
• तांबे की पन्नी नक़्क़ाशी।
• पेंट से सुरक्षात्मक परत हटाना।

इस प्रकार, कम-कार्यात्मक, लेकिन सस्ते बोर्ड प्राप्त होते हैं। एक उपभोज्य कच्चे माल के रूप में, आमतौर पर एक पेपर बेस का उपयोग किया जाता है - गेटिनक्स। यदि उत्पाद की यांत्रिक शक्ति पर जोर दिया जाता है, तो बेहतर CEM-1 ग्रेड गेटिनैक्स के रूप में कागज और कांच के संयोजन का भी उपयोग किया जा सकता है।

घटाव निर्माण विधि

कंडक्टरों की आकृतिइस तकनीक के अनुसार धातु प्रतिरोध या फोटोरेसिस्ट में एक सुरक्षात्मक छवि के आधार पर तांबे की पन्नी नक़्क़ाशी के परिणामस्वरूप बनते हैं। घटिया तकनीक को लागू करने के लिए कई विकल्प हैं, जिनमें से सबसे आम में सूखी फिल्म फोटोरेसिस्ट का उपयोग शामिल है। इसलिए, इस दृष्टिकोण को मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की फोटोरेसिस्टिव विधि भी कहा जाता है, जिसमें इसके पेशेवरों और विपक्ष हैं। विधि काफी सरल है और कई मायनों में सार्वभौमिक है, लेकिन कम कार्यक्षमता के बोर्ड भी कन्वेयर के आउटपुट पर प्राप्त होते हैं। तकनीकी प्रक्रिया इस प्रकार है:

• फॉइल डाइलेक्ट्रिक तैयार किया जा रहा है।
• लेयरिंग, एक्सपोजर और डेवलपमेंट ऑपरेशंस के परिणामस्वरूप, फोटोरेसिस्ट में एक सुरक्षात्मक पैटर्न बनता है।
• कॉपर फोइल नक़्क़ाशी प्रक्रिया।
• फोटोरेसिस्ट में सुरक्षात्मक पैटर्न को हटाना।

फोटोलिथोग्राफी और फोटोरेसिस्ट की मदद से, कंडक्टरों के पैटर्न के रूप में पन्नी पर एक सुरक्षात्मक मुखौटा बनाया जाता है। उसके बाद, तांबे की सतह के उजागर क्षेत्रों पर नक़्क़ाशी की जाती है, और फिल्म फोटोरेसिस्ट को हटा दिया जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की घटिया पद्धति के एक वैकल्पिक संस्करण में, एक फोइल डाइलेक्ट्रिक पर एक फोटोरेसिस्ट को स्तरित किया जाता है, जिसे पहले छेद बनाने के लिए मशीनीकृत किया गया था और 6-7 माइक्रोन तक की मोटाई के साथ पूर्व-धातुकृत किया गया था। नक़्क़ाशी उन क्षेत्रों पर क्रमिक रूप से की जाती है जो photoresist द्वारा संरक्षित नहीं हैं।

Additive PCB बनाना

के माध्यम सेयह विधि कंडक्टरों के साथ पैटर्न बना सकती है और चौड़ाई में 50 से 100 µm की सीमा में और मोटाई में 30 से 50 µm की सीमा में हो सकती है। एक विद्युत रासायनिक दृष्टिकोण गैल्वेनिक चयनात्मक बयान और इन्सुलेट तत्वों के स्पॉट प्रेसिंग के साथ लागू किया जाता है। इस विधि और घटाव के बीच मूलभूत अंतर यह है कि धातु के कंडक्टर लगाए जाते हैं, नक़्क़ाशीदार नहीं। लेकिन मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए योज्य निर्माण विधियों के अपने अंतर हैं। विशेष रूप से, उन्हें विशुद्ध रूप से रासायनिक और बिजली उत्पन्न करने वाली विधियों में विभाजित किया गया है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली रासायनिक विधि। इस मामले में, सक्रिय क्षेत्रों में प्रवाहकीय सर्किट का गठन धातु आयनों की रासायनिक कमी के लिए प्रदान करता है। इस प्रक्रिया की गति लगभग 3 µm/h है।

सकारात्मक संयुक्त निर्माण विधि

इस विधि को सेमी-एडिटिव भी कहा जाता है। काम में, पन्नी डाइलेक्ट्रिक्स का उपयोग किया जाता है, लेकिन एक छोटी मोटाई का। उदाहरण के लिए, 5 से 18 माइक्रोन के फॉयल का उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, कंडक्टर पैटर्न का निर्माण उसी मॉडल के अनुसार किया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से गैल्वेनिक कॉपर डिपोजिशन के साथ। विधि के बीच महत्वपूर्ण अंतर को फोटोमास्क का उपयोग कहा जा सकता है। उनका उपयोग पूर्व-धातुकरण के चरण में 6 माइक्रोन तक की मोटाई के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की संयुक्त सकारात्मक विधि में किया जाता है। यह एक तथाकथित गैल्वेनिक कसने की प्रक्रिया है, जिसमें फोटोरेसिस्टिव तत्व को एक फोटोमास्क के माध्यम से लगाया और उजागर किया जाता है।

संयुक्त विधि के लाभपीसीबी निर्माण

यह तकनीक आपको बढ़ी हुई सटीकता के साथ चित्र के तत्वों को बनाने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, 10 माइक्रोन तक की मोटाई के साथ उपभोज्य पन्नी पर मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की सकारात्मक विधि के साथ, 75 माइक्रोन तक के कंडक्टरों का एक संकल्प प्राप्त करना संभव है। ढांकता हुआ सर्किट की उच्च गुणवत्ता के साथ, मुद्रित सब्सट्रेट के अच्छे आसंजन के साथ एक अधिक प्रभावी सतह अलगाव भी सुनिश्चित किया जाता है।

जोड़ी दबाने की विधि

प्रौद्योगिकी धातुयुक्त छिद्रों का उपयोग करके इंटरलेयर संपर्क बनाने की विधि पर आधारित है। कंडक्टरों के पैटर्न को बनाने की प्रक्रिया में, भविष्य के आधार के खंडों की क्रमिक तैयारी का उपयोग किया जाता है। इस स्तर पर, मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए एक अर्ध-योज्य विधि का उपयोग किया जाता है, जिसके बाद तैयार कोर से एक बहुपरत पैकेज इकट्ठा किया जाता है। खंडों के बीच एपॉक्सी रेजिन के साथ इलाज किए गए फाइबरग्लास से बना एक विशेष अस्तर है। यह संरचना, जब निचोड़ा जाता है, बाहर निकल सकता है, धातुयुक्त छिद्रों को भर सकता है और आगे के तकनीकी कार्यों के दौरान इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग को रासायनिक हमले से बचा सकता है।

पीसीबी लेयरिंग विधि

एक और तरीका है, जो एक जटिल कार्यात्मक संरचना बनाने के लिए मुद्रित सबस्ट्रेट्स के कई खंडों के उपयोग पर आधारित है। विधि का सार कंडक्टरों के साथ इन्सुलेशन की परतों के क्रमिक थोपने में निहित है। इसी समय, आसन्न परतों के बीच विश्वसनीय संपर्क सुनिश्चित करना आवश्यक है, जो सुनिश्चित किया जाता हैविद्युतरोधी छिद्रों वाले क्षेत्रों में गैल्वेनिक कॉपर का निर्माण। बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की इस पद्धति के फायदों में, भविष्य में कॉम्पैक्ट असेंबली की संभावना के साथ कार्यात्मक तत्वों के लेआउट के उच्च घनत्व को नोट किया जा सकता है। इसके अलावा, ये गुण संरचना की सभी परतों पर संरक्षित हैं। लेकिन इस पद्धति के नुकसान भी हैं, जिनमें से मुख्य पिछली परतों पर यांत्रिक दबाव है जब अगले को लागू किया जाता है। इस कारण से, प्रौद्योगिकी लागू परतों की अधिकतम स्वीकार्य संख्या में सीमित है - 12 तक।

निष्कर्ष

जैसे-जैसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की तकनीकी और परिचालन विशेषताओं की आवश्यकताएं बढ़ती हैं, निर्माताओं के उपकरणों में तकनीकी क्षमता अनिवार्य रूप से बढ़ जाती है। नए विचारों के कार्यान्वयन के लिए मंच अक्सर सिर्फ एक मुद्रित सर्किट बोर्ड होता है। इस तत्व के निर्माण की संयुक्त विधि आधुनिक निर्माण क्षमताओं के स्तर को दर्शाती है, जिसकी बदौलत डेवलपर्स एक अद्वितीय कॉन्फ़िगरेशन के साथ अल्ट्रा-कॉम्प्लेक्स रेडियो घटकों का उत्पादन कर सकते हैं। एक और बात यह है कि परत-दर-परत विकास की अवधारणा हमेशा सरलतम रेडियो इंजीनियरिंग में अनुप्रयोगों में व्यवहार में खुद को उचित नहीं ठहराती है, अब तक केवल कुछ कंपनियों ने ऐसे बोर्डों के धारावाहिक उत्पादन पर स्विच किया है। इसके अलावा, एकतरफा डिजाइन वाले सरल सर्किट और सस्ते उपभोग्य सामग्रियों के उपयोग की मांग बनी हुई है।