vvzvlad 25 марта 2014 в 05:11

Как делают печатные платы: экскурсия на завод Технотех

• Блог компании Madrobots

Сегодня мы выступим в немного непривычном для себя амплуа, будем рассказывать не о гаджетах, а о технологиях, которые стоят за ними. Месяц назад мы были в Казани, где познакомились с ребятами из . Заодно побывали на расположенном близко (ну, относительно близко) заводе по производству печатных плат - Технотех . Этот пост - попытка разобраться в том, как же все-таки производят те самые печатные платы.


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.

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:

Увидеть ориентацию волокон можно на многострадальной картинке из википедии:


В центре платы, светлые участки - это волокна идут перпендикулярно срезу, участки чуть темнее - параллельно.
Или например на микрофотографии , насколько я помню из статьи:

Итак, начнем.
Стекловолоконное полотно поступает на производство вот в таких бобинах:


Оно уже пропитано частично отвержденной эпоксидной смолой - такой материал называется препрегом , от английского pre -impreg nated - 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:


А вот сам рулон фольги.


Далее полотно нарезается на части и поступает в пресс высотой в два человеческих роста:


На фото Владимир Потапенко, начальник производства.
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


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


Он нарезается на заготовки для плат специальным станком:


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.

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:


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.


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 ест 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.


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.


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


Вот так выглядят внутренности станка:


После сверловки в маршрутном листе и базе делается отметка, а плата отправляется по этапу на следующий этап.

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».
Плата становится чистой и блестящей:


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:

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.

Нанесение и экспонирование фоторезиста, удаление незасвеченных участков.

Дальше плата отправляется в участок нанесения фоторезиста. Нас туда не пустили, потому что он закрыт, и вообще, там чистая комната, поэтому ограничимся фотографиями через стекло. Нечто подобное я видел в Half-Life(я про трубы, спускающиеся с потолка):


Собственно вот зеленая пленка на барабане - это и есть фоторезист.


Далее, слева направо(на первой фотографии): две установки нанесения фоторезиста, дальше автоматическая и ручная рамы для засветки по заранее подготовленным фотошаблонам. В автоматической раме присутствует контроль, который учитывает допуск по совмещению с реперными точками и отверстиями. В ручной рамке маска и плата совмещаются руками. На этих же рамах экспонируется шелкография и паяльная маска. Дальше - установка проявки и отмывки плат, но так как мы туда не попали, фотографий этой части у меня нет. Но там ничего интересного - примерно такой же конвейер как в «активации», где заготовка проходит последовательно несколько ванн с разными растворами.
А на переднем плане - огромный принтер, который эти самые фотошаблоны печатает:


Вот плата с нанесенным, экспонированным и проявленным:


Обратите внимание, фоторезист нанесен на места, на которых в дальнейшем не будет меди - маска негативная, а не позитивная, как в в ЛУТ-е или домашнем фоторезисте. Это потому, что в дальнейшем наращивание будет происходить в местах будущих дорожек.


Это тоже позитивная маска:


Все эти операции происходят при неактиничном освещении, спектр которого подобран таким образом, чтобы одновременно не оказывать влияния на фоторезист и давать максимальную освещенность для работы человека в данном помещении.
Люблю объявления, смысл которых я не понимаю:

Гальваническая металлизация

Теперь настал через ее величества - гальванической металлизации. На самом деле, ее уже проводили на прошлом этапе, когда наращивали тонкий слой химической меди. Но теперь слой будет наращён еще больше - с 3 микрон до 25. Это уже тот слой, который проводит основной ток в переходных отверстиях. Делается это вот в таких ваннах:


В которых циркулируют сложные составы электролитов:


А специальный робот, повинуясь заложенной программе, таскает платы из одной ванны в другую:


Один цикл меднения занимает 1 час 40 минут. В одной паллете могут обрабатываться 4 заготовки, но в ванне таких паллет может быть несколько.

Осаждение металлорезиста

Следующая операция представляет собой еще одну гальваническую металлизацию, только теперь осаждаемый материал не медь, а ПОС - припой свинец-олово. А само покрытие, по аналогии с фоторезистом называется металлорезистом. Платы устанавливаются в раму:


Эта рама проходит несколько уже знакомых нам гальванических ванн:


И покрывается белым слоем ПОС-а. На заднем плане видна другая плата, еще не обработанная:

Удаление фоторезиста, травление меди, удаление металлорезиста

Теперь с плат смывается фоторезист, он выполнил свою функцию. Теперь на все еще медной плате остались дорожки, покрытые металлорезистом. На этой установке происходит травление в хитром растворе, который травит медь, но не трогает металлорезист. Насколько я запомнил, он состоит из углекислого аммония, хлористого аммония и гидрооксида аммония. После травления платы выглядят вот так:


Дорожки на плате - это «бутерброд» из нижнего слоя меди и верхнего слоя гальванического ПОС-а. Теперь, другим еще более хитрым раствором проводится другая операция - слой ПОС-а убирается, не затрагивая слой меди.


Правда, иногда ПОС не убирается, а оплавляется в специальных печах. Или плата проходит горячее лужение(HASL-процесс) - когда она опускается в большую ванну с припоем. Сначала она покрывается канифольным флюсом:


И устанавливается вот в такой автомат:


Он опускает плату в ванну с припоем и тут же вытаскивает ее обратно. Потоки воздуха сдувают лишний припой, оставляя лишь тонкий слой на плате. Плата получается вот такая:


Но на самом деле метод немного «варварский» и не очень действует на платы, особенно многослойные - при погружении в расплав припоя плата переносит температурный шок, что не очень хорошо действует на внутренние элементы многослойных плат и тонкие дорожки одно- и двухслойных.
Гораздо лучше покрывать иммерсионным золотом или серебром. Вот очень хорошая информация о иммерсионных покрытиях, если кому интересно.
Мы не побывали на участке иммерсионных покрытий, по банальной причине - он был закрыт, а за ключом было идти лень. А жаль.

Электротест

Дальше почти готовые платы отправляются на визуальный контроль и электротест. Электротест - это когда проверяются соединения всех контактных площадок между собой, нет ли где обрывов. Выглядит это очень забавно - станок держит плату и быстро-быстро тыкает в нее щупами. Видео этого процесса можно посмотреть у меня в инстаграме (кстати, подписаться можно там же). А в виде фото это выглядит вот так:


Та большая машина слева - и есть электротест. А вот и сами щупы ближе:


На видео, правда, была другая машинка - с 4 щупами, а тут их 16. Говорят, гораздо быстрее всех трех старых машинок с четырьмя щупами вместе взятых.

Нанесение паяльной маски и покрытие контактных площадок

Следующий технологический процесс - нанесение паяльной маски. То самое зеленое(ну, чаще всего зеленое. А вообще оно бывает очень разных цветов) покрытие, которое мы видим на поверхности плат. Подготовленные платы:


Закладываются вот в такой автомат:


Который через тонкую сеточку размазывает полужидкую маску по поверхности платы:


Видео нанесения, кстати, тоже можно посмотреть в инстаграме (и подписаться тоже:)
После этого, платы сушатся, пока маска перестанет липнуть, и экспонируются в той же желтой комнате, что мы видели выше. После этого, неэкспонированная маска смывается, обнажая контактные пятачки:


Потом их покрывают финишным покрытием - горячим лужением или иммерсионным нанесением:


И наносят маркировку - шелкографию. Это белые(чаще всего) буковки, которые показывают, где какой разъем и какой элемент тут стоит.
Она может наносится по двум технологиям. В первом случае все происходит так же, как и с паяльной маской, отличается лишь цвет состава. Она закрывает всю поверхность платы, потом экспонируется, и неотвержденные ультрафиолетом участки смываются. Во втором случает ее наносит специальный принтер, печатающий хитрым эпоксидным составом:


Это и дешевле, и гораздо быстрее. Военные, кстати, не жалуют этот принтер, и постоянно указывают в требованиях к своим платам, что маркировка наносится только фотополимером, что очень огорчает главного технолога.

Изготовление многослойных печатных плат по методу металлизации сквозных отверстий:

Все, что я описал выше - касается только односторонних и двухсторонних печатных плат(на заводе их, кстати, никто так не называет, все говорят ОПП и ДПП). Многослойные платы(МПП) делаются на этом же оборудовании, но немного по другой технологии.

Изготовление ядер

Ядро - это внутренний слой тонкого текстолита с медными проводниками на нем. Таких ядер в плате может быть от 1(плюс две стороны - трехслойная плата) до 20. Одно из ядер называется золотым - это означает, что оно используется в качестве реперного - того слоя, по которому выставляются все остальные. Ядра выглядят вот так:


Изготавливаются они точно так же, как и обычные платы, только толщина стеклотекстолита очень мала - обычно 0,5мм. Лист получается такой тонкий, то его можно изгибать, как плотную бумагу. На его поверхность наносится медная фольга, и дальше происходят все обычные стадии - нанесение, экспонирование фоторезиста и травление. Итогом этого являются вот такие листы:


После изготовления дорожки проверяются на целостность на станке, который сравнивает рисунок платы на просвет с фотошаблоном. Кроме этого, существует еще и визуальный контроль. Причем реально визуальный - сидят люди и смотрят в заготовки:


Иногда какая-то из стадий контроля выносит вердикт о плохом качестве одной из заготовок(черные крестики):


Этот лист плат, в которой случился дефект все равно изготовится полностью, но после нарезки бракованная плата пойдет в мусор. После того, как все слои изготовлены и проверены, наступает черед следующей технологической операции.

Сборка ядер в пакет и прессование

Это происходит в зале под названием «Участок прессования»:


Ядра для платы выкладываются вот в такую стопочку:


А рядом кладется карта расположения слоев:


После чего в дело вступает полуавтоматическая машина прессования плат. Полуавтоматичность ее заключается в том, что оператор должен по ее команде подавать ей ядра в определенном порядке.


Перекладывая их для изоляции и склеивания листами препрега:


А дальше начинается магия. Автомат захватывает и переносит листы в рабочее поле:


А затем совмещает их по реперным отверстиям относительно золотого слоя.


Дальше заготовка поступает в горячий пресс, а после прогрева и полимеризации слоев - в холодный. После этого мы получаем такой же лист стеклотекстолита, который ничем не отличается от заготовок для двухслойных печатных плат. Но внутри у него доброе сердце несколько ядер со сформированными дорожками, которые, правда, еще никак не связаны между собой и разделены изолирующими слоями полимеризированного препрега. Дальше процесс проходит те же стадии, что я уже описывал ранее. Правда, за небольшим различием.

Сверловка заготовок

При сборке пакета ОПП и ДПП для сверловки его не нужно центровать, и его можно собирать с некоторым допуском - все равно это первая технологическая операция, и все остальные будут ориентироваться на нее. А вот при сборке пакета многослойных печатных плат очень важно привязаться к внутренним слоям - при сверловке отверстие должно пройти насквозь все внутренние контакты ядер, соединив их в экстазе при металлизации. Поэтому пакет собирается вот на такой машинке:


Это рентгеновский сверлильный станок, который видит сквозь текстолит внутренние металлически реперные метки и по их расположению сверлит базовые отверстия, в которые вставляются крепежи для установки пакета в сверлильный станок.

Металлизация

Дальше все просто - заготовки сверлятся, очищаются, активируются и металлизируются. Металлизация отверстия связывает между собой все медные пяточки внутри печатной платы:


Таким образом, завершая электронную схему внутренностей печатной платы.

Проверка и шлифы

Дальше от каждой платы отрезается кусочек, который шлифуется и рассматривается в микроскоп, для того, чтобы удостовериться, что все отверстия получились нормально.


Эти кусочки называются шлифы - поперечно срезанные части печатной платы, которые позволяет оценить качество платы в целом и толщину медного слоя в центральных слоях и переходных отверстиях. В данном случае, под шлиф пускают не отдельную плату, а специально сделанные с краю платы весь набор диаметров переходных отверстий, которые используются в заказе. Шлиф, залитый в прозрачный пластик выглядит вот так:

Фрезеровка или скрайбирование

Далее платы, которые находятся на групповой заготовке необходимо разделить на несколько частей. Делается это либо на фрезерном станке:


Который фрезой вырезает нужный контур. Другой вариант - скрайбирование, это когда контур платы не вырезается, а надрезается круглым ножом. Это быстрее и дешевле, но позволяет делать только прямоугольные платы, без сложных контуров и внутренних вырезов. Вот скрайбированная плата:

А вот фрезерованная:


Если заказывалось только изготовление плат, то на этом все заканчивается - платы складывают в стопочку:


Оборачивается все тем же маршрутным листом:


И ждет отправки.
А если нужна сборка и запайка, то впереди есть еще кое-что интересное.

Сборка

Дальше плата, если это необходимо поступает на участок сборки, где на нее напаиваются нужные компоненты. Если мы говорим о ручной сборке - то все понятно, сидят люди(кстати, в большинстве своем женщины, когда я к ним зашел, у меня уши в трубочку свернулись от песни из магнитофона «Боже, какой мужчина»):


И собирают, собирают:


А вот если говорить о автоматической сборке, то там все гораздо интереснее. Происходит это вот на такой длинной 10-метровой установке, которая делает все - от нанесения паяльной пасты до пайки по термопрофилям.


Кстати, все серьёзно. Там заземлены даже коврики:


Как я говорил, начинается все с того, что на неразрезанный лист с печатными платами устанавливают вместе с металлическим шаблоном в начало станка. На шаблон густо намазывается паяльная паста, и ракельный нож проходя сверху оставляет точно отмерянные количества пасты в углублениях шаблона.


Шаблон поднимается, и паяльная паста оказывается в нужных местах на плате. Кассеты с компонентами устанавливаются в отсеки:


Каждый компонент заводится в соответствующую ему кассету:


Компьютеру, управляющему станком, говорится где какой компонент находится:


И он начинает расставлять компоненты на плате.


Выглядит это вот так(видео не мое). Можно смотреть вечно:

Аппарат установки компонентов называется Yamaha YS100 и способен устанавливать 25000 компонентов в час(на один тратится 0.14 секунды).
Дальше плата проходит горячую и холодные зоны печки(холодная - это значит «всего» 140°С, по сравнению с 300°С в горячей части). Побыв строго определенное время в каждой зоне со строго определенной температурой, паяльная паста плавится, образуя одно целое с ножками элементов и печатной платой:


Запаянный лист плат выглядит вот так:


Все. Плата разрезается, если нужно и упаковывается, чтобы вскоре уехать к заказчику:

Примеры

Напоследок, примеры того, что технотех может делать. Например, конструирование и изготовление многослойных плат(до 20 слоев), включая платы для BGA компонентов и HDI платы:


C со всеми «номерными» военными приемками(да, на каждой плате вручную ставится номер и дата изготовления - этого требуют военные):


Проектирование, изготовления и сборка плат практически любой сложности, из своих или из компонентов заказчика:


И ВЧ, СВЧ, платы с металлизированным торцом и металлическим основанием(фотографий этого я не сделал, к сожалению).
Конечно, они не конкурент резониту в плане быстрых прототипов плат, но если у вас от 5 штук, рекомендую запросить у них стоимость изготовления - они очень хотят работать с гражданскими заказами.

И все-таки, в России производство еще есть. Что бы там не говорили.

Напоследок можно отдышаться, поднять глаза на потолок и попытаться разобраться в хитросплетениях труб:

Для производителей электронных устройств компания PACIFIC microelectronics предлагает самое важное: качественное и быстрое производство по доступным ценам печатных плат, электронных модулей, клавиатур и ЖК-дисплеев, изделий «под ключ».

Более чем 27-летний опыт нашей компании в области производства электронных изделий и строгий контроль всех этапов производства российскими техническими специалистами, а также новейшие станки и линии позволяют обеспечивать высокое качество продукции.

Наша компания оказывает полный спектр услуг по производству любых электронных изделий для наших заказчиков строго в соответствие с технической документацией: изготовление печатных плат любого класса точности и любой сложности, закупка и комплектование радиоэлектронными компонентами и материалами, программирование любых микросхем при необходимости, автоматический монтаж электронных компонентов на печатные платы (SMD-монтаж, DIP - монтаж, установка BGA микросхем, формовка выводных компонентов и пр.), производство кабелей и жгутов, пластиковых корпусов, клавиатур и дисплеев различного типа, финальная сборка электронного модуля в корпус, 100% функциональное тестирование всех изделий на производстве, производство печатных плат, упаковка и маркировка продукции, таможенная очистка и доставка “до дверей” заказчика.

Кроме того, мы предоставляем услуги по нанесению влагозащитных покрытий на электронные модули. В настоящее время нанесение этого типа покрытия является наиболее оптимальной технологией для обеспечения надежности функционирования изделий в жестких климатических условиях и при воздействии других агрессивных факторов (химикаты, органические образования и т.д.).

Наш многолетний опыт работы позволяет нам вести работы совместно с заказчиком по снижению себестоимости производства его продукции, бронированию и резервированию комплектующих материалов с целью ускорения производственного цикла, совершенствованию технологий производства, редизайну изделий для повышения технологичности.

Технологические возможности нашего производства позволяют изготавливать печатные платы, электронные модули или готовые изделия в строгом соответствии с современным требованиями, предъявляемыми к электронике, что подтверждается сертификатами. Изготовление продукциии изготовление печатных плат на заказ осуществляется только на автоматизированных линиях последнего поколения, технология доведена до совершенства. Также в процессе производства продукции осуществляется тщательный контроль качества, проводятся проверки на соответствие ключевым показателям, применяются различные методы тестирования и контроля (рентген, автоматическая оптическая инспекция, адаптерное и электронное тестирование, функциональное тестирование по методике заказчика, визуальный осмотр и др.). Также выполняется входной контроль материалов, поступающих на производственные площадки, позволяющих осуществлять качественное производство и изготовление печатных плат в Москве.

Обладая собственными производственными мощностями, мы делаем основную ставку на комплексное решение поставленных нашими клиентами задач и прямую возможность управления сроками выпуска продукции в соответствии с пожеланиями наших заказчиков и партнеров. Сегодня для нас нет ограничений ни по сложности выполняемых проектов, ни по их объемам.

Работа подразделения лазерной резки трафаретов в новогодние праздники:

В 2014-2015 году отгрузка заказов будет производиться до 30/12/2014 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. Почта нами будет проверяться. Заказы будут обработаны и, по мере накопления, будут изготовлены и отправлены сразу же в первые послепраздничные дни (начиная с 12/01/2015).

В 2013 году отгрузка заказов будет производится до 30/12/2013 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. По мере накопления они будут изготовлены и отправлены в первые послепраздничные дни (09-10/01/2014).

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,180мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,250мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.
Также на склад поступили ранее закончившиеся толщины 0,08мм, 0,1мм, 0,2мм, 0,3мм. В настоящий момент все толщины есть в наличии.

Сообщаем о начале работы нашего нового подразделения PRONTO5 (www.pronto5.ru).

Подразделение занимается срочным изготовлением единичных партий деталей. Изготовлением производится фрезерованием из металлов и пластиков.

PRONTO5 оснащено мощным 5-координатным вертикальным фрезерным обрабатывающим центром и высокоточной портальной координатно-измерительной машиной.

Подробнее о наших возможностях можно узнать на нашем сайте www.pronto5.ru

Подразделение "Лазер-Трафарет" фирмы "Таберу" первой в России освоила выпуск многоуровневых трафаретов с переменной толщиной материала!

"Лазер-Трафарет" производит многоуровневые трафареты как с уменьшением (Step-Down Stencil), так и с увеличением толщины материала (Step-Up Stencil). В настоящее время отработана технология производства двух, трёх и четырёхуровневых трафаретов.

Многоуровневый трафарет дает уникальную возможность наносить за один проход ракеля разное количество пасты через одинаковые по размерам апертуры. Это собенно ценно при сборке узлов, в которых применяются компоненты с различными количественными требованиями по нанесению пасты.

Преимущества многоуровневых трафаретов:

Заказчик может обеспечить большее количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-up (утолщение определенных областей трафарета)

Заказчик может уменьшить количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-down (утоньшение определенных областей трафарета)

В случае если печатная плата имеет утолщение поверхности, мешающее плотному прилеганию трафарета, в трафарете со стороны, прилегающей к плате, можно сделать полости, компенсирующие выступы на печатной плате.

Все трафареты на предприятии производятся на немецком оборудовании LPKF в соответствии с рекомендациями IPC.

Отдельно предлагается полная электрополировка трафарета, облегчающая прохождение паяльной пасты через апертуры.

Усиление края трафарета выполняется с помощью наварки контактной сваркой дополнительных полос из материала 0,2мм, в районе расположения апертур перфорации.
- Позволяет снизить вероятность прорыва перфорации для трафаретов из тонких материалов (от 0,1мм и менее).
- Увеличивает жесткость трафарета на скручивание
- Делает трафарет более безопасным в использовании, из-за притупления острого края

Мы рады сообщить, что несмотря на аномальные погодные условия мы снимаем ограничения на изготовление печатных плат со сроками 1, 2 и 3 недели. Временно платы будут изготавливаться без электротестирования, но со 100% автоматическим оптическим контролем.

В нашем ассортименте материалов появилась новая толщина - 0,120мм.

Кроме того, в наличии имеются толщины 0,08мм и 0,100мм, временно отсутствовавшие на производстве.

Мы рады предложить новую услугу при заказе трафаретов для монтажа.

При заказе электрополировки бесплатно выполняется ультразвуковая
очистка трафарета в специальном активном растворе, устраняющим мельчайшие
дефекты лазерной резки.
Благодаря воздействию мощного ультразвука раствор проникает
во все отверстия трафарета и очищает их от остатков мелких частиц металла и
окалины, возникающих при лазерной резке.
Специальный активный раствор воздействует на саму сталь трафарета, заставляя
сглаживаться все мелкие неровности на поверхности трафарета и, что самое важное,
на внутренних стенках апертур.
Используемая процедура очистки отличается от обычной ультразвуковой промывки
трафарета моющими растворителями, применяемыми при мойке трафаретов, поскольку
используется активный раствор, воздействующий на саму сталь трафарета.
Данная операция выполняется всего один раз, при финишной электрополировке
трафарета.

Использование ультразвуковой очистки, совместно с электрополировкой трафарета
позволяет:
- Улучшить пропускную способность трафарета для паяльной пасты.
Отпечатки пасты получаются более четкими. Как следствие, сокращается время
трафаретной печати и увеличивается время эксплуатации трафарета между циклами
отмывки.

Печатные платы — электронное сердце любого современного гаджета. Представляет собой пластину из диэлектрика с электроповодящими цепями, нанесенными на поверхность этой пластины, либо внедрены внутрь ее. С помощью печатных плат соединяются все электронные компоненты между собой. Для этого выводы компонентов припаиваются к плате к монтажным площадкам или отверстиям, а за счет рисунка электроповодящих цепей компоненты взаимодействуют друг с другом.

Обычно, токопроводящий рисунок на плате выполняется из фольги, а сама основа — диэлектрическая пластина — из стеклотекстолита, гетинакса. Печатные платы подразделяются на односторонние ОПП (фольга с одной стороны), двусторонние ДПП (фольга с двух сторон), многослойные МПП (получаются методом склеивания между собой нескольких ОПП или ДПП, таким образом, что внутри диэлектрической пластины размещаются несколько токопроводящих слоев с собственным рисунком). Наибольшим спросом пользуются ОПП за счет простоты изготовления и широких возможностей применения. Реже применяется ДПП, так как их изготовление в разы дороже, а эффективность, по сравнению с ОПП, не такая высокая. МПП используют в дорогих и компатных устройствах, в быту и мелкосерийном производстве практически не используется.

Печатные платы: категории основы-диэлектрика

Все листовые материалы, из которых делают печатные платы, маркируются буквенно-числовым индексом FR (flame resistant, сопротивляемость к воспламенению). Цифры от 1 до 5, после букв, указывают на качество материала.

FR-1, FR-2, FR-3 — бумага, пропитанная эпоксидными спецсоставами. FR-4, FR-5 — стеклоткань и эпоксидный композит. На практике FR-1, в силу небольших эксплуатационных характеристик и боязни влажности, не используется. Однако, она крайне дешева, ее часто применяют при изготовление работающих прототипов печатных плат с небольшим жизненным циклом. FR-2 — недорогой, надежный и качественный диэлектрик, платы из этого материала получили широкое применение при изготовлении бытовой техники и крупносерийном производстве печатных плат. FR-4 используют при производстве промышленного оборудования и мелкосерийном (штучном) изготовлении ПП.

Печатные платы: методы изготовления

Принципиальные способы изготовления печатных плат можно разделить на два больших типа — аддитивные(от латинского additio -прибавление) и субтрактивные (от латинского subtratio -отнимание). В первом случае различными способами на основе будущей печатной платы формируются электроповодящий рисунок (чаще химическим способом) через специальную маску. Во втором случае — на пластину-диэлектрика наносится листовая фольга, затем, поверх формируется маска будущей схемы и с помощью различных способов (лазер, химическое травление, механическое удаления) удаляются ненужные участки фольги.

В промышленном производстве, обычно, используют комбинированные способы. Таким образом достигается минимизация себестоимости изготовления печатных плат. Также, с прогрессом в области использования лазерных технологий, все чаще начали использовать промышленные лазерные установки прототипирования.

Но, какая бы установка не была выбрана для организации собственного бизнеса, все они высокоавтоматизированы и участие человека в процессе изготовления печатных плат сводится к контролю параметров работы установки и своевременному их корректированию.

Постобработка одинакова для плат, произведенных любым способом — это электротест (проверка всех контактных площадок и рисунка на токопроводимость), нанесение паяльной маски и маркировки.

Для расширения бизнеса можно освоить шеф-монтаж компонентов на печатные платы и изготовление технической документации, что позволяет заказчикам получать полностью готовое изделие.

Открываем производство печатных плат: организация бизнеса, необходимое оборудование

Минимальная площадь для открытия производства или цеха по изготовлению печатных плат — 80 м², без учета складской площади. Большинству оборудования необходимо трехфазное электропитание 380В, а химическое оборудование, где происходит слив активных растворов, требует использование специальных канализационных стоков. Поэтому целесообразнее открывать подобное производство в промышленных кластерах или зонах.

Общий перечень требований к промышленному помещению:

• Линии электропитания (220 и 380В),
• Промышленная вытяжка,
• Подача и развод сжатого воздуха,
• Снабжение водой (общий водоотвод (городской), установка по деминерализации воды для приготовления активных растворов),
• Канализационных сток для промышленных отходов.

Как правило, комплект промышленного оборудования, устроенный правильным образом с периодическим проведением технического обслуживания согласно регламенту, способен работать в две смены без сбоев ~10 лет.

Промышленное оборудование для производства печатных включает в себя:

• Участок механической обработки . Установки нарезки, сверления, штифтования, фрезеры с ЧПУ. Подготовка листов диэлектрика.
• Участок прессования. Изготовление фольгированного покрытия, прессование многослойных печатных плат.
• Участок мокрых процессов. Изготовление и монтаж электроповодящих схем на листе диэлектрика. Установки для химической очистки, оксидирования, меднения, проявления, гальванизации и т.п.
• Нанесение финишного покрытия . Предварительная и окончательная очистка плат (механический и ультразвуковой способ), лужение горячим способом и т.п.
• Желтая комната. Экспонирование и ламинирование печатных плат.
• Участок контроля качества .
• Участок нанесения маркировки .

Минимальная стоимость организации подобного производства «под ключ» — от 350 тысяч рублей (начальное оборудование) до 30 миллионов рублей (многопрофильное оборудование). Также необходимо выделить 600 тысяч рублей на сырье для начального производства — основы плат, химические растворы, фольга, медь и прочее.

Выбор комплекта оборудования зависит от множества параметров самого производства, также от планируемого объема и удовлетворения спроса. Производство в небольших объемах требует недорогое оборудование, которое способно удовлетворить спрос на оперативное и краткосрочное исполнение простых заказов. Качество и точность плат, изготовленных на таком оборудование, удовлетворит простых или частных заказчиков, которым необходимо не более 500 плат в год.

Также существует возможность организовать предприятие, которое будет работать по схеме контрактного производства (массовое производство печатных плат для крупного заказчика с соблюдением технологического цикла и контроля качества со стороны заказчика). Конечно, подобное производство требует значительных капиталовложений, так как, участие бизнеса в этой нише требует яркого конкурентного отличия, в первую очередь от юго-восточного сектора рынка (Тайвань, Китай, Индия и т.п.), следовательно, оборудование должно быть дорогим и высококлассным. Профессионализм кадров в России, что также является конкретным преимуществом, гарантируется нам высокой степенью подготовки специалистов в местных ВУЗах радиоэлектроники. Следовательно, контрактное производство печатных плат, при наличии специалистов и хорошего оборудования, это не фантазия, а вполне готовый бизнес-план для подобного предприятия. Ведь мировой объем контрактного производства превышает 40 миллиардов долларов в год и явного региона-лидера в этой отрасли нет. Одинаково эффективно функционируют предприятия как в Китае, так и в Европе. Это связано не только с унификацией производства, но и качеством изготовления. Поэтому у российских предприятий, организуемых под контрактное производство, есть все шансы успешно влиться и функционировать в этой нише.

Персонал и прочие моменты данного бизнеса

Главное при организации подобного бизнеса — четкое знание и представление процессов. Без знаний участие в данном бизнесе возможно лишь в форме соинвестирования. И никакая статья с бизнес-идей не изменит ситуации. Поэтому предполагается, что организатор знает все особенности и тонкости, понимает какое оборудование ему необходимо, а также какие специалисты нужны на предприятии.

В цехе, специализирующемся на мелкосерийном производстве, будет достаточно 4 операторов-универсалов, следящих за изготовлением печатных плат. Также необходим специалист по контролю качества и начальник производства. Разнорабочие-грузчики, бухгалтера, маркетолог, секретарь и уборщицы могут быть привлечены по договору-подряду по мере необходимости.

Расширение бизнеса возможно за счет организации дочерних производств электроники и электронных устройств, где потребность в печатных платах будет удовлетворять основное производство.

• Tutorial

Или как получить разработанную плату, не вставая из-за компьютера и не используя химикатов, утюга или ультрафиолета.

Как получить разработанную вами плату не вставая из-за компьютера, используя только мышь и клавиатуру. Получить плату без химикатов, растворов, утюгов, ультрафиолетовых ламп, пленок, и вредных испарений - разве это не прекрасно?

Многие начинающие радиолюбители не заказывают платы на заводе, а изготавливают их дома. В случае если задача состоит в том, чтобы сделать одну единственную плату, то это решение оправданно, а если нужно сделать 5, 10, 20 плат? Или же Вы не можете заняться процессом травления из-за того, что Ваша вторая половинка не разрешает вам устраивать дома лабораторию в миниатюре? Или Вашей платой \ устройством кто-то заинтересовался, и Вы желаете её продать? - ведь намного красивее и более солидно выглядит плата, сделанная на заводе - с маской и шелкографией.

В этом посте я хотел бы рассказать, как заказать плату на заводе, на что следует обратить внимание и дать некоторые рекомендации для разработки печатной платы.

Пошаговая инструкция с комментариями

Первым делом

Первым делом нужно определиться с заводом, который будет производить ваши печатные платы, и узнать технологические нормы производителя.

Общие параметры

Чтобы правильно подготовить платы, нужно знать минимальную толщину проводника / зазора, минимальные и максимальные значения диаметра переходного отверстия, минимальный размер контактной площадки металлизированного отверстия, расстояние от края платы до элементов. В теории - это минимум, который Вам нужно знать, чтобы правильно развести печатную плату. Этот список только звучит так устрашающе, на самом деле, более половины из этого вы запомните уже после первой разведенной платы.

Категории печатных плат

Слоистые материалы, из которых делаются печатные платы, обозначаются индексами FR (flame resistant, сопротивляемость к воспламенению). FR-1 - самый плохой, FR-5 - самый лучший.
FR-1, FR-2, FR-3 - это бумага, пропитанная специальными растворами; платы категории FR-1 - сильно гигроскопичны , так что никогда не используйте печатную плату категории FR-1.
FR-4, FR-5 - стеклоткань с эпоксидной композицией.
FR-4 часто используется при изготовлении промышленного оборудования, в то время как FR-2 используется в производстве бытовой техники. Эти две категории стандартизованы в промышленности, платы FR-2 и FR-4 подходят для большинства приложений. Если вы не гонитесь за сверхнизкой ценой, то рекомендую использовать FR-4.

Толщина медной фольги

Особое внимание хотелось бы уделить толщине медной фольги, от этого параметра напрямую зависит все вышеперечисленные параметры. Стандартная толщина - 18 и 35 мкм.
18 мкм используют для цифровой электроники, в которых нет больших токов, и присутствуют высокие требования к минимальной толщине дорожек, а 35 мкм используют в платах, по дорожкам (шинам) которых течет большой ток, и нужно учитывать сечение, то есть ширину дорожки (шины). Как пример: аудио-усилители большой мощности, схемы коммутирующие 220 вольт с приличным током (5 или 10 А, где из-за необходимого зазора сложно сделать широкую - с большим сечением, токопроводящую шину)
При этом на плате с толщиной 35 мкм спокойно могут находиться и мелкие цифровые элементы - микроконтроллеры, ПЛИС, и так далее.
Для 35 мкм минимальный зазор/ширина дорожки - 0.24 мм - не является очень большим, но для 18 мкм минимальный зазор/ширина дорожки - 0.1 мм.
Нестандартная толщина - 70 мкм и/или 105 (100) мкм - применяется на сугубо силовых платах. На такой плате из-за зазора 0.31мм не разместишь многие поверхностные микросхемы, к примеру, atmega в корпусе QFT, но без проблем можно разместить выводные элементы. А при одинаковом токе на плате с 105 мкм ширина дорожки будет в 3 раза меньше, чем на плате в 35 мкм.
Основным правилом, которым я бы рекомендовал пользоваться, берите максимально допустимую толщину. Но не жертвуйте компонентами, я всегда заказываю 35 мкм по причине использования поверхностных микросхем. Разводка любой платы начинается с определения габаритных размеров платы - они определяются корпусом, или креплением, или «свободным местом» в котором будет стоять ваша плата.

Используйте полигоны земли и питания, чем больше полигон, тем лучше, по возможности и необходимости разделяйте аналоговые и цифровые полигоны. Если вы планируете что ваша плата когда-нибудь, при каких-либо обстоятельствах может собираться не вручную, а автоматом, то используйте не сплошные полигоны, а сетчатые, сплошные используйте лишь для экранирования определенных мест на плате.

Для печатных плат с более чем четырьмя слоями, существует общее правило располагать высокоскоростные сигнальные проводники между полигонами земли и питания, а низкочастотным отводить внешние слои. Иногда аудио-любители делают два полигона земли с обеих сторон платы для экранирования, если вопрос цены не стоит, то это вполне оправданный шаг.

Старайтесь как можно дальше размещать измерительные и силовые элементы, старайтесь экранировать измерительные элементы. Пример силовых элементов, которые являются основными источниками электрического и магнитного шума - прерыватели, трансформаторы, моторы, тиристоры, симисторы, рэле и т.п.

Макетируйте, экспериментируйте - старайтесь все сложные моменты симулировать на компьютере_или собирать на макетных платах, проверенное решение - надежное решение.

Делайте 3D версии ваших плат, многие современные редакторы это позволяют, это поможет вам представить, как будет выглядеть ваше изделие до его сборки, а так, можно будет проверить, помещается ли ваша плата с компонентами в выбранный Вами корпус.

Ваша плата готова, пора отправлять

У любого завода-изготовителя есть свои требования к формату данных, в котором вы присылаете им файлы. Многие заводы, которые специализируются на опытных партиях (партия перед началом производство выпускается в малом количестве для проверки правильности разводки, испытаний, сертификации и демонстраций, в нашем же случае просто для работы), стали принимать платы в файлах проекта разработки. Но такое пока редкость, да и отдавать целиком ваш проект кому-то на стороне рискованно, по этой причине рекомендую отдавать на завод Gerber файлы и файл сверловки.
Для удобства работы рекомендую программу CAM350, которая объединяет файлы, и на выходе у Вас не целая папка с кучей файлов, а всего 1 файл со всеми слоями и сверловкой.

Отправка платы

Следующий этап - это заполнение бланка заказа и/или написание пояснительной записки к вашей плате, где Вы должны указать материал, толщину материала, толщину фольги, количество слоев, наличие маски, шелкографии, имя файла платы.
На многих заводах бланк заказа типовой, к примеру, «Резонит». Также нужно указать способ получения платы. Вам могут отправить её по почте, а могут и курьером до дома. К примеру, у «Резонита» платы изготавливаются в течение 3 дней, через 1-2 дня они в Питере и на этот или следующий день они у Вас, итого 5-6 дней. На выходных заказали - в следующие выходные получили.

Оплата счета

Большинство заводов выставляют счета, которые можно оплатить в сбербанке. Некоторые, как выше упомянутый «Резонит», сделали возможность оплаты через интернет, существуют варианты оплаты через банковскую карту или яндекс деньги.

Мини Бонус

При заказе срочного производства завод делает небольшое количество плат. Иногда на листе текстолита, который использует завод. Для Вашей платы ещё есть место, и там размещают другие платы, к примеру, заказав 10 плат, Вы можете получить 12 - дополнительные 2 бесплатно, но хотелось бы уточнить, что это происходит не всегда и рассчитывать на это не надо.

P.s.

Заранее хочу извиниться, если в статье содержатся ошибки или неточности. Напишите мне лично, я постараюсь исправить все максимально быстро.

Update: Нашел полезный материл для начинающих разработчиков -