Technologie výroby desek plošných spojů

Desky plošných spojů (DPS) dělíme na jednostranné, dvoustranné a vícevrstvé. Jednostranné desky mají vodivou jen jednu stranu buď horní nebo dolní. Dvoustranné desky plošných spojů mají vodivou vrstvu na vrchní a spodní straně a vícevrstvé desky obsahují vodivé vrstvy i uvnitř desky. U vícevrstvé desky, je důležité rozvržení desek, aby byla zachována vodivost.

DPS je možné vyrobit buď mokrou cestou v podobě leptání nebo suchou cestou – frézováním.

Obecný postup výroby DPS mokrou cestou

Standardní postup výroby desky leptáním neboli mokrou cestou je:

• Zpracování dat.
• Výroba filmových matric.
• Příprava výrobního panelu.
• Stříhání, řezání, vrtání otvorů a prokovení navrtaných děr.
• Z filmové matrice je na desku nanesen vodivý obrazec, který se galvanicky zesílí a nanese se cínový rezist.
• Dále probíhá leptání měděné fólie a odstranění zbytku cínového rezistu.
• Nanese se nepájitelná maska.
• Potiskne se servisním tiskem a povrchově se upraví třeba cínovým roztokem.
• Deska se pak mechanicky opracuje frézováním a drážkováním.
• Provede se metalografický výbrus plošného spoje.
• Finálním krokem je optické a elektrické testování.

Mnohem rychlejším způsobem výroby je metoda frézování, tedy výroba suchou cestou. Ta je bez nutnosti leptání a vytváření chemického odpadu. Na druhou stranu kapacitně nedokáže pokrýt zakázky s mnoha kusy. U takové výroby se cena za kus značně navyšuje.

Technologický postup výroby DPS suchou cestou

• Pomocí návrhových aplikací se se zpracují zadávací data a vytvoří se předpis pro vrtání otvorů a frézování izolačních čar po obvodu vodivých ploch.
• Postupně se z desky odstraňuje měděný materiálu pomocí speciálních gravírovacích nástrojů, fréz a vrtáků s průměry od 0,1 mm do 3,0 mm.
• Důležitý je typ ukončení pracovního nástroje, který může být rovný (End Mill) nebo kuželový (Cutter). K dispozici je kamera, která slouží k zaměření a polohování desky. Na hotové desce je možné pomocí kamery provést kontrolní měření objektů, šířky čar, průměrů otvorů.
• Dalším krokem je nanesení nepájivé masky.
• A ve výsledku lze desku cínovat chemickým cínem.
• Finálně je potřebné optické a elektrické testování.

U této metody je poměrně rychlé opotřebení vrtáků a fréz. Výrobce udávají  jejich živostnost v metrech, ale záleží na vrtaném materiálu, jak rychle dojde k opotřebení. Obecně se udává  živostnost 2 týdny.

Výrobou to nekončí

V procesu výroby plošných spojů si většina výrobců uvědomuje, že vlhkost ve vzduchu, statická elektřina a  tepelný šok mohou způsobit jejich nevratné poškození, a dokonce způsobit selhání desky plošných spojů. Stejně jako mechanické poškození.

Proto je obal stejně důležitý jako kvalitní výroba. Obaly chrání DPS během přepravy a ve vlhkém prostředí.

Kvalita výroby

Při výrobě DPS je velmi důležité dbát na kvalitu jednotlivých částí procesu výroby. Kromě dodržení výrobní technologie, je potřebné zajistit optimální procenta vlhkosti vzduchu. Správná vlhkost vzduchu pomáhá zvýšit kvalitu výroby a minimalizuje množství zmetků. Na druhou stranu platí, že přílišná suchost také není požadovaná. Suché prostředí naopak zvyšuje prašnost, která také negativně ovlivňuje výrobu.

Zároveň platí, že ne každá DPS se hodí do konkrétní aplikaci. Rozdílné využití umožní jiná povrchová úprava DPS. Povrch DPS se nemusí jen povrchově ošetřit roztokem cínu, ale také imerzním stříbrem, olovem nebo zlatem atd. A každá povrchová úprava zaručuje DPS jiné vlastnosti i využití.  Chcete-li se dozvědět více o vlastnostech povrchových úprav DPS, máte možnost v článku Jak vybrat z nejširšího porftolia povrchových úprav.