Hur tillverkas tryckta kretskort?

En av de viktigaste komponenterna på ett kretskort är anslutningshålen. Dessa hål borras i ett exakt mönster för att kretsarna ska kunna anslutas till varandra. Automatiserade borrmaskiner använder numeriskt styrda borrfiler, även kallade excellonfiler, för att bestämma var hålen ska borras och hur stora de ska vara. Beroende på mönsterkortets struktur kan borrningen göras ett lager i taget eller i flera lager före lamineringen.

PCB med flera lager

Ett flerskikts-PCB är ett kretskort med mer än tre skikt. Dessa kort används i en mängd olika apparater, från hushållsapparater till medicinsk utrustning. Vanligtvis behöver ett kretskort minst fyra lager för att fungera korrekt. Denna teknik blir allt vanligare i hushållsapparater och i medicinsk utrustning, t.ex. röntgenapparater och utrustning för datortomografi.

Vid tillverkning av flerskikts-PCB används vävd glasfiberväv och epoxiharts. Epoxihartserna härdas sedan och bildar kärnan i kortet. Därefter sammanfogas kärnan och kopparplåten med hjälp av värme och tryck. Detta resulterar i ett flerskikts-PCB med enhetliga egenskaper.

En annan tillverkningsprocess är panelisering, vilket innebär att flera små kretskort kombineras till en enda panel. Med den här tekniken kombineras flera olika mönster på ett stort kort. Varje panel består av en yttre verktygsremsa med verktygshål, referenspunkter för panelen och en testkupong. Vissa paneler har även en skrafferad kopparhälla för att förhindra böjning under panelprocessen. Panelisering är vanligt när komponenter monteras nära kanten på ett kort.

PCB av klass 2 och 3

De flesta tillverkare av kretskort i klass 2 och klass 3 följer samma standarder, men det finns några viktiga skillnader mellan dessa två klasser. Kretskort i klass 2 tillverkas vanligtvis för produkter som inte utsätts för extrema miljöförhållanden, inte är kritiska för slutanvändaren och inte är föremål för rigorösa tester. Klass 3-kort, å andra sidan, är konstruerade för att uppfylla de högsta standarderna och måste ge kontinuerlig prestanda och minimal stilleståndstid. Den största skillnaden mellan de två klasserna är kraven på kortens konstruktion och tillverkningsprocess.

Kretskort i klass 2 och 3 tillverkas enligt IPC-6011-standarderna. Dessa standarder beskriver kraven för kretskort i klass 1, klass 2 och klass 3. Det finns också nyare IPC-standarder som kallas Class 3/A. Dessa är avsedda för militär flygelektronik och rymdtillämpningar. Kretskort i klass 1 och klass 2 måste uppfylla IPC:s standarder Rigid, Flex och MCM-L.

Enkelsidiga mönsterkort

Enkelsidiga kretskort (PCB) är vanliga och relativt enkla att designa. Därför kan de flesta tillverkare och konstruktörer designa och bygga dessa kort. Enkelsidiga mönsterkort är också lättare att tillverka än flerskiktade mönsterkort. Som ett resultat kan nästan alla PCB-tillverkningsföretag producera dem. Enkelsidiga mönsterkort beställs oftast i stora kvantiteter.

Enkelsidiga mönsterkort tillverkas vanligtvis av FR4-material, ett glasfiberliknande ämne blandat med epoxi. Materialet formas till flera lager, där varje lager innehåller ett lager av ledande material. Ledningarna löds sedan till kopparspår på komponentsidan. Enkelsidiga mönsterkort användes ursprungligen för att tillverka prototypkretskort, men i takt med att efterfrågan på ytmonterade komponenter ökade ersattes de av flerskiktade mönsterkort.

Enkelsidiga mönsterkort är den enklaste och billigaste formen av kretskort. De har ett enda lager av ledande koppar ovanför substratet. Dessutom finns det inga via-hål i enkelsidiga PCB. Därför lämpar de sig bäst för konstruktioner med låg densitet. De är enkla att tillverka och finns ofta tillgängliga med korta ledtider.

Flexibla mönsterkort

Det finns flera steg i tillverkningen av flexibla mönsterkort. Det första steget är att utforma kortets layout. Detta kan göras med hjälp av CAD-verktyg som Proteus, Eagle eller OrCAD. Efter att layouten har utformats kan monteringsprocessen påbörjas.

Nästa steg är att dra ledarna. Ledarnas bredd bör vara en standard för enheten. Antalet ledare kan dock variera beroende på konstruktionen. Standardledarbredden är nödvändig för en krets som kräver en viss procentandel av kretsströmmen. Beroende på konstruktionen kan hålens diametrar också variera.

När mallen har etsats skärs flexkretsen ut med hjälp av en process som kallas "blanking". För denna process används en hydraulisk stans- och matrisuppsättning, men verktygskostnaderna kan vara höga. Ett annat alternativ är att använda en blankingkniv. En blankingkniv är ett långt rakblad som böjs till den form som flexkretsens kontur har. Det förs sedan in i ett spår i en stödskiva, vanligtvis MDF eller plywood.