Wie werden Rogers-Leiterplatten hergestellt?

Rogers PCB, auch bekannt als Rogers Printed Circuit Board, erfreut sich aufgrund seiner überlegenen Leistung und Zuverlässigkeit großer Beliebtheit und wird in verschiedenen Branchen eingesetzt. Diese Leiterplatten werden aus einem speziellen Material namens Rogers-Laminat hergestellt, das über einzigartige elektrische und mechanische Eigenschaften verfügt. In diesem Blogbeitrag tauchen wir in die Feinheiten der PCB-Herstellung bei Rogers ein und untersuchen die damit verbundenen Prozesse, Materialien und Überlegungen.

Um den PCB-Herstellungsprozess von Rogers zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, was diese Platinen sind und was Rogers-Laminate bedeuten.Leiterplatten sind wichtige Komponenten elektronischer Geräte und stellen mechanische Stützstrukturen und elektrische Verbindungen bereit. Rogers-Leiterplatten sind in Anwendungen, die eine Hochfrequenzsignalübertragung, geringe Verluste und Stabilität erfordern, sehr gefragt. Sie werden häufig in Branchen wie Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt, Medizin und Automobilindustrie eingesetzt.

Rogers Corporation, ein renommierter Anbieter von Materiallösungen, hat Rogers-Laminate speziell für den Einsatz bei der Herstellung von Hochleistungsleiterplatten entwickelt. Rogers-Laminat ist ein Verbundmaterial, das aus einem mit Keramik gefüllten Glasfasergewebe und einem duroplastischen Kohlenwasserstoffharzsystem besteht. Diese Mischung weist hervorragende elektrische Eigenschaften wie einen geringen dielektrischen Verlust, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hervorragende Dimensionsstabilität auf.

Schauen wir uns nun den PCB-Herstellungsprozess von Rogers genauer an:

1. Design-Layout:

Der erste Schritt bei der Herstellung jeder Leiterplatte, einschließlich Rogers-Leiterplatten, besteht in der Gestaltung des Schaltungslayouts. Ingenieure verwenden spezielle Software, um Schaltpläne für Leiterplatten zu erstellen und Komponenten entsprechend zu platzieren und zu verbinden. Diese anfängliche Entwurfsphase ist entscheidend für die Bestimmung der Funktionalität, Leistung und Zuverlässigkeit des Endprodukts.

2. Materialauswahl:

Sobald der Entwurf abgeschlossen ist, wird die Materialauswahl entscheidend. Rogers PCB erfordert die Auswahl des geeigneten Laminatmaterials unter Berücksichtigung von Faktoren wie der erforderlichen Dielektrizitätskonstante, dem Verlustfaktor, der Wärmeleitfähigkeit und den mechanischen Eigenschaften. Rogers-Laminate sind in verschiedenen Qualitäten erhältlich, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

3. Laminat zuschneiden:

Nachdem Design und Materialauswahl abgeschlossen sind, besteht der nächste Schritt darin, das Rogers-Laminat auf die gewünschte Größe zuzuschneiden. Dies kann mit speziellen Schneidwerkzeugen wie CNC-Maschinen erreicht werden, um präzise Abmessungen zu gewährleisten und jegliche Beschädigung des Materials zu vermeiden.

4. Bohren und Kupfergießen:

In diesem Stadium werden entsprechend dem Schaltungsentwurf Löcher in das Laminat gebohrt. Diese Löcher, sogenannte Vias, stellen elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Schichten der Leiterplatte her. Anschließend werden die Bohrlöcher verkupfert, um die Leitfähigkeit herzustellen und die strukturelle Integrität der Durchkontaktierungen zu verbessern.

5. Schaltungsabbildung:

Nach dem Bohren wird eine Kupferschicht auf das Laminat aufgetragen, um die für die Funktionalität der Leiterplatte erforderlichen Leiterbahnen zu schaffen. Die kupferkaschierte Platine ist mit einem lichtempfindlichen Material namens Fotolack beschichtet. Anschließend wird der Schaltungsentwurf mithilfe spezieller Techniken wie Fotolithographie oder Direktbildgebung auf Fotolack übertragen.

6. Radierung:

Nachdem das Schaltungsdesign auf den Fotolack gedruckt wurde, wird ein chemisches Ätzmittel verwendet, um das überschüssige Kupfer zu entfernen. Das Ätzmittel löst das unerwünschte Kupfer auf und hinterlässt das gewünschte Schaltkreismuster. Dieser Prozess ist entscheidend für die Erstellung der Leiterbahnen, die für die elektrischen Verbindungen der Leiterplatte erforderlich sind.

7. Lagenausrichtung und Laminierung:

Bei mehrschichtigen Rogers-Leiterplatten werden die einzelnen Schichten mithilfe spezieller Geräte präzise ausgerichtet. Diese Schichten werden gestapelt und zusammenlaminiert, um eine zusammenhängende Struktur zu bilden. Durch die Anwendung von Hitze und Druck werden die Schichten physikalisch und elektrisch miteinander verbunden und so die Leitfähigkeit zwischen ihnen sichergestellt.

8. Galvanisierung und Oberflächenbehandlung:

Um die Schaltkreise zu schützen und eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wird die Leiterplatte einem Galvanisierungs- und Oberflächenbehandlungsprozess unterzogen. Eine dünne Metallschicht (normalerweise Gold oder Zinn) wird auf eine freiliegende Kupferoberfläche plattiert. Diese Beschichtung verhindert Korrosion und bietet eine günstige Oberfläche zum Löten von Bauteilen.

9. Lötmasken- und Siebdruckanwendung:

Die Leiterplattenoberfläche wird mit einem Lötstopplack (normalerweise grün) beschichtet, so dass nur die erforderlichen Bereiche für die Komponentenanschlüsse übrig bleiben. Diese Schutzschicht schützt die Kupferleiterbahnen vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und versehentlichem Kontakt. Darüber hinaus können Siebdruckschichten hinzugefügt werden, um das Komponentenlayout, Referenzbezeichner und andere relevante Informationen auf der Leiterplattenoberfläche zu markieren.

10. Prüfung und Qualitätskontrolle:

Sobald der Herstellungsprozess abgeschlossen ist, wird ein gründliches Test- und Inspektionsprogramm durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Leiterplatte funktionsfähig ist und den Designspezifikationen entspricht. Verschiedene Tests wie Durchgangsprüfungen, Hochspannungsprüfungen und Impedanzprüfungen überprüfen die Integrität und Leistung von Rogers-Leiterplatten.

Zusammenfassend

Die Herstellung von Rogers-Leiterplatten erfordert einen sorgfältigen Prozess, der Design und Layout, Materialauswahl, Schneiden von Laminaten, Bohren und Kupfergießen, Schaltungsbebilderung, Ätzen, Lagenausrichtung und Laminierung, Plattieren, Oberflächenvorbereitung, Lötmasken- und Siebdruckanwendungen sowie gründliche Prüfung und Qualitätskontrolle. Das Verständnis der Feinheiten der PCB-Herstellung von Rogers unterstreicht die Sorgfalt, Präzision und das Fachwissen, die bei der Herstellung dieser Hochleistungsplatinen erforderlich sind.