Mūsdienu pasaulē, kuru virza elektroniskas ierīces, sākot no viedtālruņiem un beidzot ar kosmosa kuģiem, katras viedierīces "sirds" ir shēmas plate, kas pārklāta ar sarežģītām shēmām. Tāpat kā pilsētas projekts, tas savieno dažādus elektroniskos komponentus, veidojot informācijas plūsmas "maģistrāli". Shēmu plākšņu ražošana ir moderns augsto{2}}tehnoloģiju process, kurā ir integrēta materiālzinātne, ķīmija, optika un precīzā mehānika. Tās stingrais un sarežģītais process ir īsts mākslas veids rūpnieciskajā ražošanā.
Shēmas plates ražošana sākas ar tās kodola substrāta-vara-pārklātu laminātu (CCL). Plakanai izolācijas plāksnei, kas parasti ir izgatavota no stiklašķiedras epoksīda sveķiem, ir plāns vara folijas slānis, kas ir cieši saistīts ar tās virsmu. Šī vara folija veidos visu turpmāko ķēžu prototipu.
Pirmais posms: grafiskā pārsūtīšana{0}}Zīmējuma uzdruka uz vara
Pirmkārt, inženieri izmanto datorizētu{0}}projektēšanas programmatūru, lai izveidotu ķēdes diagrammas, kuras pēc tam tiek izvadītas augstas precizitātes plēvju veidā, izmantojot lāzerploteri. Tīrā telpā CCL virsma ir pārklāta ar UV-jutīgu fotorezistu. Pēc tam filmu novieto uz tāfeles kā fotofilmu un pakļauj UV gaismai. Gaismas iedarbībai pakļautajās vietās notiek ķīmiska reakcija. Pēc mazgāšanas ar attīstīšanas šķīdumu shēmas shēma ir skaidri saglabāta uz tāfeles,-vietas, kur nepieciešams saglabāt vara foliju, ir aizsargātas ar fotorezistu, savukārt iegravējamās vietas ir eksponētas. Šis process ir kā fotogrāfs, kurš tumšajā telpā attīsta fotogrāfiju, nemateriālo dizainu pārvēršot taustāmā aizsargslānī.
Otrais posms: ķīmiskā kodināšana{0}}Chēmas sarežģītības veidošana
Tālāk tāfele nonāk kodināšanas ražošanas līnijā. Precīzā kontrolē plāksne iet caur kodināšanas tvertni, kurā spēcīgas ķimikālijas precīzi izšķīdina visu vara foliju, ko neaizsargā fotorezists. Pēc šī procesa no neskartās vara folijas parādās sarežģīti, -plāni apmatojuma kontūru raksti. Pēc tam aizsargājošais fotorezists tiek noņemts, un tiek radīta prototipa shēma, kas iemieso dizainera gudrību. Kodināšanas precizitāte tieši nosaka shēmas plates veiktspēju; tai ir jānodrošina viendabīgas līnijas, bez šķembām un bez atlikuma vara.
Trešais posms: laminēšana un urbšana
Sarežģītu daudzslāņu plātņu ražošanas process ir vēl sarežģītāks. Vairāku serdeņu plates ar iegravētām iekšējā slāņa shēmām tiek sakrautas pārmaiņus ar iepriekš sagatavotām plāksnēm, līdzīgi kā veidojot mille{1}}feuille kūku. Augstas-temperatūras un augsta spiediena-laminatorā tie tiek saspiesti kopā, veidojot cietu veselumu. Pēc tam augstas precizitātes CNC urbjmašīna saskaņā ar programmas failu urbj plāksnē tūkstošiem mikro-caurumu. Šie caurumi tiks izmantoti, lai savienotu ķēdes starp dažādiem slāņiem.
Caurumu sienas pēc urbšanas ir izolējošas, un tām ir jābūt vadošām. Tas tiek panākts, izmantojot ķīmisko vara pārklājuma procesu: uz caurumu sienām tiek uzklāts plāns ķīmiskā vara slānis, lai tās metalizētu. Pēc tam vara slānis uz urbuma sienām un virsmas ķēdēm tiek sabiezināts ar galvanizāciju, lai nodrošinātu uzticamus savienojumus un strāvas nestspēju.
Ceturtais posms: lodēšanas maska un sietspiede – galīgā aizsardzība un identifikācija
Lai aizsargātu trauslo shēmu no oksidācijas, piesārņojuma un fiziskiem bojājumiem un novērstu īssavienojumus lodēšanas laikā, shēmas plate jāpārklāj ar lodēšanas maskas tintes slāni. Parasti zaļā krāsā šī tinte tiek uzklāta ekspozīcijas un izstrādes procesā, atsedzot tikai tos spilventiņus, kas ir jālodē. Visbeidzot, uz plāksnes virsmas tiek uzdrukāts balts sietspiedes slānis, lai atzīmētu komponentu atsauces apzīmējumus, polaritāti un informāciju par ražotāju, nodrošinot skaidrus norādījumus turpmākai komponentu montāžai.
Secinājums
No dizaina rasējuma līdz pilnībā funkcionējošai shēmas platei, ražošanas process ir precīza deja, kas aptver fiziku un ķīmiju. Katrs solis prasa ārkārtīgi augstu tīrību, precīzu procesa kontroli un stingru kvalitātes pārbaudi. Tieši šī gandrīz prasīgā ražošanas māksla piešķir dzīvību un inteliģenci mūsu rokās esošajām vieglajām, taču jaudīgajām elektroniskajām ierīcēm, klusi atbalstot mūsdienu sabiedrības straujo darbību.