Die Herstellung von Leiterplatten ist in absolut jedem Land ein profitables Geschäft, da bei der Herstellung elektronischer Geräte auf diese Komponente nicht verzichtet werden kann.
Handwerker können solche Artikel sogar zu Hause herstellen! Die Technologie zur Herstellung von Platinen besteht nicht aus Schritten, die für den Durchschnittsmenschen unerreichbar sind, und die meisten Komponenten sind auf Radiomärkten oder auf speziellen Websites im Internet leicht zu finden.
Gefragter sind werkseitig gefertigte Boards, deren Herstellung jedoch die entsprechende Ausrüstung und die Einhaltung klarer Montageanweisungen erfordert.
Im heutigen Artikel erzählen wir Ihnen mehr über die Heim- und Fabrikproduktion und helfen Ihnen dabei, die ungefähren Kosten eines solchen Unternehmens im Allgemeinen zu ermitteln.
Was sind Leiterplatten?
Moderne Geräte können sich ihre Existenz ohne eine solche Komponente wie eine Leiterplatte nicht vorstellen. Das Werkstück ist eine Platte aus dielektrischem Material, die Schaltkreise enthält, die elektrischen Strom leiten.
Solche „Adern“ können sich entweder auf der Oberfläche des Dielektrikums befinden oder sie sind in die Innenseite der Basis der Leiterplatte eingebettet.
Der Zweck der Platinen besteht darin, die Komponenten elektronischer Geräte in einem einzigen Netzwerk zusammenzufassen. Sie leiten Elektrizität und verbinden die Elemente des Geräts zu einer integralen mechanischen Struktur. Die Stifte an den Enden der Platinen werden eins zu eins durch Löten befestigt.
Woraus besteht die Leiterplatte?
• darunterliegendes dielektrisches Material; |
• ein Folienmuster, das als elektrischer Leiter fungiert; |
• spezielle Befestigungslöcher; |
• Pads, die flächige Elemente der Leiterplatte verbinden; |
• Lötmaske, die als Schutzschicht dient; |
• Markierung (in der industriellen Produktion). |
Wenn die Platine auf Heimgeräten für den persönlichen Gebrauch hergestellt wurde, sind einige Designkomponenten möglicherweise von dieser Liste ausgeschlossen.
Die Klassifizierung von Druckplatten hängt von Faktoren wie der Einsatztemperaturschwelle und der Anwendungsbranche ab.
Klassifizierung von Leiterplatten nach Anzahl der Lagen:
§ Einseitig - Die dielektrische Folienbeschichtung ist nur auf einer Seite angebracht.
§ Beidseitig - Auf beiden Seiten der Leiterplatte wird eine dielektrische Folienbeschichtung aufgebracht.
§ Mehrschichtig – die dielektrische Basis besteht aus mehreren Schichten, auf denen sich jeweils eine Folienbeschichtung befindet.
Bei der Herstellung verschiedener elektronischer Geräte kann es zu Problemen mit der Funktionalität des Sockels selbst kommen. Ein zu sprödes Dielektrikum wird bei Smartphones mit flexiblem Display zum Problem, und der Betrieb einer typischen Platine bei erhöhten Temperaturen führt zu deren Schmelzen und damit zum Ausfall.
Die zunehmende Produktpalette hat zur Entstehung neuer Lösungen für die Implementierung von Komponenten geführt. Dies zwang die Leiterplattenindustrie dazu, eine weitere Klassifizierung einzuführen, die auf den Eigenschaften des dielektrischen Grundmaterials basierte. In der Fachliteratur sind Begriffe wie starre und flexible Druckplatten aufgetaucht.
Es gibt auch separate technologische Lösungen, die die Besonderheiten der Verwendung von Platten zum Drucken (Hoch-/Niederfrequenz, Temperatur usw.) berücksichtigen.
Technologie zur Herstellung von Leiterplatten.
Der technologische Prozess zur Herstellung von Leiterplatten umfasst vier Hauptphasen, die jeweils in eher lokale Aufgaben unterteilt sind, die teure Ausrüstung und einen vorbereiteten Ort erfordern.
Bevor Sie mit der Produktion beginnen, sollten Sie sich um die Vorbereitung von Materialien und Geräten kümmern. Eine Auflistung aller notwendigen „Rohstoffe“ für die Herstellung von Leiterplatten finden Sie in der folgenden Tabelle. Berücksichtigt wurde die Klassifizierung nach der Anzahl der Schichten.
2. Bildung des Platinenrohlings für den Druck
Das Werkstück besteht aus einem dielektrischen Folienmaterial. Das Dielektrikum in der industriellen Produktion ist Glasfaser (90 % der Fälle) oder Textolith auf Stoff- oder Papierbasis.
Die Auswahl der Dicke des Werkstücks richtet sich nach den Anforderungen im Auftrag – je höher die Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit, desto dicker die Unterlage. Bei der Nicht-Zielproduktion wird ein durchschnittlicher Dickenindikator verwendet – die Ausrüstung ist auf 13–14 Millimeter eingestellt.
Schema der Rohlingsbildung:
1. Schneiden Sie die gewünschte Form auf dem Gerät aus.
2. Bereiten Sie Blätter aus Aluminiumfolie vor.
3. Bringen Sie Folie auf dem ausgeschnittenen Stück an. Die Auftragsstärke richtet sich nach dem Verwendungszweck der Platte.
Eine separate Produktionsgruppe bilden Aluminiumplatten für den Druck – sie werden in Beleuchtungsgeräten verwendet, wenn für den Betrieb des Bauteils eine Leitfähigkeit über die gesamte Oberfläche der Platte erforderlich ist.
Aluminiumplatten werden in zwei Typen unterteilt:
§ Mit äußerer Oxidation – ein massives oxidiertes Aluminiumblech, an dessen Umfang sich eine Kupferfolie befindet. Andere Metalle können verwendet werden, ihre Verwendung erfordert jedoch das vorherige Aufbringen einer dünnen Dielektrikumschicht.
§ Vollständige Oxidation – das Ziehen durch die Ausrüstung wird in die Materialbasis eingebracht, daher erfolgt die Bearbeitung über einen großen Teil der Tiefe des Werkstücks. Der genaue Wert wird vom Gerät anhand der vom System festgelegten Vorlage berechnet.
In der Praxis gehört die erste Methode zur wirtschaftlicheren Produktionsart. Der Unternehmer reduziert den Zeitaufwand um 50-70 % + kauft keine zusätzlichen Module für die Ausrüstung.
Der zeitaufwändigste Produktionsschritt erfordert große Investitionen in Hilfsrohstoffe und Ausrüstung.
Um eine Leiterplattenzeichnung zu erhalten, verwenden Sie eine von drei Methoden oder eine Kombination davon.
Zeichnungsmethoden zum Leiten von Strom:
1. Chemisch.
Es umfasst zwei Schritte: Aufbringen einer Maske auf einen Rohling mit einer Folienschicht und Entfernen des Überschusses durch Beschuss mit chemischen Partikeln. Von der Ausrüstung benötigen Sie hier einen Fotolack, eine Fotomaske und eine Quelle für ultraviolette Strahlung.
Die gesamte Oberfläche des Werkstücks wird mit Fotolack (Flüssigkeit oder Film) gefüllt und anschließend werden die Pfade des elektrischen Leiters durch die Schablone mit ultraviolettem Licht beleuchtet.
Der ungeschützte Bereich wird mit einer chemischen Lösung (Eisenchlorid oder Kupfersulfat) gewaschen, anschließend wird die Folienschicht entfernt und es bleibt nur ein elektrisch leitendes Muster zurück.
2. Mechanisch.
Für die Umsetzung ist eine spezielle Ausrüstung zur mechanischen Einwirkung erforderlich, die gemäß der Schablone unnötige Folienbereiche auf der Oberfläche des Werkstücks entfernen kann.
3. Laser.
Bisher wurde diese Methode aufgrund der erhöhten Reflexionseigenschaften von Kupfer und Aluminium praktisch nicht angewendet. Aber der Fortschritt steht nicht still, und im Jahr 2018 können Lasergeräte die Wellenlänge fein abstimmen, was den Einsatz der Installation auch auf Oberflächen mit hohen Reflexionsparametern ermöglicht.
In der industriellen Produktion war und ist die Methode des Zeichnens eines Bildes mit mechanischen Geräten die beliebteste. Der Unternehmer muss sich keine Gedanken über die enormen zusätzlichen Mittel machen, die für die chemische Gravur erforderlich sind, und der Einsatz von Lasergeräten ist zu teuer.
Das Ziehen ist nur der erste Schritt bei der Bearbeitung eines Leiterplattenrohlings. Darüber hinaus durchläuft das Element vier weitere technologische Zwischenstufen, bis es die gewünschte Form erhält.
Löcher werden mit speziellen mechanischen oder Lasergeräten gestanzt. Die zweite Option wird für feinere Arbeiten verwendet, wenn es aus physikalischer Sicht unrealistisch ist, eine Aktion durch mechanische Verarbeitung umzusetzen.
Die Metallisierung selbst kann auf zwei Arten erfolgen:
1. Mechanisch.
Für die Umsetzung sind hochpräzise Geräte (für die industrielle Fertigung) und Material (leitfähiger Kleber oder Nieten) erforderlich.
Diese Methode ist sehr teuer in der Anwendung und wird daher nur punktuell eingesetzt – für hochpräzise Leiterplatten oder die Metallisierung zu Hause.
2. Chemisch.
Löcher werden durch Sedimentansammlung auf dem Kupferbarren metallisiert. Dieser Vorgang geht dem direkten Zeichnen des Musters auf der Form selbst voraus.
Die zweite Methode lässt sich in der industriellen Produktion leicht umsetzen, wird jedoch aufgrund der Fülle an technologischen Nuancen und der Dauer selten für den Heimgebrauch eingesetzt.
Es wird nur für mehrschichtige Leiterplatten verwendet, die mehr als eine Schicht enthalten.
Dieser Vorgang geht der Lochplattierung voraus, da durch das Pressen vorgefertigter Rohlinge die äußere Isolationsschicht und die Kupferspritzer selbst beschädigt werden können.
Das Schema des Pressens von Brettern für den Druck in der industriellen Produktion:
1. Vorbereitung der Ebenen, die in der Mitte platziert werden sollen, und Zeichnen eines Bildes. |
2. Pressen von Platten im Druckofen – als Dichtungen werden sogenannte Prepregs verwendet. |
3. Löcher bohren. |
4. Metallisierung. |
5. Ätzen der Folie der Außenschichten. |
Die Vias können auch vor dem Pressen geformt werden. Dann erweitert sich die Funktionalität von Leiterplatten, aber die Produktionskosten steigen um 30-40 %.
Die Verwendung von „Stubs“ erfordert, dass der Unternehmer einen angemessenen Kompromiss zwischen der Rentabilität der Produktion und den Kosten des Herstellungsprozesses selbst, einschließlich der Ausrüstungskosten, findet.
Wo können Sie Produkte verkaufen?
§ elektronisches Abfüllen in der Automobilproduktion;
§ Füllung medizinischer Geräte;
§ Branchen im Zusammenhang mit Computertechnologie;
§ große und kleine Haushaltsgeräte + Messgeräte.
Die Gesamtkosten für die Gründung eines Unternehmens betragen mindestens 75,000 US-Dollar. Dazu gehören Materialkosten, Gehälter der Mitarbeiter, Ausrüstung, Raummiete, Marketingkampagne und zusätzliche Kosten für die Umsetzung.
Die durchschnittliche Amortisation einer Leiterplatten-Produktionslinie liegt bei 24 bis 30 Monaten, sofern Ihr Finanzplan zusätzliche Ausgabenposten (Reparaturen, Wartung der Ausrüstung usw.) vorsieht.
Zusammenfassung
Leiterplattenherstellung ist ein hochprofitables Geschäft mit einer langen Amortisationszeit. Nicht jeder ist bereit, mehr als zwei Jahre zu warten, um sein eigenes Geld zurückzugewinnen. Wenn das Unternehmen jedoch erfolgreich ist und Expansionspotenzial besteht, können Sie diesen Zeitraum halbieren und weitere Gewinne werden monatlich wachsen.
