Производство печатных плат полный процесс от “А” до “Я” (Часть 2)

После знакомства с материалами становится очевидно, что печатная плата — это не просто диэлектрическая основа с нанесёнными на неё медными дорожками. Выбор основания, толщины меди, типа фольги, паяльной маски и других элементов заранее задаёт многие условия будущего производства: какие операции потребуются, насколько сложной будет обработка, какие ограничения придётся учитывать и какие дефекты могут возникнуть при нарушении технологии. Поэтому, разобравшись с основными материалами, можно перейти к самому процессу изготовления печатной платы. Именно на этом этапе проект, существующий до этого в виде схемы, трассировки и комплекта производственных файлов, постепенно превращается в физическое изделие. Рассмотрение последовательности операций позволяет лучше понять, почему производство PCB требует высокой точности, строгого контроля качества и внимательного отношения к решениям, принятым ещё на стадии проектирования.

Для начала постараемся классифицировать платы по признакам, которые влияют на процесс производства. 

По количеству проводящих слоёв печатные платы делятся на три основные группы:

1. Однослойные печатные платы
   Проводящий рисунок расположен только на одной стороне диэлектрического основания. 
2. Двухслойные печатные платы
   Проводящий рисунок расположен с двух сторон основания, а связь между сторонами обеспечивается металлизированными отверстиями. 
3. Многослойные печатные платы
   Содержат три и более проводящих слоя, разделённых диэлектриками и соединённых системой переходных отверстий. 

Рост количества слоёв в первую очередь связан с увеличением плотности трассировки и уменьшением габаритов электронных устройств. Чем сложнее схема и меньше доступная площадь платы, тем труднее разместить все соединения в одном или двух слоях. Дополнительные слои позволяют распределить сигнальные цепи, питание и общие проводники без увеличения размеров изделия.

При этом увеличение количества слоёв усложняет производство и повышает стоимость платы. Однослойные платы наиболее просты технологически: они не проходят металлизацию отверстий, а проводящий рисунок формируется травлением медной фольги. Поэтому итоговая толщина меди соответствует толщине меди исходного базового материала. Паяное соединение выводных компонентов формируется только на стороне металла, из-за чего возникает ограничение по размещению: SMD-компоненты располагаются на стороне проводников, а выводные — с противоположной стороны.

Двухслойные платы дополнительно проходят сверление и металлизацию переходных и монтажных отверстий. Металлизация обеспечивает электрическую связь между сторонами платы, но при этом гальванически наращивает медь не только в отверстиях, но и на открытых проводящих участках. Поэтому, если итоговая толщина меди критична для изделия, этот прирост необходимо учитывать. В отличие от однослойных плат, двухслойные позволяют размещать и паять SMD- и выводные компоненты с любой стороны.

Многослойные платы в упрощённом виде можно представить как несколько двухсторонних заготовок, объединённых в единую конструкцию. Для их изготовления используются ядра, медная фольга и препреги — полуотверждённые диэлектрические материалы, которые при прессовании обеспечивают соединение слоёв в цельный пакет. После прессования выполняются дальнейшие операции, включая сверление, металлизацию отверстий и формирование внешних слоёв.

По конструктивному исполнению печатные платы делятся на три основные группы:

1. Жёсткие печатные платы
   Классические платы на жёстком основании, сохраняющие форму при монтаже и эксплуатации. 
2. Гибкие печатные платы
   Платы на гибком диэлектрическом основании, способные работать в условиях изгиба, вибраций и ограниченного пространства. 
3. Гибко-жёсткие печатные платы
   Конструкции, объединяющие жёсткие участки для размещения компонентов и гибкие зоны, выполняющие функцию встроенного шлейфа или межсоединения. 

Жёсткие платы — наиболее привычный и распространённый тип печатных плат. Именно такие конструкции используются в большинстве электронных устройств: от материнских плат персональных компьютеров до простых плат в настольных часах, бытовой технике, блоках питания и промышленной электронике. Они удобны в производстве, хорошо подходят для автоматического монтажа компонентов и обеспечивают стабильную механическую основу для электронного узла.

Их противоположностью являются гибкие платы. Они применяются там, где жёсткая конструкция не позволяет реализовать требуемую форму изделия: при миниатюризации межплатных соединений, размещении электроники в ограниченном пространстве, работе при вибрациях, изгибах или повышенных температурах. Такие платы могут заменять проводные соединения и отдельные шлейфы, а также использоваться в устройствах, где электронный узел должен повторять форму корпуса или сохранять подвижность.

Однако гибкость создаёт и технологические ограничения. Полиимидные платы дороже стандартных жёстких конструкций, сложнее в обработке и хранении. При изгибе основания паяные соединения, площадки и корпуса компонентов испытывают механические нагрузки, поэтому зоны монтажа часто приходится усиливать рёбрами жёсткости или локальными накладками. Это частично снижает гибкость конструкции, а также ограничивает выбор компонентов. Дополнительную сложность создаёт покрывной материал, или coverlay: он защищает проводники, но обычно толще классической паяльной маски и требует более внимательного проектирования окон под контактные площадки.

В современных устройствах широкое распространение получили гибко-жёсткие платы. В них гибкий участок интегрирован в общую структуру платы и соединяет жёсткие области, пригодные для автоматического монтажа компонентов. Это позволяет отказаться от части разъёмов, кабелей и отдельных шлейфов, уменьшить габариты изделия и повысить надёжность соединений. При этом такие платы остаются более сложными и дорогими в производстве, поскольку объединяют технологии изготовления жёстких и гибких конструкций.

Отдельно стоит выделить платы высокой плотности межсоединений, или HDI (High-Density Interconnect). Их появление связано с общей тенденцией к миниатюризации электроники: чем меньше размеры устройства и выше плотность схемы, тем сложнее разместить все соединения средствами обычной многослойной платы.

Главной особенностью HDI-плат является применение микропереходов — несквозных отверстий малого диаметра, которые обычно выполняются лазером и соединяют соседние проводящие слои. Типовой диаметр таких отверстий составляет около 0,1 мм, а диаметр контактной площадки — от 0,2 мм. Это позволяет повысить плотность трассировки и освободить пространство, которое в классических платах занимали бы сквозные переходные отверстия.

При этом лазерные микропереходы предъявляют повышенные требования к материалам и конструкции платы. Обычно они формируются через тонкий межслойный диэлектрик, часто толщиной порядка 0,1 мм, поскольку для надёжной металлизации важно сохранять близкое соотношение глубины отверстия к его диаметру. Для таких структур применяются специальные препреги или диэлектрики с малым содержанием стекловолокна, что позволяет получить более ровный канал отверстия и улучшить условия последующей металлизации.

В более сложных HDI-структурах микропереходы могут выполняться последовательно, один над другим, образуя stacked microvias. Это позволяет соединять не только соседние слои, но и более удалённые уровни, однако требует дополнительных циклов лазерного сверления, металлизации, заполнения и прессования. Поэтому HDI-платы существенно сложнее и дороже в производстве, особенно с точки зрения совмещения слоёв и контроля качества межслойных соединений.

Производство печатной платы условно можно разделить на два этапа: DFM-анализ проекта и последующее воплощение производственных файлов в материале. На этапе DFM (Design for Manufacturing) проект проверяется на пригодность к изготовлению: анализируются минимальные ширины проводников и зазоров, диаметры отверстий, отступы от контура, параметры металлизации, паяльной маски, маркировки и другие требования, влияющие на технологичность платы.

При этом DFM-анализ не заменяет проверку схемы и трассировки. Производитель обычно работает с Gerber-файлами, файлами сверления, stack-up слоёв и сопроводительной документацией. Gerber-файлы передают в первую очередь графическую информацию о слоях платы и не содержат полного понимания назначения цепей, функций компонентов и логики соединений. Поэтому ошибки схемотехники, неверные соединения или некорректные проектные решения на этом этапе выявить крайне сложно, а иногда невозможно.

Именно поэтому основные проверки должны выполняться ещё при разработке схемы и трассировке. DFM не заменяет ERC (Electrical Rule Check), DRC (Design Rule Check), проверку посадочных мест, анализ токовых нагрузок, тепловых режимов и обоснованность выбранных решений. Например, размещение массивных и мелких компонентов на одной стороне может усложнить нанесение паяльной пасты и пайку, а применение микропереходов без необходимости — повысить сложность и стоимость производства.

Ошибки могут закладываться ещё на этапе схемы: например, при выборе компонента с малым шагом выводов, требующего более сложной технологии. Поэтому технологичность печатной платы начинается задолго до производства — с выбора компонентов, продуманной схемы, грамотной трассировки и полного комплекта производственных данных.

Теперь же перейдём к непосредственному процессу производства:

1. Выбор материала — в соответствии с требованиями заказчика и согласованным стеком слоёв, подбираются необходимые материалы: тип диэлектрика, толщина основания, толщина меди и другие параметры, влияющие на дальнейшее производство платы. После этого материал нарезается на технологические заготовки. Для однослойных и двухслойных плат обычно используются ядра — полностью отверждённые листы диэлектрика с медной фольгой с одной или двух сторон. Такие материалы хранятся в листах при нормальных складских условиях. При изготовлении многослойных плат дополнительно применяются препреги и отдельная медная фольга. Препрег — это полуотверждённый диэлектрический материал, который при прессовании размягчается, заполняет промежутки между слоями и соединяет ядра и фольгу в единую структуру. В отличие от ядер, препреги хранятся в рулонах и требуют специальных условий хранения, поскольку чувствительны к температуре, влажности и сроку хранения. Медная фольга также хранится в рулонах и используется для формирования внешних или дополнительных проводящих слоёв.
2. Сверление — на этом этапе в заготовке выполняются все сквозные отверстия, предусмотренные проектом: переходные, монтажные, крепёжные и технологические. Операция выполняется на станках с ЧПУ в соответствии с координатами и диаметрами, указанными в файлах сверловки, например NC Drill или Excellon-файлах. Для металлизируемых отверстий диаметр сверления обычно задаётся несколько больше конечного значения, указанного в проекте. Это необходимо для компенсации последующего осаждения меди на стенках отверстия при металлизации и технологических допусков процесса. Неметаллизированные отверстия, например крепёжные или технологические, обычно сверлятся в том же цикле, но в дальнейшем осаждаемая в них медь стравливается вместе с остальным «лишним» рисунком.

Поскольку сверление является механической операцией, заготовку дополнительно защищают вспомогательными материалами. Сверху обычно используется входная пластина, а снизу — подкладочный материал. Они помогают стабилизировать сверло, уменьшить риск заусенцев, повреждения кромок отверстий, отслоения меди и сколов диэлектрика при выходе инструмента.

Если речь идёт о многослойной плате со слепыми или скрытыми переходами — blind и buried vias, — такие отверстия выполняются также на данном этапе, перед непосредственные формирования структуры платы, до прессования общего пакета. После прессования многослойная структура снова возвращается на этап сверления, где уже выполняются сквозные отверстия через всю толщину платы.

1. Металлизация — после сверления заготовки обязательно проходят очистку. Она необходима для удаления пыли, стружки, остатков смолы и других загрязнений, возникающих при механической обработке. Для металлизируемых отверстий это особенно важно: их стенки должны быть подготовлены так, чтобы последующая медь равномерно осаждалась по всей поверхности и обеспечивала надёжное электрическое соединение между слоями. Далее на стенки отверстий и поверхность заготовки осаждается тонкий слой химической меди. Он делает диэлектрические участки проводящими и служит обязательной основой для последующей гальванической металлизации.

После этого возможны разные технологические маршруты: в одном случае плата передаётся на следующие этапы с тонким слоем химической меди, а основное наращивание выполняется позже; в другом — сразу проводится полная гальваническая металлизация до требуемой толщины меди. Выбор схемы зависит от применяемой технологии формирования проводящего рисунка. Плюсы и ограничения этих вариантов будут рассмотрены далее.

1. Экспонирование фоторезиста — после очистки технологической заготовки от остатков предыдущих операций на её поверхность наносится фоторезист. В производстве печатных плат он чаще всего представляет собой сухую полимерную плёнку, которая ламинируется на медную поверхность с помощью нагретых валов. Фоторезист должен равномерно прилегать к меди, поскольку от качества его нанесения зависит точность будущего проводящего рисунка. Далее выполняется экспонирование — формирование рисунка фоторезиста. Оно может проводиться двумя основными способами: прямым лазерным экспонированием, или LDI (Laser Direct Imaging), и экспонированием через фотошаблон. В первом случае изображение формируется непосредственно лазером по данным производственных файлов. Такой метод отличается высокой точностью, хорошо подходит для мелких норм и исключает риски, связанные с растяжением, износом или загрязнением фотошаблона. Кроме того, LDI удобен для мелких серий и быстро изменяемых проектов, поскольку не требует изготовления отдельного комплекта фотоплёнок. Его ограничением традиционно считалась меньшая скорость по сравнению с шаблонным экспонированием, однако с развитием оборудования эта разница постепенно сокращается. 

Экспонирование через фотошаблон остаётся распространённым и хорошо отработанным методом. Его достоинства — высокая производительность, особенно при серийном выпуске, относительная простота процесса и возможность одновременного переноса рисунка на всю площадь заготовки. Однако качество результата зависит от состояния самого фотошаблона, точности его совмещения с платой, а также от возможных размерных изменений плёнки из-за хранения, температуры, влажности или механического воздействия. Поэтому при малых зазорах и высоких требованиях к совмещению такой метод может уступать LDI. После экспонирования засвеченные участки негативного фоторезиста полимеризуются и становятся устойчивыми к проявителю. Незасвеченные участки удаляются при проявлении, открывая медь для последующих операций.

Отдельно стоит отметить условия, в которых выполняется работа с фоторезистом. Она проводится в чистой комнате, где контролируются пыль, температура, влажность и освещение. Это необходимо, поскольку даже небольшое загрязнение на поверхности платы или под фоторезистом может привести к дефекту проводящего рисунка. Поэтому сотрудники используют специальную защитную одежду, закрывающую почти всё тело и лицо, оставляя открытой только область глаз.

В зависимости от выбранного технологического маршрута это может быть дальнейшее травление лишней меди либо, наоборот, дополнительное гальваническое наращивание меди на открытых участках.

1. Травление — в зависимости от выбранного технологического маршрута дальнейшее формирование проводящего рисунка может идти двумя основными путями.

Первый вариант применяется в случае, если после химической меди уже была выполнена сплошная гальваническая металлизация всей заготовки. В этом случае после экспонирования и проявления фоторезист остаётся на будущих дорожках, контактных площадках и других элементах топологии, а лишняя медь остаётся открытой. Далее плата последовательно проходит через ванны травления и промывки, пока вся незащищённая медь не будет удалена. После этого, как правило в рамках той же линии, фоторезист размягчается и смывается. На выходе получается заготовка с уже сформированным проводящим рисунком.

Достоинством такого маршрута являются относительная простота и высокая скорость. Однако при травлении медь удаляется не только в глубину, но и в стороны, под край защищённой фоторезистом области. Это явление называется боковым подтравом. Чем больше общая толщина меди, которую необходимо удалить, тем сильнее выражен этот эффект. Поэтому такой метод чаще применяется для относительно простых плат, где возможный подтрав можно компенсировать увеличением ширины дорожек, контактных площадок и других элементов топологии.

Второй вариант сложнее и включает больше операций, но позволяет получить более точный рисунок. В этом случае после химического осаждения меди фоторезистом закрываются те области, которые в дальнейшем должны быть удалены травлением. Открытыми остаются будущие дорожки, площадки и металлизируемые отверстия. Затем выполняется гальваническое наращивание меди только на этих открытых участках, то есть фоторезист защищает поверхность не от травления, а от осаждения меди.

После наращивания меди на открытые участки дополнительно наносится металлический резист — временное защитное покрытие, устойчивое к последующему травлению меди. Затем фоторезист удаляется, открывая участки тонкой фоновой меди, которые не должны остаться на готовой плате. Только после этого выполняется травление, при котором удаляется преимущественно эта более тонкая медь. Завершающим этапом становится снятие металлического резиста, после чего на плате остаётся сформированный проводящий рисунок.

Преимущество второго маршрута заключается в меньшем боковом подтраве и, как следствие, в более высокой точности формирования проводников и зазоров. При этом сами линии обработки внешне могут быть похожи: заготовка последовательно проходит через ванны с технологическими растворами, промывками и средствами снятия покрытий. Отличаются прежде всего порядок операций, состав применяемой химии и то, какой материал на конкретном этапе выполняет роль защитного резиста.

После формирования проводящего рисунка, независимо от того, речь идёт о внутренних или внешних слоях, заготовки проходят оптическую инспекцию. На этом этапе проверяется качество травления: отсутствие коротких замыканий, остатков меди между проводниками, недотрава, перетрава, повреждений дорожек и контактных площадок. Для контроля, как правило, используются системы автоматической оптической инспекции, позволяющие сравнить фактически полученный рисунок с проектными данными.

Если обнаруженные дефекты допустимы к исправлению и их устранение не противоречит требованиям к плате, выполняется ремонт, после чего заготовка отправляется на следующий этап.

1. Прессование — применяется при изготовлении многослойных печатных плат. Как уже говорилось ранее, такая плата состоит из чередующихся ядер с предварительно сформированным проводящим рисунком, препрегов, выполняющих роль связующего диэлектрика, и, при необходимости, дополнительной медной фольги, из которой затем формируются внешние слои.

Перед прессованием, уже вытравленные на предыдущих этапах, внутренние слои подготавливаются и контролируются, после чего в соответствии со stack-up и требованиями конструкторской документации, в определённом порядке, из ядер, препрегов требуемой толщины и медной фольги собирается многослойный пакет. 

При этом на этапе сборки пакета перед прессованием крайне важны чистые условия. Загрязнения между ядрами, препрегами и медной фольгой могут вызвать расслоения, дефекты изоляции или проблемы с надёжностью межслойных соединений. Поэтому сборка пакета выполняется в условиях, аналогичных условиям при фотолитографии — в чистой зоне, а сотрудники работают в специальной защитной одежде.

Далее пакет помещается в пресс. Под действием температуры, давления и вакуума смола в препрегах размягчается, заполняет пустоты в проводящем рисунке и связывает слои между собой. Затем по заданному температурно-временному профилю происходит полимеризация смолы и последующее контролируемое охлаждение. В результате отдельные ядра, препреги и медная фольга превращаются в единую заготовку многослойной платы.

После прессования заготовка всегда проходит рентгеновский контроль совмещения слоёв. Для этого на технологических полях на всех слоях заранее предусматриваются реперные точки. По ним оценивается взаимное смещение слоёв и возможность дальнейшего сверления сквозных отверстий с попаданием в контактные площадки на всех уровнях платы.

Далее заготовка многослойной платы возвращается в общий производственный маршрут, где выполняется сверление уже сквозных отверстий через всю толщину платы, их очистка и металлизация, а затем формирование внешнего проводящего рисунка.

Если же речь идёт о HDI-платах, процесс может быть значительно сложнее. Для структур с микропереходами применяется последовательное наращивание слоёв: после формирования очередного слоя выполняются прессование, лазерное сверление микропереходов, их металлизация и формирование проводящего рисунка. Такие циклы повторяются столько раз, сколько уровней с микропереходами заложено в проекте. Поэтому HDI-платы требуют большего количества технологических операций, более точного совмещения слоёв и более строгого контроля на каждом этапе.

Отдельно следует упомянуть, что в исходной документации может усложнить данный этап. В первую очередь, со сложностью совмещения связаны и ограничения по stack-up. Толщина диэлектрика, формируемого препрегами, как правило, не должна превышать толщину ядра. Смола в препрегах обладает текучестью, и при чрезмерной толщине такого слоя снижается стабильность структуры, ухудшается управляемость процесса прессования и возрастает риск смещения слоёв. По той же причине даже тонкие препреги обычно не набирают последовательно более чем по три листа в одном промежутке.

Характерным же проявлением допустимого смещения является так называемый «эффект цветочка». На рентгеновском изображении контактные площадки одного отверстия, расположенные на разных слоях, могут немного расходиться относительно друг друга и образовывать рисунок, напоминающий лепестки. И именно этим смещением обусловлены требования к размерам контактных площадок и гарантийных поясков металлизированных отверстий – необходимостью компенсировать допуски на технически возможности процесса.

1. Нанесение паяльной маски — по общей логике этот этап похож на работу с фоторезистом: на поверхность платы наносится светочувствительный материал, затем он экспонируется, проявляется и остаётся только на участках, которые должны быть защищены.

Наиболее распространённым вариантом является жидкая фоторезистивная паяльная маска. В отличие от сухого плёночного фоторезиста, она лучше покрывает рельеф платы, проводники, промежутки между ними и области вокруг отверстий, позволяя получить более равномерное защитное покрытие. Маска наносится на плату через сетчатый трафарет после предварительной очистки поверхности и проходит предварительную подсушку. На этом этапе особенно важен контроль чистоты: попадание загрязнений под маску или внутрь её слоя может привести к локальным дефектам изоляции, коротким замыканиям, ухудшению адгезии и снижению эксплуатационной надёжности устройства.

Далее выполняется экспонирование: через фотошаблон или методом прямого лазерного экспонирования. После проявления открытыми остаются контактные площадки, отверстия и другие участки, предназначенные для пайки или электрического контакта. Оставшаяся маска затем окончательно отверждается, формируя прочный защитный слой. После этого платы проходят визуальный контроль, при котором проверяются равномерность покрытия, отсутствие загрязнений, смещений, пузырей, непрокрытых участков и попадания маски на контактные площадки.

Отдельно можно упомянуть метод, при котором маска наносится через трафарет уже с готовыми окнами вскрытия. В этом случае рисунок формируется не экспонированием, а самим трафаретом. Однако из-за низкой разрешающей способности такой способ плохо подходит для современных плат с малыми зазорами и плотным расположением контактных площадок, поэтому сейчас применяется ограниченно.

1. Нанесение маркировки — её основное назначение – информационное. Она помогает определить расположение компонентов, полярность элементов, контрольные точки и другие данные, необходимые при сборке, тестировании, ремонте и эксплуатации устройства.

Наиболее распространённый способ нанесения маркировки — печать краской через сетчатый трафарет. Также может применяться струйная печать, удобная для мелких серий, переменных данных и маркировки без изготовления отдельного трафарета. В отдельных случаях используется лазерная маркировка, например для нанесения серийных номеров, кодов прослеживаемости или другой постоянной информации.

После нанесения маркировка проходит сушку или отверждение, а затем визуальный контроль. Проверяется читаемость обозначений, их соответствие проекту, отсутствие смещений, размазывания, загрязнений и попадания краски на контактные площадки, вскрытые участки металлизации или другие зоны, где маркировка может помешать пайке и электрическому контакту.

Несмотря на то, что маркировка не формирует электрическую схему платы, её качество важно для дальнейших этапов работы с изделием. Ошибочные, нечитаемые или смещённые обозначения могут усложнить монтаж компонентов, проверку, ремонт и идентификацию платы в составе устройства.

1. Финишное покрытие – наносится на открытые медные участки платы после формирования проводящего рисунка и паяльной маски. Оно защищает медь от окисления и сохраняет контактные площадки пригодными для пайки, монтажа компонентов или электрического контакта. Выбор покрытия зависит от назначения платы: требований к паяемости, сроку хранения, плоскостности площадок, условиям эксплуатации и стоимости производства. Поэтому финишное покрытие подбирается не отдельно, а с учётом всей конструкции изделия и последующих технологических операций. На производстве его качество контролируется визуально и инструментально: проверяются равномерность нанесения, отсутствие загрязнений, окислов, непрокрытых участков и, при необходимости, толщина покрытия. Основные виды финишных покрытий, их преимущества, ограничения и сроки хранения приведены в таблице ниже.

1. Электротестирование — один из ключевых этапов контроля качества печатной платы. Его задача — проверить, соответствует ли фактически изготовленный проводящий рисунок проектным данным, нет ли обрывов и коротких замыканий. При этом важно понимать, что электрический тест проверяет именно качество реализации соединений на плате, но не оценивает правильность самой схемотехники устройства.

Основных методов электрического тестирования два: «ложе гвоздей» или fixture test и летающие щупы или flying probe test. Принцип у них общий. Контрольные точки платы последовательно или одновременно прозваниваются в соответствии с тестовой программой. Отличается лишь способ физического контакта с платой.

В методе «ложе гвоздей» используется специальная тестовая оснастка с набором подпружиненных контактов, расположенных под конкретный проект. Такая оснастка позволяет быстро подключиться сразу к большому количеству точек и за короткое время проверить всю плату. Метод хорошо подходит для крупных партий, где стоимость изготовления оснастки распределяется на большое количество изделий. Его недостаток — низкая гибкость. 

При тестировании летающими щупами используются подвижные головки с несколькими зондами, которые последовательно касаются нужных точек платы и выполняют проверку цепей. Такой метод не требует изготовления отдельной оснастки, поэтому он удобен для опытных образцов, малых и тестовых партий, а также часто изменяемых проектов. Его основной недостаток — меньшая скорость по сравнению с fixture-тестом, особенно при большом количестве проверяемых соединений.

1. Обработка контура — после завершения основных технологических операций платы необходимо отделить от технологической заготовки или подготовить к последующему разделению после монтажа. Для этого применяются два основных метода обработки контура: скрайбирование или V-Cut и фрезерование или routing.

Скрайбирование представляет собой V-образный надрез, выполняемый с двух сторон заготовки по прямой линии. Как правило, глубина надреза с каждой стороны составляет около трети общей толщины платы. Благодаря этому панель сохраняет достаточную механическую прочность для транспортировки и монтажа, но при необходимости легко разделяется по линии надреза. Главные достоинства V-Cut — скорость, простота и экономичность. Платы в заготовке размещаются вплотную друг к другу, без технологического зазора под инструмент, а сам рез выполняется быстро, поскольку представляет собой прямую линию. 

Однако у скрайбирования есть и ограничения. Дисковый нож имеет V-образную форму и расширяется от режущей кромки, поэтому чем толще плата, тем больше должен быть отступ элементов топологии от линии реза. Это необходимо, чтобы избежать повреждения проводников и площадок. Кроме того, V-Cut подходит только для прямых линий, поэтому применяется преимущественно для прямоугольных плат или прямых участков контура. Для изделий со сложной геометрией такой метод, как правило, неприменим. При этом существует разновидность скрайбирования — jump scoring, или «прыгающий скрайб», который позволяет выполнять отдельные прерывистые прямые надрезы. Однако, начало и конец таких резов всё равно ограничены дисковой формой инструмента.

Фрезерование применяется, когда требуется сформировать сложный контур, внутренние вырезы, пазы или разделить платы нестандартной формы. Путь фрезы может задаваться произвольно, поэтому этот метод значительно универсальнее скрайбирования по геометрии. Однако фрезерование медленнее и требует технологического пространства между платами для прохода инструмента. Такой зазор составляет 2 мм, а для плат на металлическом основании увеличивается до 3 мм из-за большей плотности материала и необходимости использовать более крупную фрезу.

При фрезеровании платы в панели удерживаются узкими перемычками материала, чаще всего с перфорацией, которые затем позволяют отделить изделие от заготовки. Такие перемычки должны быть правильно рассчитаны и расположены. Если их слишком мало или они размещены неудачно, панель может получиться недостаточно жёсткой, что затруднит транспортировку, автоматический монтаж и последующее разделение.

1. Финальный контроль качества — готовые печатные платы проходят контроль внешнего вида и соответствия требованиям производства. В абсолютном большинстве случаев первым выполняется AVI или автоматическая визуальная инспекция. В отличие от классической AOI или автоматической оптической инспекции, которая в основном анализирует геометрию проводящего рисунка, AVI способна учитывать цвет, оттенки и общий внешний вид поверхности платы. Это позволяет выявлять дефекты паяльной маски, маркировки, финишного покрытия, загрязнения, царапины, смещения, непрокрытые участки и другие отклонения от эталонного изображения или заданных критериев контроля.

Отдельным преимуществом AVI является возможность анализировать не только открытые участки меди, но и всю поверхность платы, включая области с паяльной маской и видимые под ней элементы топологии. При этом работа системы не исключает участия человека: спорные участки дополнительно проверяет оператор, который принимает решение о допустимости обнаруженного отклонения. После автоматической инспекции платы, как правило, также проходят ручной визуальный контроль, выполняемый контролёром как дополнительная мера проверки.

Помимо сплошного визуального контроля, часть параметров проверяется выборочно — на отдельных платах из партии или на специальных тестовых купонах. Тестовый купон — это небольшой технологический участок, изготавливаемый вместе с платами на той же заготовке и проходящий все те же операции производства. На нём размещают контрольные элементы: отверстия, проводники, зазоры, участки металлизации и другие структуры, по которым можно оценить качество процесса без повреждения самой платы.

Ещё одним из таких методов контроля является микрошлиф. Для его выполнения тестовый купон или образец платы разрезают в нужном месте, заливают специальным материалом, шлифуют и рассматривают срез под увеличением. Такой контроль позволяет увидеть внутреннюю структуру платы: качество металлизации отверстий, толщину меди, состояние межслойных соединений, отсутствие трещин, пустот, расслоений и других скрытых дефектов. Поскольку микрошлиф является разрушающим методом, его выполняют не на каждой плате, а выборочно — для подтверждения стабильности и повторяемости технологического процесса.

Также выборочно могут проверяться паяемость, толщина меди и финишного покрытия, размеры, коробление, адгезия паяльной маски и импеданс. 

Помимо контроля самих плат, на производстве контролируются и условия, в которых они изготавливаются. Качество PCB зависит не только от оборудования и материалов, но и от стабильности технологической среды: температуры, влажности, чистоты рабочих зон, состояния ванн, растворов и расходных материалов. Особенно важную роль играет химическая лаборатория. Она контролирует состав технологических растворов, концентрацию реагентов, кислотность, загрязнённость, температуру и другие параметры, влияющие на травление, металлизацию, нанесение покрытий и очистку плат. Такой контроль позволяет поддерживать повторяемость процесса и предотвращать дефекты ещё до того, как они проявятся на готовом изделии. После прохождения финального контроля платы сортируются, упаковываются и передаются заказчику.