V današnjem svetu, ki ga poganjajo elektronske naprave, od pametnih telefonov do vesoljskih plovil, je "srce" vsake pametne naprave vezje, prekrito z zapletenim vezjem. Kot načrt mesta povezuje različne elektronske komponente in gradi "avtocesto" za pretok informacij. Izdelava tiskanih vezij je sodoben visoko-tehnološki proces, ki združuje znanost o materialih, kemijo, optiko in fino mehaniko. Njegov strog in kompleksen proces je prava oblika umetnosti v industrijski proizvodnji.
Proizvodnja tiskanih vezij se začne z njihovim jedrnim substratom-bakrenim-laminatom (CCL). Ravna izolacijska plošča, običajno izdelana iz epoksidne smole iz steklenih vlaken, ima na površino trdno pritrjeno tanko plast bakrene folije. Ta bakrena folija bo tvorila prototip vseh prihodnjih vezij.
Prva faza: Grafični prenos-Vtiskovanje načrta na baker
Najprej inženirji uporabijo-programsko opremo za računalniško podprto načrtovanje, da ustvarijo diagrame vezja, ki se nato z laserskim risalnikom izdajo kot visoko{1}}natančne filme. V čisti sobi je površina CCL prevlečena z UV-občutljivim fotorezistom. Nato se film položi na ploščo kot fotografski film in izpostavi UV svetlobi. Območja, izpostavljena svetlobi, so podvržena kemični reakciji. Po pranju z raztopino za razvijanje je shema vezja jasno ohranjena na plošči-območja, kjer je treba obdržati bakreno folijo, so zaščitena s fotorezistom, medtem ko so območja, ki jih je treba jedkati, izpostavljena. Ta proces je podoben fotografu, ki razvija fotografijo v temnici in preoblikuje nematerialno zasnovo v otipljivo zaščitno plast.
Druga stopnja: kemično jedkanje-kisanje zapletenosti vezja
Nato plošča vstopi v proizvodno linijo za jedkanje. Pod natančnim nadzorom gre plošča skozi posodo za jedkanje, kjer močne kemikalije natančno raztopijo vso bakreno folijo, ki ni zaščitena s fotorezistom. Po tem postopku se iz nepoškodovane bakrene folije pojavijo zapleteni vzorci-tankih vezij. Nato se zaščitni fotorezist odstrani in rodi se prototipno vezje, ki uteleša oblikovalčevo modrost. Natančnost jedkanja neposredno določa zmogljivost vezja; zagotoviti mora enotne linije, brez robov in brez ostankov bakra.
Tretja stopnja: Laminacija in vrtanje-Gradnja-tridimenzionalnega med seboj povezanega sveta
Za kompleksne večplastne plošče je proizvodni proces še bolj zapleten. Večjedrne plošče z jedkanim vezjem notranjega sloja so izmenično zložene s prepregi, podobno kot bi ustvarili mille-feuille torto. V visoko{3}}temperaturnem in visoko{4}}tlačnem laminatorju se stisnejo skupaj v trdno celoto. Nato visoko{6}}natančen CNC vrtalni stroj v skladu s programsko datoteko izvrta na tisoče mikro-lukenj v ploščo. Te luknje bodo uporabljene za povezovanje vezij med različnimi plastmi.
Stene lukenj po vrtanju so izolacijske in morajo biti prevodne. To se doseže s postopkom kemičnega bakrenja: tanka plast kemičnega bakra se nanese na stene lukenj, da jih metalizira. Kasneje se bakrena plast na stenah lukenj in površinskem vezju odebeli z galvanizacijo, da se zagotovijo zanesljive povezave in tokovna nosilnost.
Četrta stopnja: spajkalna maska in sitotisk – končna zaščita in identifikacija
Za zaščito občutljivega vezja pred oksidacijo, kontaminacijo in fizičnimi poškodbami ter za preprečitev kratkega stika med spajkanjem je treba vezje premazati s plastjo črnila maske za spajkanje. Običajno zeleno, to črnilo se nanese s postopkom osvetlitve in razvijanja, pri čemer so izpostavljene le blazinice, ki jih je treba spajkati. Nazadnje je na površino plošče natisnjena bela plast sitotiska, ki označuje referenčne oznake komponent, polarnosti in informacije o proizvajalcu, kar zagotavlja jasne smernice za poznejše sestavljanje komponent.
Zaključek
Od oblikovalske risbe do popolnoma delujočega vezja je proizvodni proces natančen ples, ki zajema fiziko in kemijo. Vsak korak zahteva izjemno visoko stopnjo čistoče, natančno kontrolo procesa in strog pregled kakovosti. Prav ta skoraj zahtevna umetnost izdelave daje življenje in inteligenco lahkim, a zmogljivim elektronskim napravam v naših rokah, ki tiho podpirajo hitro delovanje sodobne družbe.