Un circuito stampato (PCB) è la scheda della maggior parte dei dispositivi elettronici moderni che ha linee e pad che collegano i vari punti insieme. Anche se si tratta di una piccola tavola, il suo processo di produzione è molto complicato e delicato. Qui ci sarà un'introduzione passo-passo al processo di produzione di PCB con immagini e video.
Passo 1. File CAD PCB
Il primo passo nella produzione di PCB è organizzare e controllare il layout del PCB. I produttori di PCB prendono i file CAD dalle aziende di progettazione PCB e li convertono in un formato unificato - Extended Gerber RS-274X o Gerber X2, poiché ogni software CAD ha il proprio formato di file univoco. L'ingegnere elettronico verificherà quindi se il layout del PCB è conforme al processo di produzione, se ci sono difetti, ecc.
Quando si realizzano PCB a casa, il layout PCB può essere stampato su carta con una stampante laser e quindi trasferito su un laminato rivestito di rame. Durante il processo di stampa, poiché la stampante è soggetta a mancanza di inchiostro e punti di rottura, è necessario rifornire manualmente l'inchiostro con una penna a base di olio.
Tuttavia, le fabbriche in genere utilizzano fotocopie per stampare il layout PCB su pellicola. Se si tratta di un PCB multistrato, il film di layout stampato di ogni strato verrà disposto in ordine.
I fori di allineamento verranno quindi perforati nel film. L'allineamento dei fori è molto importante ed è essenziale allineare gli strati del materiale PCB.
Passo 2. Produzione di lastre
Pulire la piastra di rame. Se c'è polvere, può causare un cortocircuito o un circuito aperto nel circuito finale.
L'immagine sotto è un esempio di PCB a 8 strati, che è in realtà composto da 3 laminati rivestiti in rame più 2 film di rame, che vengono poi incollati insieme con prepreg. La sequenza di produzione inizia con le schede intermedie (circuiti di strato 4 e 5), impilate insieme in successione e quindi fissate. La produzione di PCB a 4 strati è simile, tra cui una scheda centrale e due film di rame.
Passo 3. Strati interni PCB
Per prima cosa crea il circuito a due strati della scheda centrale centrale. Dopo aver pulito il CCL, la superficie sarà coperta con una pellicola fotosensibile. Il film viene polimerizzato dalla luce per formare un film protettivo sulla lamina di rame.
Inserire il film in tracce PCB a due strati e il laminato rivestito di rame a doppio strato nel film in tracce PCB superiore per garantire un impilamento accurato dei film in tracce PCB superiore e inferiore.
La macchina irradia la pellicola fotosensibile sulla lamina di rame con una lampada UV. La pellicola trasparente viene polimerizzata alla luce e non esiste ancora una pellicola fotosensibile polimerizzata. Il foglio di rame coperto sotto il film polimerizzato è necessario per il layout PCB, che è equivalente al ruolo dell'inchiostro della stampante laser per PCB manuale. Inoltre, il foglio di rame coperto dal film nero sarà corroso e il film trasparente polimerizzato sarà preservato.
Risciacquare il film fotosensibile non polimerizzato con liscivia, il film polimerizzato coprirà il circuito di lamina di rame desiderato.
Quindi utilizzare una base forte, come NaOH, per incidere via il foglio di rame indesiderato.
Staccare la pellicola fotosensibile polimerizzata per esporre il foglio di rame per il layout PCB desiderato.
Passo 4. Consiglio e assegno
La scheda principale è stata prodotta con successo. Quindi perforare i fori di allineamento per un facile accesso ad altri materiali.
Una volta che la scheda principale è laminata con altre, non può essere modificata. Quindi l'ispezione PCB è molto importante. La macchina si confronterà automaticamente con il layout del PCB per trovare errori.
I primi due strati di schede PCB sono stati fabbricati.
Passo 5. Laminazione
Qui viene introdotta una nuova materia prima chiamata Prepreg, che è un adesivo tra la scheda principale (strati PCB > 4) e tra la scheda principale e il foglio di rame esterno, e funge anche da isolante.
La lamina di rame inferiore e due strati di preimpregnato sono stati prefissati attraverso il foro di cablaggio e la piastra di ferro inferiore, quindi anche la scheda centrale finita viene posizionata nel foro di cablaggio, e infine due strati di preimpregnato, uno strato di foglio di rame e uno strato di cuscinetto La piastra di alluminio pressato copre la piastra del nucleo.
Per migliorare l'efficienza del lavoro, la fabbrica impila tre diverse schede PCB insieme prima di ripararle. La piastra di ferro superiore è attratta magneticamente per un facile allineamento con la piastra di ferro inferiore. Dopo che i due strati di piastre di ferro sono stati allineati con successo inserendo i perni di posizionamento, la macchina comprime il più possibile lo spazio tra le piastre di ferro e quindi le fissa con i chiodi.
La scheda PCB bloccata dalla piastra di ferro viene posizionata sul supporto e quindi inviata alla pressa termica sottovuoto per la laminazione. L'alta temperatura fonde la resina epossidica nel preimpregnato e tiene insieme il nucleo e la lamina di rame sotto pressione.
Dopo l'incollaggio, rimuovere la piastra di ferro superiore premendo il PCB. Quindi rimuovere la piastra di alluminio portante a pressione. La piastra in alluminio svolge anche il ruolo di isolare diversi PCB per garantire la planarità della lamina di rame sullo strato esterno del PCB. Infine, il PCB estratto in questo momento sarà coperto con una lamina di rame liscia.
Passo 6. Praticare i fori
Quindi, come collegare i 4 strati di fogli di rame nel PCB che non sono in contatto tra loro? Prima i fori passanti sono fatti nel PCB, quindi le pareti dei fori sono metallizzate per condurre l'elettricità.
Posare uno strato di alluminio sul perforatore e posizionare il PCB su di esso. Poiché la perforazione è un processo relativamente lento, per migliorare l'efficienza, da 1 a 3 schede identiche vengono impilate una sopra l'altra per praticare fori, a seconda del numero di strati del PCB. Infine, coprire il PCB più in alto con uno strato di alluminio. Le piastre di alluminio superiore e inferiore vengono utilizzate per evitare che la lamina di rame sul PCB si strappi durante la foratura.
Successivamente, è sufficiente selezionare il programma di perforazione corretto sul computer, il resto viene eseguito automaticamente dalla perforatrice. La punta del trapano è azionata dalla pressione dell'aria e la velocità massima può raggiungere i 150.000 giri / min. Perché una velocità così elevata è sufficiente per garantire la planarità della parete del foro.
Anche la sostituzione della punta del trapano viene eseguita automaticamente dalla macchina secondo il programma. Le punte da trapano più piccole possono raggiungere un diametro di 100 micron, mentre il diametro di un capello umano è di 150 micron.
Nel processo precedente, la resina epossidica fusa veniva estrusa dal PCB, quindi doveva essere tagliata. Qui, la fresatrice a copia taglia la periferia del PCB secondo le sue coordinate XY corrette.
Passo 7. Precipitazione chimica del rame sui fori
Poiché quasi tutti i progetti di PCB utilizzano fori passanti per collegare linee su diversi strati, una buona connessione richiede un film di rame da 25 micron sulle pareti dei fori. Lo spessore del film di rame deve essere ottenuto mediante elettrodeposizione, ma le pareti dei fori sono composte da resina epossidica non conduttiva e pannello in fibra di vetro. Quindi il primo passo è depositare uno strato di materiale conduttivo sulla parete del foro per formare un film di rame da 1 micron su tutta la superficie del PCB mediante deposizione chimica. L'intero processo di trattamento chimico, pulizia, ecc. È controllato dalla macchina.
Quindi, trasferire lo strato esterno del PCB sulla lamina di rame. Il processo è simile al principio di trasferimento della precedente scheda interna del nucleo PCB. Il layout del PCB viene trasferito sulla lamina di rame mediante pellicola fotografica e pellicola fotosensibile. L'unica differenza è che i positivi saranno usati come schede.
Il trasferimento del layout PCB interno sopra descritto utilizza la sottrazione, con il negativo come scheda. Il PCB è coperto dalla pellicola fotosensibile polimerizzata come un circuito e il film non polimerizzato viene pulito. Dopo aver inciso il foglio di rame esposto, il circuito di layout PCB è protetto dal film polimerizzato. Il trasferimento del layout PCB dello strato esterno adotta il metodo normale e il film positivo è la scheda. L'area non circuitale è coperta da una pellicola fotosensibile polimerizzata sul PCB. Dopo aver pulito il film non polimerizzato, viene eseguita la galvanoplastica. I luoghi con film non possono essere galvanizzati e i luoghi senza film sono placcati con rame e quindi stagnati. Dopo aver rimosso il film, viene eseguita un'incisione alcalina e lo stagno viene infine rimosso.
Inserire il PCB pulito su entrambi i lati del foglio di rame nel laminatore e premere lo stampo fotosensibile sulla lamina di rame.
Le pellicole di layout PCB superiori e inferiori stampate sono fissate attraverso i fori e la scheda PCB è posizionata nel mezzo. Quindi la pellicola fotosensibile sotto la pellicola che trasmette la luce viene polimerizzata dall'irradiazione della lampada UV, che è il circuito che deve essere riservato.
Dopo aver pulito la pellicola fotosensibile indesiderata e non polimerizzata, ispezionare la scheda PCB.
Il PCB è bloccato con clip e placcato in rame. Come accennato in precedenza, al fine di garantire una sufficiente conduttività del foro, il film di rame placcato sulla parete del foro deve avere uno spessore di 25 micron, quindi l'intero sistema verrà controllato automaticamente dal computer per garantirne la precisione.
Dopo che il film di rame è elettroplaccato, il computer dà istruzioni per elettroplaccare un sottile strato di stagno. Quindi, verificare che la placcatura in rame e stagno sia dello spessore corretto.
Successivamente, una linea di assemblaggio automatizzata completa il processo di incisione. Quindi, pulire la pellicola fotosensibile polimerizzata sul PCB.
Quindi utilizzare un alcali forte per pulire il foglio di rame indesiderato che copre.
Infine, staccare lo strato stagnato sulla lamina di rame del layout PCB con liquido per lo sverniciatura dello stagno. Dopo la pulizia, il layout PCB a 4 strati è completo.
