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 tavola piccola, il suo processo di produzione è molto complicato e delicato. Ecco un'introduzione passo passo al processo di produzione del PCB con immagini e video.
Passaggio 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 società 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 interruzione, è necessario reintegrare manualmente l'inchiostro con una penna a base di olio.
Tuttavia, le fabbriche in genere utilizzano la fotocopia per stampare il layout PCB su pellicola. Se si tratta di un PCB multistrato, la pellicola di layout stampata di ciascun strato verrà disposta in ordine.
I fori di allineamento verranno quindi perforati nel film. L'allineamento dei fori è molto importante ed è essenziale per allineare gli strati del materiale PCB.
Passaggio 2. Produzione di lastre
Pulisci la piastra di rame. La presenza di polvere può causare un cortocircuito o un circuito aperto nel circuito finale.
L'immagine qui sotto è un esempio di un PCB a 8 strati, che in realtà è composto da 3 laminati rivestiti di rame più 2 film di rame, che vengono poi legati insieme con preimpregnato. La sequenza di produzione inizia con le schede intermedie (circuiti di strato 4 e 5), impilate in successione e poi fissate. La produzione di PCB a 4 strati è simile, inclusa una scheda centrale e due film di rame.
Passaggio 3. Strati interni PCB
Per prima cosa crea il circuito a due strati della scheda centrale centrale. Dopo che il CCL è stato pulito, la superficie sarà coperta con una pellicola fotosensibile. Il film viene polimerizzato dalla luce per formare un film protettivo sulla lamina di rame.
Inserire la pellicola di traccia PCB a due strati e il laminato rivestito di rame a doppio strato nella pellicola di traccia PCB superiore per garantire un impilamento accurato delle 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 c'è ancora una pellicola fotosensibile polimerizzata. La lamina di rame coperta sotto la pellicola polimerizzata è necessaria per il layout PCB, che è equivalente al ruolo dell'inchiostro della stampante laser per il PCB manuale. Inoltre, la lamina di rame ricoperta dalla pellicola nera verrà corrosa e la pellicola trasparente polimerizzata verrà preservata.
Sciacquare la pellicola fotosensibile non polimerizzata con liscivia, la pellicola polimerizzata coprirà il circuito della lamina di rame desiderata.
Quindi utilizzare una base robusta, come il NaOH, per incidere la lamina di rame indesiderata.
Staccare la pellicola fotosensibile polimerizzata per esporre la lamina di rame per il layout PCB desiderato.
Passaggio 4. Imbarco e controllo
La scheda centrale è stata prodotta con successo. Quindi praticare dei fori di allineamento per un facile accesso ad altri materiali.
Una volta che il pannello centrale è laminato con altri, non può essere modificato. Quindi l'ispezione dei PCB è molto importante. La macchina si confronterà automaticamente con il layout PCB per trovare errori.
I primi due strati di schede PCB sono stati fabbricati.
Passaggio 5. Laminazione
Qui viene introdotta una nuova materia prima chiamata Prepreg, che è un adesivo tra la scheda centrale (strati PCB > 4) e tra la scheda centrale e la lamina di rame esterna, 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 lamina di rame e uno strato di cuscinetto La piastra di alluminio pressato copre la piastra centrale.
Per migliorare l'efficienza del lavoro, la fabbrica impila insieme tre diverse schede PCB prima di fissarle. 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 termopressa 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 la 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.
Passaggio 6. Praticare i fori
Quindi, come collegare i 4 strati di lamine di rame nel PCB che non sono in contatto tra loro? Per prima cosa vengono realizzati dei fori passanti nel PCB, quindi le pareti dei fori vengono metallizzate per condurre l'elettricità.
Stendere 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 i fori, a seconda del numero di strati del PCB. Infine, copri 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 perforazione.
Successivamente, devi solo selezionare il programma di perforazione corretto sul computer, il resto viene eseguito automaticamente dal trapano. 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. In questo caso, la fresatrice a copiare taglia la periferia del PCB secondo le sue coordinate XY corrette.
Passaggio 7. Precipitazione chimica del rame sui fori
Poiché quasi tutti i progetti di PCB utilizzano fori passanti per collegare linee su strati diversi, una buona connessione richiede una pellicola di rame da 25 micron sulle pareti dei fori. Lo spessore del film di rame deve essere ottenuto mediante galvanica, 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, trasferisci lo strato esterno del PCB sulla lamina di rame. Il processo è simile al principio di trasferimento della precedente scheda centrale interna PCB. Il layout del PCB viene trasferito sulla lamina di rame per mezzo di una pellicola di fotostampa e di una pellicola fotosensibile. L'unica differenza è che i positivi verranno utilizzati come schede.
Il trasferimento del layout interno del PCB sopra descritto utilizza la sottrazione, con il negativo come scheda. Il PCB è coperto dalla pellicola fotosensibile polimerizzata come un circuito e la pellicola non polimerizzata viene pulita. Dopo che la lamina di rame esposta è stata incisa, il circuito di layout PCB è protetto dalla pellicola polimerizzata. Il trasferimento del layout PCB dello strato esterno adotta il metodo normale e il film positivo è la scheda. L'area non circuitata è coperta da una pellicola fotosensibile polimerizzata sul PCB. Dopo aver pulito il film non polimerizzato, viene eseguita la galvanica. I luoghi con film non possono essere galvanizzati e i luoghi senza film vengono placcati con rame e quindi stagnati. Dopo che il film è stato rimosso, viene eseguita un'incisione alcalina e lo stagno viene infine rimosso.
Metti il PCB pulito su entrambi i lati della lamina di rame nel laminatore e premi 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 al centro. 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 sarà controllato automaticamente dal computer per garantirne l'accuratezza.
Dopo che il film di rame è stato galvanizzato, il computer fornisce le istruzioni per galvanizzare un sottile strato di stagno. Quindi, verificare che la ramatura e la stagnatura abbiano lo 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 la lamina di rame indesiderata che copre.
Infine, staccare lo strato stagnato sulla lamina di rame del layout PCB con il liquido di stripping dello stagno. Dopo la pulizia, il layout PCB a 4 strati è completo.
