Le guide ultime du déroulement du processus de fabrication des circuits imprimés

Avant l'avènement des circuits imprimés, les connexions de circuits étaient réalisées par câblage point à point. Cependant, à mesure que la durée de vie des produits électroniques augmente, le phénomène de vieillissement des circuits devient de plus en plus détaillé. Il s'agit d'un grave problème de fiabilité de la ligne, et la rupture de la ligne entraînera un circuit ouvert ou un court-circuit du nœud de la ligne. Pour faire face à ces problèmes, de nouvelles technologies de fabrication de PCB ont été adoptées. Dans cet article, FS Technology présente chaque étape du processus de fabrication des circuits imprimés. processus de fabrication de cartes de circuits imprimés et de donner une explication et une présentation détaillées. Ensuite, nous regarderons une vidéo de la Processus de fabrication des PCB de YouTube.

Après avoir regardé la vidéo ci-dessus vidéo sur le processus de fabrication des circuits imprimésJ'espère que vous avez une meilleure compréhension de la fabrication des cartes de circuits imprimés. Nous allons maintenant améliorer votre compréhension du processus à travers les sections de texte ci-dessous.

Organigramme du processus de fabrication des PCB

Avec le développement continu de la science et de la technologie, de plus en plus de les types de PCB émergent. En fonction du nombre de faces et de couches, les circuits imprimés peuvent être divisés en trois catégories : monocouche, bicouche et multicouche. circuits imprimés multicouchesLe processus de fabrication des différents types de PCB varie et plus le nombre de faces est élevé, plus la complexité est grande. Le processus de fabrication des différents types de PCB varie et plus le nombre de faces est élevé, plus le processus de fabrication est complexe. Étapes de fabrication des circuits imprimés sont. Les figures suivantes sont des organigrammes de fabrication de circuits imprimés de divers types de circuits imprimés de FS Technology :

  • Organigramme de fabrication d'un circuit imprimé simple face :

Les cartes à simple couche sont le type de cartes le plus simple. processus de fabrication est relativement simple, mais à mesure que le nombre de couches empilées de circuits imprimés augmente, la complexité et le nombre d'étapes s'accroissent.

Organigramme complet de fabrication d'un circuit imprimé monocouche
  • PCB double face fabrication organigramme:

Différence entre les étapes de fabrication de la couche simple et de la couche double PCB peuvent être clairement identifiés à partir des diagrammes de comparaison supérieur et inférieur. En fait, les fabricants de cartes de circuits imprimés n'ont pas besoin d'effectuer des tests d'étanchéité. l'affaissement du cuivre et placage de motifs lors de la fabrication de panneaux à couche unique, mais structures de circuits à plus de deux couches faire.

processus de fabrication d'un circuit imprimé double face
  • PCB multicouche mnufacturing pe processus fgraphique bas

Nous appelons une structure de circuit comportant plus de deux couches un carte de circuit imprimé multicouche. Au fur et à mesure que le nombre de couches augmente, les fabricants doivent ajouter plus de couches internes. processus en couches et laminations lors de la fabrication de ces cartes.

processus de fabrication de pcb multicouches

Processus complet de fabrication de PCB

La première étape de la fabrication d'un PCB : le design

La conception d'un circuit imprimé est une étape importante du processus de production des circuits imprimés et est généralement désignée par les termes "conception de circuits imprimés" ou "disposition de circuits imprimés". Les cartes doivent être strictement compatibles avec les composants qui seront montés/soudés sur la carte ainsi qu'avec l'ensemble du projet qui nécessite les PCB. Outils de conception de PCB. Les Étapes de la conception du circuit imprimé peut être subdivisé en plusieurs éléments :

  • Schéma du PCB : Un diagramme utilisé pour représenter les connexions des les composants d'un circuit imprimé. On peut dire que le dessin du schéma est le point central du processus de fabrication du circuit imprimé et la lignée du circuit imprimé. La qualité du schéma est étroitement liée à la qualité du projet.
  • Schéma du circuit imprimé : Il s'agit du schéma d'installation du composants électroniques de base. Si vous connaissez un peu les circuits imprimés, vous savez peut-être que le circuit imprimé est utilisé pour recouvrir la feuille métallique sur la plaque isolante sous-jacente, puis que les parties inutiles de la feuille métallique sont corrodées. La feuille métallique restante est ensuite utilisée pour les connexions du circuit imprimé. PCBA Les composants peuvent être assemblés en fonction des repères figurant sur le schéma du circuit imprimé.
  • Fichier de nomenclature : Il s'agit des documents d'approvisionnement et, pour les projets clés en main, ces documents sont nécessaires pour Approvisionnement en composants PCBALe traitement et la soudure des patchs.
  • Bibliothèque d'empreintes de composants : Une bibliothèque de prototypes des composants utilisés sur les schémas.
  • Bibliothèque de paquets de PCB : Il s'agit de la bibliothèque externe de puces, de résistances, de condensateurs, etc. sur la carte PCB.
  • Fichier CAM : Ce fichier fait référence aux fichiers Geber et NC Drill, qui peuvent être exportés par tous les logiciels de conception et sont principalement utilisés par les fabricants de circuits imprimés.
 

La conception de circuits imprimés nécessite l'utilisation d'outils de conception. Chez FS Technology, nous recommandons plusieurs applications populaires, notamment Altium, Eagle, KiCad, Cadence, OrCAD, Pads, etc.

NOTE : Avant le processus de fabrication du circuit impriméles concepteurs doivent informer leur contrat les fabricants sur la version du logiciel de conception de circuits imprimés La conception d'un circuit imprimé doit être approuvée par le concepteur, car elle permet d'éviter les problèmes causés par les différences. Une fois que la conception d'un circuit imprimé est approuvée pour la production, les concepteurs peuvent exporter la conception dans un format pris en charge par leur fabricant. Le type de fichier le plus couramment utilisé est appelé Fichier Gerber.

La deuxième étape du processus de fabrication des PCB : La fabrication des CCL

Le CCL est un matériau du substrat qui peuvent être divisés en CCL rigides et CCL flexibles. Le stratifié recouvert de cuivre est essentiel pour déterminer la vitesse de transmission du signal, la perte d'énergie et l'impédance caractéristique d'un circuit. Il joue le rôle de conducteur d'interconnexion, d'isolant et de support dans le circuit imprimé. Le processus de fabrication détaillé du CCL est le suivant : Découpe PP → pré-empilage → combinaison → pressage → désassemblage → inspection de coupe → emballage → stockage → expédition. En tant que noyau de la carte de circuit imprimé, la poussière présente à la surface du CCL peut entraîner une altération du circuit final. court-circuit Nous devons donc ajouter un élément de nettoyage dans le processus de fabrication des circuits imprimés.

Fabrication de laminés recouverts de cuivre

La figure ci-dessous est une explication détaillée de la couche interne d'un circuit imprimé à 10 couches. Le circuit imprimé est collé par le stratifié recouvert de cuivre et le film de cuivre à travers le pré-imprégné. Le séquence de production est de commencer par le panneau central, de l'empiler en continu, puis de le fixer.

Diagramme des couches internes d'un PCB à 10 couches

La troisième étape du processus de fabrication d'un PCB : Ligne intérieure

Après avoir nettoyé la CCL, nous devons coller le film photosensible sur la surface du substrat du PCB pour préparer le transfert ultérieur de l'image. Ce film a la propriété de durcir lorsqu'il est exposé à la lumière. Par conséquent, nous pouvons utiliser ce film pour former un film protecteur sur la feuille de cuivre de la CCL.

Recouvrez le CCL d'un film sec

Afin de placer avec précision la position d'empilement du film d'implantation du circuit imprimé, nous devons insérer le film d'implantation du circuit imprimé à deux couches et le stratifié à double couche de cuivre dans la couche supérieure du film d'implantation du circuit imprimé.

Placement précis du film de stratification du PCB

Une fois les préparations ci-dessus terminées, le film photosensible est exposé à la lumière et durci, et le but est de transférer l'image du substrat sur le film photosensible. Le film comporte des parties transmettant la lumière et des parties opaques. Lorsque le film photosensible traverse le photorécepteur, la lampe UV durcit le film photosensible dans la position de transmission de la lumière. La partie durcie est le circuit interne du PCB dont nous avons besoin, et la partie non durcie est éliminée avec de la soude.

Exposer le film photosensible du PCB

Une fois le film photosensible retiré et la réserve durcie recouvrant le cuivre que nous voulons conserver, le CCL passe à l'étape suivante : l'élimination du cuivre indésirable. Tout comme les solutions alcalines éliminent la résine, les produits chimiques plus puissants éliminent l'excès de cuivre. Un bain de solution de solvant de cuivre élimine tout le cuivre exposé. Dans le même temps, le cuivre souhaité reste entièrement protégé sous la couche durcie de photoréserve.

Toutes les plaques de cuivre ne sont pas identiques. Certaines plaques plus lourdes nécessitent une plus grande quantité de solvant de cuivre et des temps d'exposition différents. De même, les plaques de cuivre plus lourdes exigent une attention particulière à l'espacement des pistes. La plupart des PCB standard reposent sur des spécifications similaires.

Le processus final de fabrication de la couche interne du PCB

La quatrième étape du processus de construction d'un PCB : Inspection AOI

Test des PCB comprend de nombreuses méthodes d'essai telles que l'inspection visuelle, Inspection optique AOILes tests AOI peuvent être réalisés dans le cadre d'une inspection électrique, d'un test fonctionnel, etc. En général, les tests AOI sont utilisés après Montage SMT Mais pour garantir le rendement du circuit imprimé, un test AOI est également nécessaire après l'achèvement du processus de fabrication de la couche interne du circuit. En effet, lorsque la carte de circuit imprimé entre dans le processus de laminage, il est impossible de la modifier, même si la couche interne s'avère incorrecte. Par conséquent, le stratifié recouvert de cuivre entre dans le processus de laminage. Équipement d'inspection AOI et après le balayage, l'équipement transmet les données de la mauvaise image au VRS, puis le commissaire est responsable de la révision.

Test AOI

La cinquième étape de la chaîne de production formelle de circuits imprimés : Lamination

Comme son nom l'indique, le laminage fait référence à la liaison des couches d'un PCB entre elles afin de connecter les couches extérieures aux couches intérieures, un processus qui se déroule en deux étapes : le délaminage et le collage. Cette étape est une véritable Fabrication de PCB Cela signifie que le carton vert (ou d'autres couleurs) que nous voyons est formé après la stratification. La forme de base du PCB est constituée de stratifiés, dont les matériaux de base sont la résine époxy et la fibre de verre, et qui sont également connus sous le nom de matériaux du substrat. Le stratifié plaqué cuivre est le type spécifique de stratifié utilisé dans la production de circuits imprimés, comme indiqué ci-dessus. Dans ce lien, nous devons utiliser une nouvelle matière première : le pré-imprégné. Ce matériau a un bon pouvoir isolant et peut faciliter la liaison entre les couches de cuivre et les couches de cuivre. et les panneaux extérieurs en cuivre fleuret.

  • Superposition

Dans la structure de la couche interne du circuit imprimé, la feuille de cuivre inférieure et les deux couches de pré-imprégné sont fixées à l'avance par le trou d'alignement et la plaque de fer inférieure. Ensuite, la carte mère fabriquée est placée dans le trou d'alignement, et enfin, les deux couches de pré-imprégné, une couche de feuille de cuivre et une couche de plaque d'aluminium sous pression recouvrent la carte mère.

Processus de laminage des circuits imprimés
  • Collage

Une fois la stratification terminée, le circuit imprimé serré par la plaque de fer est placé sur le support, puis envoyé dans une presse à chaud sous vide pour la stratification. La température élevée fait fondre la résine époxy du pré-imprégné et, sous l'action de la pression atmosphérique, le circuit imprimé et la feuille de cuivre sont fixés l'un à l'autre.

Stratification de circuits imprimés par presse à chaud sous vide

Une fois le processus ci-dessus achevé, la plaque de fer et le support de pression sont mis en place. plaque d'aluminium sur la couche supérieure du circuit imprimé sont enlevés. Les deux faces du circuit imprimé sont alors recouvertes d'une couche de feuille de cuivre lisse, et le processus de laminage est terminé. Il est important de noter qu'en plus de sa fonction de support de pression, la plaque d'aluminium joue également le rôle d'isoler les différents circuits imprimés et de lisser la feuille de cuivre extérieure du circuit imprimé. 

Les étapes ci-dessus ne sont utilisées que pour la fabrication de circuits imprimés comportant plus de quatre couches.

La sixième étape du processus de fabrication d'un PCB : Le perçage

PCB Espacement des trous

Le but du perçage de trous dans la carte empilée est de relier les quatre couches de cuivre sans qu'il soit nécessaire de faire des trous dans la carte. contacterLa précision du perçage de précision est déterminante pour le bon fonctionnement du circuit imprimé et de tous les composants montés sur le circuit imprimé. Le diamètre du foret est plus fin qu'un cheveu humain, environ 100 microns. Pour réaliser un perçage précis, nous devons effectuer les étapes suivantes à l'aide d'instruments compacts :

Tout d'abord, nous devons traverser l'ensemble du circuit imprimé, puis métalliser la paroi du trou pour qu'elle conduise l'électricité. Pour trouver ces minuscules trous, il faut positionner avec précision le noyau interne du circuit imprimé à l'aide d'un équipement de perçage à rayons X sophistiqué. Après avoir trouvé la position du trou sur le CCL, il est nécessaire d'effectuer un positionnement pour s'assurer que le trou passe par le centre du trou lors du perçage. trou sur la carte de circuit imprimé. En outre, afin de ne pas déchirer la feuille de cuivre du circuit imprimé lors du poinçonnage, il est nécessaire de recouvrir les couches supérieure et inférieure du circuit imprimé d'une couche de plaque d'aluminium, puis de placer l'ensemble du circuit imprimé dans une poinçonneuse pour le poinçonnage. Pour améliorer l'efficacité de la fabrication des circuits imprimés, nous perçons généralement plusieurs piles de circuits imprimés identiques ensemble.

Équipement à rayons X pour localiser les PCB
Placez la carte de circuit imprimé dans le poinçon

Le septième maillon du processus de fabrication des PCB : Le placage du panneau

Les connexions entre les différentes couches du circuit imprimé se font toutes par des perforations. Une fois le perçage terminé, il faut procéder à une galvanisation. FS Technology considère qu'une bonne connexion est une connexion en cuivre. épaisseur du film Il est possible de déposer une couche de matériau conducteur supérieure à 25 microns sur la paroi du trou, mais comme la paroi du trou est composée de résine époxy non conductrice et de panneaux de fibre de verre, cela rend l'opération difficile. Nous devons donc placer le circuit imprimé dans un bain de cuivrage contenant de l'acide sulfurique et du sulfate de cuivre, de manière à déposer une couche de matériau conducteur sur la paroi du trou. Lorsque nous faisons passer de l'électricité dans la solution, le cuivre se dépose sur la surface de la substance conductrice du circuit imprimé. Une fois le placage de cuivre terminé, le placage d'étain est nécessaire, et le placage sur la surface du circuit imprimé est une barrière de gravure. 

Le processus de transfert de la configuration de la couche extérieure du circuit imprimé sur la feuille de cuivre nécessite l'utilisation d'un film photocopié et d'un film photosensible, ce qui est similaire au principe du transfert de la configuration de la couche intérieure du stratifié plaqué cuivre. La différence réside dans le fait que, pour le transfert de la configuration de la couche externe du circuit imprimé, l'endroit où le film photosensible est durci n'est pas la ligne. Nous devons d'abord utiliser du cuivre, puis étamer les zones où il n'y a pas de film. Une fois la galvanoplastie terminée, on procède au décapage du film et au traitement de l'étamage. Le schéma du circuit est préservé sur le circuit imprimé grâce à la protection de l'étain.

Comme indiqué précédemment, l'épaisseur recommandée d'un film de cuivre doit être supérieure à 25 microns. Par conséquent, afin de garantir une bonne conductivité électrique des trous, l'ensemble du processus de cuivrage est contrôlé automatiquement par un ordinateur.

La huitième étape du processus de fabrication des cartes de circuits imprimés : Inspection secondaire

Pour les circuits imprimés, l'aspect le plus important après la production est celui des traces, car nous savons que les circuits nus ne fonctionnent pas seuls. Le principe de fonctionnement des PCB est de réaliser la connexion électrique entre les composants par l'intermédiaire de traces pour compléter diverses instructions, il est donc nécessaire d'effectuer une détection secondaire de l'image de marque sur les traces. La détection de l'AOI secondaire sur les traces est donc nécessaire. inspection du PCB est facilitée de la même manière que l'inspection AOI précédente, je ne la décrirai donc pas trop ici.

Le dernier maillon du processus de fabrication des PCB : Traitement de la couche extérieure

Les couches qui composent un Les PCB comprennent une sérigraphie la couche de soudure, le masque de soudure, la couche de cuivre et les couches de substrat. Le contenu de la couche interne a été décrit ci-dessus, mais cette section vise principalement à expliquer les parties externes de la couche de cuivre. Couche PCB - la couche de sérigraphie et la couche de masque de soudure.

Couche de masque de soudure pour PCB
Couche de sérigraphie pour PCB

Couche de masque de soudure

L'application d'un masque de soudure est un élément important du processus de fabrication des circuits imprimés, car il permet de protéger la carte. Avant d'appliquer le masque de soudure sur les deux faces de la carte, il est essentiel de nettoyer le PCB et le recouvrir d'encre époxy pour masque de soudure. 

En ce qui concerne le nettoyage, FS Technology utilise le décapage, le lavage par ultrasons et d'autres procédés de nettoyage pour éliminer les oxydes de cuivre et augmenter la rugosité de la surface du cuivre. Une fois le processus de nettoyage terminé, la fabrication de l'élément en cuivre est lancée. Masque de soudure du circuit imprimé commence. La procédure est la suivante :

Recouvrir l'encre de réserve de soudure à l'endroit qui ne doit pas être soudé → Sécher le solvant dans l'encre de réserve de soudure → Former un polymère en irradiant l'encre de réserve de soudure durcie avec une lampe UV → Éliminer la solution de carbonate de sodium dans l'encre non polymérisée → Séchage secondaire.

Couche de sérigraphie

Le circuit imprimé presque terminé reçoit une inscription à jet d'encre sur sa surface pour indiquer toutes les informations importantes relatives au circuit imprimé. 

Procédés supplémentaires de fabrication de circuits imprimés : Articles payants

En lisant le texte intégral, vous constaterez que la présentation du processus de fabrication des circuits imprimés fournie par FS Technology ne comporte que 9 étapes, alors que le diagramme de processus de fabrication des circuits imprimés est plus compliqué. En fait, ce qui est affiché dans le diagramme de flux est la gamme complète des services que le fabricant fournit aux clients, y compris les services d'approvisionnement, de réparation et de paiement.

Revêtement de surface

Pour ajouter des les capacités de soudage sur le circuit impriméNous pouvons ensuite les électrodéposer avec de l'or ou de l'argent. À ce stade, certains circuits imprimés peuvent également recevoir des tampons plats à air chaud. Nivellement à l'air chaud Le résultat est un tampon uniforme. Ce processus aboutit à la création d'une finition de surface. FS Technology peut réaliser de nombreux types de traitements de surface en fonction des besoins spécifiques des clients.

Test électrique

En dernier recours, les techniciens peuvent procéder à des sur la carte de circuit imprimé, bien que des confirmera déjà la fonctionnalité de la carte de circuit imprimé et sa cohérence avec la carte de circuit imprimé d'origine. conception. Chez FS Technology, nous offrons un type avancé de services électriques. test appelé sonde volante qui s'appuie sur des sondes mobiles pour tester les performances électriques de chaque réseau sur une carte de circuit imprimé nue.

Les réponses ci-dessus sont toutes des réponses à la question fréquente de "Comment fabrique-t-on un circuit imprimé, étape par étape ??" En fait, dans le processus professionnel de fabrication de PCB, en raison des différentes exigences des clients pour les différents matériaux de circuits imprimés et des différentes exigences pour le processus de PCB, il y aura de légères lacunes dans le processus de fabrication des circuits imprimés. Cependant, FS Technology continuera à mettre à jour ce sujet dans le PCB Knowledge Blog, et bien sûr, si vous avez des idées uniques sur le processus de fabrication des cartes de circuits imprimés, nous vous invitons à les partager avec nous. les étapes de fabrication du PCBVous pouvez nous laisser un message à tout moment.

Nous serions ravis de vous entendre