La guida definitiva al flusso del processo di produzione dei PCB

Prima dell'avvento dei circuiti stampati, le connessioni dei circuiti erano realizzate con cablaggi punto a punto. Tuttavia, con l'aumentare della vita utile dei prodotti elettronici, il fenomeno dell'invecchiamento dei circuiti diventa sempre più dettagliato. Si tratta di un grave problema di affidabilità della linea e la rottura della linea porterà a un circuito aperto o a un cortocircuito del nodo della linea. Per affrontare questi problemi, sono state adottate nuove tecnologie di produzione dei PCB. In questo articolo, FS Technology suddivide ogni fase del processo di produzione. processo di fabbricazione dei circuiti stampati e fornire una spiegazione e una presentazione dettagliata. Successivamente, guardiamo un video della Processo di produzione dei PCB da YouTube.

Dopo aver visto il filmato di cui sopra video sul processo di produzione dei PCBSpero che abbiate capito meglio come si producono le schede PCB. Ora, attraverso le sezioni di testo che seguono, miglioreremo ulteriormente la vostra comprensione del processo.

Diagramma di flusso del processo di produzione dei PCB

Con lo sviluppo continuo della scienza e della tecnologia, sempre più tipi di PCB stanno emergendo. In base al numero di facce e di strati, i PCB possono essere suddivisi in monostrato, doppio strato e PCB multistrato, oltre a PCB a singola e doppia faccia, ecc. Il processo di produzione dei diversi tipi di PCB varia e quanto maggiore è il numero di lati, tanto più complesso è il processo di produzione. Fasi di fabbricazione del PCB sono. Le figure seguenti sono diagrammi di flusso della produzione di PCB di vari tipi di PCB di FS Technology:

  • Diagramma di flusso della produzione di PCB monofacciali:

Le schede monostrato sono il tipo più semplice di schede, quindi la processo di produzione è relativamente semplice, ma con l'aumentare del numero di strati impilati dei circuiti stampati aumentano la complessità e il numero di passaggi.

Diagramma di flusso completo per la produzione di PCB monostrato
  • PCB bifacciale fabricazione diagramma di flusso:

La differenza tra le fasi di produzione del monostrato e del doppio strato PCB si evince chiaramente dai diagrammi di confronto superiore e inferiore. In effetti, i produttori di PCB non hanno bisogno di effettuare affondamento del rame e placcatura del modello quando si producono pannelli monostrato, ma strutture circuitali con più di due strati fare.

processo di produzione di pcb a doppia faccia
  • PCB multistrato mproduzione di pprocesso fgrafico basso

Chiamiamo una struttura circuitale con più di due strati un circuito stampato multistrato. Con l'aumento del numero di strati, i produttori devono aggiungere un numero maggiore di strati interni. processi a strati e laminazioni nella produzione di queste schede.

processo di produzione di pcb multistrato

Processo completo di produzione di PCB

Il primo passo nella realizzazione di un PCB: la progettazione

La progettazione di un circuito stampato è una fase importante del processo di produzione dei circuiti stampati e viene solitamente indicata come progettazione di circuiti stampati o layout di circuiti stampati. Le schede devono essere strettamente compatibili sia con i componenti che verranno montati/saldati sulla scheda sia con il progetto complessivo che richiede la PCB. Strumenti per la progettazione di PCB. Il Fasi di progettazione del PCB può essere suddiviso nei seguenti componenti:

  • Schema PCB: Un diagramma utilizzato per rappresentare le connessioni di componenti di un circuito stampato. Si può dire che il disegno del diagramma schematico è il fulcro del processo di produzione delle schede di circuito e la linea di sangue della scheda di circuito. La qualità dello schema è strettamente legata alla qualità del progetto.
  • Schema PCB: Si riferisce allo schema di installazione della scheda. componenti elettronici di base. Con una certa conoscenza delle schede PCB, è possibile sapere che la scheda PCB viene utilizzata per coprire la lamina metallica sulla piastra isolante sottostante e quindi le parti non necessarie della lamina metallica vengono corrose. Il foglio di metallo rimanente viene successivamente utilizzato come connessione del circuito stampato. PCBA I componenti possono essere assemblati in base ai segni sullo schema del circuito stampato.
  • File della distinta base: Si riferisce ai documenti di approvvigionamento e per i progetti "chiavi in mano", questi documenti sono richiesti per Approvvigionamento di componenti PCBA, elaborazione di patch e saldatura.
  • Libreria di impronte dei componenti: Una libreria di prototipi dei componenti utilizzati negli schemi.
  • Libreria di pacchetti PCB: Si riferisce alla libreria esterna di chip, resistenze, condensatori, ecc. sulla scheda PCB.
  • File CAM: Questo file si riferisce ai file Geber e NC Drill, che possono essere esportati da tutti i software di progettazione e sono utilizzati principalmente dai produttori di PCB.
 

La progettazione di circuiti stampati richiede l'uso di strumenti di progettazione e noi di FS Technology raccomandiamo diverse applicazioni popolari, tra cui Altium, Eagle, KiCad, Cadence, OrCAD, Pads, ecc.

NOTA: Prima del processo di fabbricazione del PCBI progettisti devono informare il loro contratto produttori della versione del software di progettazione di PCB utilizzato per progettare il circuito, in quanto aiuta a evitare i problemi causati dalle differenze. Una volta che il progetto di un circuito stampato è stato approvato per la produzione, i progettisti possono esportare il progetto in un formato supportato dal produttore. Il tipo di file più comunemente utilizzato è chiamato File Gerber.

La seconda fase del processo di produzione dei PCB: Produzione CCL

Il CCL è un materiale del substrato che possono essere suddivisi in CCL rigido e CCL flessibile. Il laminato rivestito di rame è fondamentale per determinare la velocità di trasmissione del segnale, la perdita di energia e l'impedenza caratteristica di un circuito. Svolge il ruolo di conduzione dell'interconnessione, isolamento e supporto nel PCB. Il processo di produzione del CCL è dettagliato come segue: taglio PP → preimpilaggio → combinazione → pressatura → smontaggio → ispezione del taglio → imballaggio → stoccaggio → spedizione. Essendo il nucleo del circuito stampato, la polvere sulla superficie del CCL può causare la rottura del circuito finale. cortocircuito o a circuito aperto, quindi è necessario aggiungere un anello di pulizia nel processo di produzione dei PCB.

Produzione di laminati rivestiti in rame

La figura seguente illustra in dettaglio lo strato interno di un PCB a 10 strati. Il circuito stampato è legato dal laminato rivestito di rame e dal film di rame attraverso il prepreg. Il sequenza di produzione è partire dalla tavola centrale, impilarle continuamente e poi fissarle.

Schema degli strati interni di un PCB a 10 strati

La terza fase del processo di fabbricazione dei PCB: Linea interna

Dopo aver pulito il CCL, è necessario incollare la pellicola fotosensibile sulla superficie del substrato del PCB per preparare il successivo trasferimento dell'immagine. Questa pellicola ha la proprietà di polimerizzare quando viene esposta alla luce. Pertanto, possiamo utilizzare questa pellicola per formare un film protettivo sulla lamina di rame del CCL.

Coprire il CCL con una pellicola asciutta

Per posizionare con precisione la posizione di impilamento della pellicola di layout del PCB, è necessario inserire la pellicola di layout del PCB a due strati e il laminato di rame a doppio strato nello strato superiore della pellicola di layout del PCB.

Posizionamento preciso del film di laminazione del PCB

Una volta completate le preparazioni di cui sopra, la pellicola fotosensibile viene esposta alla luce e polimerizzata, con lo scopo di trasferire l'immagine del substrato sulla pellicola fotosensibile. Nella pellicola ci sono parti che trasmettono la luce e parti opache. Quando la pellicola fotosensibile passa attraverso il fotorecettore, la lampada UV polimerizza la pellicola fotosensibile nella posizione di trasmissione della luce. La parte polimerizzata è il circuito interno del PCB di cui abbiamo bisogno, mentre la parte non polimerizzata viene rimossa con la soda caustica.

Esporre la pellicola fotosensibile PCB

Con la pellicola fotosensibile rimossa e la resistenza indurita che copre il rame che vogliamo conservare, il CCL passa alla fase successiva: la rimozione del rame indesiderato. Proprio come le soluzioni alcaline rimuovono la resistenza, le sostanze chimiche più forti rimuovono il rame in eccesso. Un bagno di solvente di rame rimuove tutto il rame esposto. Allo stesso tempo, il rame desiderato rimane completamente protetto sotto lo strato indurito di fotoresistenza.

Non tutte le lastre di rame sono uguali. Alcune schede più pesanti richiedono quantità maggiori di solvente di rame e tempi di esposizione diversi. Inoltre, le schede di rame più pesanti richiedono una maggiore attenzione alla spaziatura delle tracce. La maggior parte dei PCB standard si basa su specifiche simili.

Il processo finale di produzione dello strato interno del PCB

La quarta fase del processo di costruzione dei PCB: Ispezione AOI

Test sui PCB comprende molti metodi di prova, come l'ispezione visiva, Ispezione ottica AOIispezione elettrica, test funzionali, ecc. Di solito, i test AOI vengono utilizzati dopo Assemblaggio SMT ma per garantire la resa del PCB, è necessario un test AOI anche dopo il completamento del processo di produzione dello strato interno del circuito. Questo perché, quando il circuito entra nel processo di laminazione, anche se lo strato interno risulta sbagliato, non può essere modificato. Pertanto, il laminato rivestito di rame entra nel processo di laminazione. Apparecchiature di ispezione AOI Dopo la scansione, l'apparecchiatura trasmette i dati dell'immagine difettosa al VRS e il commissario è responsabile della revisione.

Test AOI

La quinta fase del collegamento formale della produzione di PCB: Laminazione

Come suggerisce il nome, la laminazione si riferisce all'unione degli strati di un PCB per collegare gli strati esterni a quelli interni, un processo che avviene in due fasi: la delaminazione e l'incollaggio. Questa fase è un vero e proprio Produzione di PCB Il processo di laminazione è stato avviato con un processo di laminazione, il che significa che la scheda verde (o di altri colori) che vediamo si è formata dopo la laminazione. La forma di base del PCB è costituita da laminati, i cui materiali di base sono resina epossidica e fibra di vetro, noti anche come materiali del substrato. Il laminato rivestito di rame è il tipo specifico di laminato utilizzato nella produzione di PCB, come già detto. In questo collegamento è necessario utilizzare una nuova materia prima, il prepreg. Questo materiale ha un buon isolamento e può favorire l'incollaggio tra i e le schede esterne in rame foglio di alluminio.

  • Stratificazione

Nella struttura a strati interna del PCB, il foglio di rame inferiore e i due strati di prepreg sono fissati in anticipo attraverso il foro di allineamento e la piastra di ferro inferiore. Quindi, la scheda centrale fabbricata viene posizionata nel foro di allineamento e, infine, i due strati di prepreg, uno strato di foglio di rame e uno strato di piastra di alluminio a pressione coprono la scheda centrale.

Processo di laminazione dei PCB
  • Legame

Una volta completata la laminazione, il circuito stampato bloccato dalla piastra di ferro viene posizionato sul supporto e quindi inviato a una pressa termica sotto vuoto per la laminazione. L'alta temperatura fonde la resina epossidica del preimpregnato e infine, sotto l'azione della pressione atmosferica, il circuito stampato e il foglio di rame vengono fissati insieme.

Laminazione di PCB mediante stampa a caldo sotto vuoto

Al termine del processo sopra descritto, la piastra di ferro e il cuscinetto a pressione piastra di alluminio sullo strato superiore del PCB vengono rimossi. A questo punto, entrambi i lati del PCB saranno coperti da uno strato di foglio di rame liscio e il processo di laminazione è completato. È importante notare che, oltre alla funzione di supporto della pressione, la piastra di alluminio ha anche il compito di isolare i diversi PCB e di lisciare il foglio di rame esterno del PCB. 

Le fasi sopra descritte sono utilizzate solo per la produzione di circuiti stampati con più di quattro strati.

La sesta fase del processo di fabbricazione dei PCB: Foratura

PCB Spaziatura dei fori

Lo scopo di praticare dei fori nella scheda impilata è quello di collegare i quattro strati di rame senza contattoe tutti i componenti montati sul PCB dipendono dalla precisione della foratura di precisione. Il diametro della punta è più sottile di un capello umano, circa 100 micron. Per ottenere una foratura precisa, è necessario eseguire le seguenti operazioni con l'aiuto di strumenti compatti:

Per prima cosa, dobbiamo attraversare l'intero circuito stampato e poi metallizzare la parete del foro per condurre l'elettricità. Per trovare questi minuscoli fori, è necessario un posizionamento preciso del nucleo interno del PCB attraverso sofisticate apparecchiature di perforazione a raggi X. Dopo aver individuato la posizione del foro sul CCL, per garantire che il foro passi attraverso il centro del foro durante la foratura, è necessario effettuare un posizionamento foro sul PCB. Inoltre, per non strappare la lamina di rame sul PCB durante la punzonatura, è necessario ricoprire uno strato di lamiera di alluminio sugli strati superiore e inferiore del circuito, e infine inserire l'intero circuito in una punzonatrice per la punzonatura. Per migliorare l'efficienza della produzione di PCB, di solito perforiamo insieme diverse pile di PCB identiche.

Apparecchiatura a raggi X per localizzare i PCB
Inserire il circuito stampato nella punzonatrice

Il settimo anello del processo di produzione dei PCB: Placcatura del pannello

Le connessioni tra i diversi strati del circuito stampato avvengono attraverso le perforazioni. Una volta completata la perforazione, è necessaria la galvanizzazione. FS Technology ritiene che una buona connessione sia quella in rame. spessore del film superiore a 25 micron sulla parete del foro, ma poiché la parete del foro è composta da resina epossidica non conduttiva e da pannelli in fibra di vetro, ciò rende difficile l'operazione. Pertanto, è necessario immergere il PCB in un bagno di ramatura contenente acido solforico e solfato di rame, in modo da depositare uno strato di materiale conduttivo sulla parete del foro. Quando si conduce l'elettricità nella soluzione, il rame si deposita sulla superficie della sostanza conduttiva del circuito stampato. Una volta completata la ramatura, è necessaria la stagnatura e la placcatura sulla superficie del PCB costituisce una barriera all'incisione. 

Il processo di trasferimento del layout dello strato esterno del PCB sul foglio di rame richiede l'uso di una pellicola fotocopiata e di una pellicola fotosensibile, che è simile al principio del trasferimento del layout del laminato interno rivestito in rame. La differenza è che nel trasferimento del layout del PCB esterno, la posizione in cui la pellicola fotosensibile viene polimerizzata non è la linea. È necessario utilizzare prima il rame e poi stagnare le aree in cui non c'è la pellicola. Una volta completata la galvanizzazione, si procede alla rimozione della pellicola e al trattamento di rimozione dello stagno. Grazie alla protezione dello stagno, il circuito stampato viene preservato.

Come già detto, lo spessore raccomandato di un film di rame deve essere superiore a 25 micron. Pertanto, per garantire che i fori abbiano una buona conducibilità elettrica, l'intero processo di ramatura è controllato automaticamente da un computer.

L'ottava fase del processo di produzione dei circuiti stampati: Ispezione secondaria

Per i circuiti stampati, l'aspetto più importante dopo la produzione sono le tracce, poiché sappiamo che le schede nude non funzionano da sole. Il principio di funzionamento dei PCB è quello di realizzare il collegamento elettrico tra i componenti attraverso le tracce per completare le varie istruzioni, quindi è necessario eseguire il rilevamento AOI secondario sulle tracce. Il secondario ispezione di PCB è facilitata nello stesso modo in cui è stata condotta la precedente ispezione AOI, quindi non la descriverò troppo in questa sede.

L'anello finale del processo di produzione dei PCB: Lavorazione dello strato esterno

Gli strati che compongono un I PCB includono una serigrafia strato, maschera di saldatura, strato di rame e substrato. Il contenuto dello strato interno è stato descritto in precedenza, ma questa sezione ha lo scopo principale di spiegare le parti esterne dello strato di rame. Strato PCB - lo strato di serigrafia e lo strato di maschera di saldatura.

Strato della maschera di saldatura del PCB
Strato serigrafico PCB

Strato della maschera di saldatura

L'applicazione di una maschera di saldatura è una parte importante del processo di produzione dei PCB, in quanto può proteggere la scheda. Prima di applicare la maschera di saldatura a entrambi i lati della scheda, è fondamentale pulire il PCB e coprirlo con inchiostro epossidico per maschere di saldatura. 

Per quanto riguarda la pulizia, FS Technology utilizza il decapaggio, il lavaggio a ultrasuoni e altri processi di pulizia per rimuovere gli ossidi di bordo e aumentare la rugosità della superficie del rame. Dopo il completamento del processo di pulizia, la produzione del Maschera di saldatura per PCB inizia. Il processo è il seguente:

Coprire l'inchiostro resistente per saldatura nella posizione che non deve essere saldata → Asciugare il solvente nell'inchiostro resistente per saldatura → Formare un polimero irradiando l'inchiostro resistente per saldatura indurito con una lampada UV → Rimuovere la soluzione di carbonato di sodio nell'inchiostro non polimerizzato → Essiccazione secondaria.

Strato serigrafico

Il circuito stampato quasi finito riceve una scritta a getto d'inchiostro sulla sua superficie per indicare tutte le informazioni importanti relative al PCB. 

Ulteriori processi di fabbricazione di PCB: Articoli a pagamento

Leggendo il testo completo, si scopre che la presentazione del flusso di processo dei PCB fornita da FS Technology ha solo 9 fasi, mentre il diagramma di flusso del processo di fabbricazione dei PCB è più complicato. In realtà, ciò che viene visualizzato nel diagramma di flusso è l'intera gamma di servizi che il produttore fornisce ai clienti, compresi i servizi di approvvigionamento, riparazione e pagamento.

Rivestimento di superficie

Per aggiungere un ulteriore capacità di saldatura sul PCBPossiamo elettroplaccarli con oro o argento. In questa fase, alcuni PCB possono anche ricevere pad piatti ad aria calda. Livellamento ad aria calda si ottiene un tampone uniforme. Questo processo porta alla creazione di una finitura superficiale. FS Technology è in grado di gestire molti tipi di trattamenti superficiali in base alle esigenze specifiche dei clienti.

Test elettrico

Come ultima risorsa, i tecnici possono condurre un'indagine elettrica test sul PCB, anche se i test automatizzati Le procedure confermeranno già la funzionalità del PCB e la sua coerenza con l'originale. progettazione. Noi di FS Technology offriamo un tipo avanzato di progettazione elettrica. test chiamato sonda volante che si basa su sonde mobili per verificare le prestazioni elettriche di ciascuna rete su una scheda di circuito nuda.

Queste sono tutte le risposte alla domanda comune di "Come viene realizzato un PCB passo dopo passo?" In effetti, all'interno del processo di produzione professionale di PCB, a causa dei diversi requisiti dei clienti per i diversi materiali delle schede di circuito e dei diversi requisiti per il processo di PCB, ci saranno delle piccole lacune nel processo di fabbricazione delle schede di circuito stampato. Tuttavia, FS Technology continuerà ad aggiornare questo argomento nel PCB Knowledge Blog e, naturalmente, se avete intuizioni uniche sul processo di fabbricazione delle schede PCB, vi invitiamo a contattarci. fasi di produzione del PCBPotete lasciarci un messaggio in qualsiasi momento.

Saremo lieti di ascoltarvi