O guia final do fluxo do processo de fabrico de PCB

Antes do aparecimento das placas de circuitos, as ligações dos circuitos eram feitas por cablagem ponto a ponto. No entanto, à medida que a vida útil dos produtos electrónicos aumenta, o fenómeno de envelhecimento dos circuitos torna-se cada vez mais detalhado. Este é um problema grave de fiabilidade da linha, e a rutura da linha conduzirá a um circuito aberto ou curto-circuito do nó da linha. Para lidar com estas questões, foram adoptadas novas tecnologias de fabrico de PCB. Neste artigo, a FS Technology dividirá cada etapa do processo de fabrico de PCB. processo de fabrico de placas de circuitos e dar uma explicação e apresentação pormenorizadas. De seguida, vamos ver um vídeo do Processo de fabrico de PCB do YouTube.

Depois de ver o filme acima vídeo sobre o processo de fabrico de placas de circuito impressoEspero que tenha uma compreensão mais profunda de como fabricar placas PCB. Agora, vamos melhorar ainda mais a sua compreensão do processo através das secções de texto que se seguem.

Fluxograma do processo de fabrico de PCB

Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, cada vez mais tipos de PCB estão a surgir. De acordo com o número de faces e camadas, os PCB podem ser divididos em camada única, camada dupla e PCB multicamadasbem como placas de circuito impresso de uma ou duas faces, etc. O processo de fabrico dos diferentes tipos de PCB varia e quanto maior for o número de faces, mais complexo é o processo de fabrico. Etapas de fabrico de PCB são. As figuras seguintes são diagramas de fluxo de fabrico de PCB de uma variedade de tipos de PCB da FS Technology:

  • Fluxograma de fabrico de PCB de uma face:

As placas de camada única são o tipo mais simples de placas, pelo que o processo de fabrico é relativamente simples, mas à medida que o número de camadas empilhadas das placas de circuito impresso aumenta, a complexidade e o número de passos aumentam.

Fluxograma completo do fabrico de PCB de camada única
  • PCB de dupla face fabreviação fluxograma:

A diferença entre as etapas de fabrico de uma camada e de duas camadas PCB pode ser claramente encontrado nos diagramas de comparação superior e inferior. De facto, os fabricantes de placas de circuito impresso não precisam de realizar afundamento do cobre e revestimento de padrões no fabrico de painéis de camada única, mas estruturas de circuitos com mais de duas camadas fazer.

processo de fabrico de placas de circuito impresso de dupla face
  • PCB multicamada mprocesso degráfico baixo

Chamamos a uma estrutura de circuito com mais de duas camadas uma placa de circuito impresso multicamada. À medida que o número de camadas aumenta, os fabricantes precisam de acrescentar mais camadas interiores processos de camadas e laminações no fabrico destas placas.

processo de fabrico de pcb multicamadas

Processo completo de fabrico de PCB

O primeiro passo para fazer um PCB: Design

A conceção de uma placa de circuito impresso é uma etapa importante no processo de produção de placas de circuito impresso e é normalmente designada por conceção de placas de circuito impresso ou disposição de placas de circuito impresso. As placas devem ser estritamente compatíveis com os componentes que serão montados/soldados na placa, bem como com o projeto global que requer as PCB e, devido a estas necessidades, os designers criam normalmente uma disposição de PCB utilizando Ferramentas de desenho PCB. O Etapas de conceção de PCB pode ser subdividido nos seguintes componentes:

  • Esquema de PCB: Um diagrama utilizado para representar as ligações de componentes numa placa de circuitos. Pode dizer-se que o desenho do diagrama esquemático é o foco do processo de fabrico da placa de circuitos e a linha de sangue da placa de circuitos. A qualidade do esquema está intimamente relacionada com a qualidade do projeto.
  • Diagrama PCB: Refere-se ao diagrama de instalação do componentes electrónicos de base. Se tiver algum conhecimento de placas de circuito impresso, talvez saiba que a placa de circuito impresso é utilizada para cobrir a folha de metal na placa isolante subjacente e que, em seguida, as partes desnecessárias da folha de metal são corroídas. A folha metálica restante é posteriormente utilizada como ligação da placa de circuito impresso. PCBA como agora, os componentes podem ser montados de acordo com as marcas no diagrama da placa de circuito impresso.
  • Ficheiro de lista técnica: Refere-se aos documentos de aquisição e, para projectos chave-na-mão, estes documentos são necessários para Aquisição de componentes PCBA, processamento de remendos e soldadura.
  • Biblioteca de Pegadas de Componentes: Uma biblioteca de protótipos dos componentes utilizados nos esquemas.
  • Biblioteca de pacotes PCB: Refere-se à biblioteca de pacotes externos de chips, resistências, condensadores, etc. na placa PCB.
  • Ficheiro CAM: Este ficheiro refere-se aos ficheiros Geber e NC Drill, que podem ser exportados por todos os softwares de design e são utilizados principalmente pelos fabricantes de PCB.
 

A conceção de placas de circuitos impressos requer a utilização de ferramentas de conceção e, na FS Technology, recomendamos várias aplicações populares, incluindo Altium, Eagle, KiCad, Cadence, OrCAD, Pads, etc.

NOTA: Antes do processo de fabrico de PCBos projectistas devem informar o seu contrato fabricantes sobre a versão do software de conceção de placas de circuito impresso utilizado para conceber o circuito, uma vez que ajuda a evitar problemas causados por diferenças. Quando um desenho de PCB é aprovado para produção, os projectistas podem exportar o desenho para um formato suportado pelo seu fabricante. O tipo de ficheiro mais utilizado é o chamado Ficheiro Gerber.

A segunda etapa do processo de fabrico do PCB: Fabrico do CCL

O CCL é um material do substrato que pode ser dividido em CCL rígido e CCL flexível. O laminado revestido a cobre é fundamental para determinar a velocidade de transmissão do sinal, a perda de energia e a impedância caraterística num circuito. Desempenha o papel de condução de interligação, isolamento e suporte na placa de circuito impresso. O processo de fabrico detalhado do CCL é o seguinte Corte PP → pré-empilhamento → combinação → prensagem → desmontagem → inspeção do corte → embalagem → armazenamento → expedição. Como o núcleo da placa de circuito, a poeira na superfície do CCL pode fazer com que o circuito final curto-circuito ou de circuito aberto, pelo que é necessário acrescentar um elo de limpeza no processo de fabrico de placas de circuito impresso.

Fabrico de laminados revestidos a cobre

A figura abaixo apresenta uma explicação pormenorizada da camada interior de uma placa de circuito impresso de 10 camadas. A placa de circuito impresso é ligada pelo laminado revestido a cobre e pela película de cobre através do pré-impregnado. O sequência de produção é começar pela placa central mais a meio, empilhá-las continuamente e depois fixá-las.

Diagrama de camadas internas de 10 camadas de PCB

A terceira etapa do processo de fabrico do PCB: Linha interior

Após a limpeza do CCL, precisamos de colar a película fotossensível na superfície do substrato do PCB para nos prepararmos para a subsequente transferência da imagem. Esta película tem uma propriedade que cura quando exposta à luz. Portanto, podemos utilizar esta película para formar uma película protectora sobre a folha de cobre do CCL.

Cobrir o CCL com película seca

A fim de colocar com exactidão a posição de empilhamento da película de layout PCB, precisamos de inserir a película de layout PCB de duas camadas e o laminado de dupla camada revestido a cobre na camada superior da película de layout PCB.

Colocação precisa de película laminada de PCB

Após a conclusão das preparações acima mencionadas, o filme fotossensível é exposto à luz e curado, e o objectivo é transferir a imagem do substrato para o filme fotossensível. Existem partes opacas e transmissoras de luz no filme. Quando o filme fotossensível passa pelo fotorreceptor, a lâmpada UV cura o filme fotossensível na posição de transmissão de luz. A parte curada é o circuito interno do PCB de que precisamos, e a parte não curada é removida com lixívia.

Expor película fotossensível PCB

Com a película fotossensível removida e a resistência endurecida que cobre o cobre que queremos manter, o CCL vai para a fase seguinte: remoção indesejada do cobre. Tal como as soluções alcalinas removem a resistência, os químicos mais fortes removem o excesso de cobre. Um banho de solução solvente de cobre remove todo o cobre exposto. Ao mesmo tempo, o cobre desejado permanece totalmente protegido sob a camada endurecida de fotorresistente.

Nem todas as placas de cobre são iguais. Algumas placas mais pesadas requerem maiores quantidades de solvente de cobre e diferentes tempos de exposição. Além disso, as placas mais pesadas de cobre requerem atenção extra ao espaçamento das vias. A maioria dos PCBs padrão dependem de especificações semelhantes.

O processo final de fabrico da camada interior de PCB

A quarta etapa do processo de construção de PCB: Inspeção AOI

Testes PCB inclui muitos métodos de ensaio, como a inspeção visual, Inspeção ótica AOIinspeção eléctrica, ensaios funcionais, etc. Normalmente, o ensaio AOI é utilizado após Montagem SMT mas para garantir o rendimento da placa de circuito impresso, é também necessário efetuar um teste AOI após a conclusão do processo de fabrico do circuito da camada interna. Isto deve-se ao facto de, quando a placa de circuito entra no processo de laminação, mesmo que se verifique que a camada interior está errada, não pode ser modificada. Por conseguinte, o laminado revestido a cobre entra no processo de Equipamento de inspeção AOI e, após a digitalização, o equipamento transmite os dados da imagem incorrecta ao SRV e, em seguida, o comissário é responsável pela revisão.

Teste AOI

A quinta etapa da ligação formal de produção de PCB: Laminação

Como o nome sugere, a laminação refere-se à união das camadas de um PCB para ligar as camadas externas às camadas internas, um processo que ocorre em duas etapas: delaminação e união. Esta etapa é um processo de fabrico de PCB o que significa que a placa verde (ou outras cores) que vemos é formada após a laminação. A forma básica de PCB consiste em laminados, cujos materiais principais são resina epóxi e fibra de vidro, também conhecidos como materiais de substrato. O laminado revestido a cobre é o tipo específico de laminado utilizado na produção de PCB, como já foi referido. Nesta ligação, temos de utilizar uma nova matéria-prima - o pré-impregnado. Este material tem um bom isolamento e pode ajudar na ligação entre as placas placas de núcleo e o exterior de cobre folha.

  • Camadas

Na estrutura da camada interna da placa de circuito impresso, a folha de cobre inferior e as duas camadas de pré-impregnado são fixadas antecipadamente através do orifício de alinhamento e da placa de ferro inferior. Em seguida, a placa central fabricada é colocada no orifício de alinhamento e, por fim, as duas camadas de pré-impregnado, uma camada de folha de cobre e uma camada da placa de alumínio de suporte de pressão cobrem a placa central

Processo de laminação de PCB
  • Ligação

Após a laminação estar concluída, a placa de circuito impresso fixada pela placa de ferro é colocada no suporte e, em seguida, enviada para uma prensa térmica a vácuo para laminação. A alta temperatura derrete a resina epóxi no pré-impregnado e, por fim, sob a ação da pressão atmosférica, a placa central e a folha de cobre são fixadas entre si.

Laminação de PCB por prensa de calor a vácuo

Após a conclusão do processo acima referido, a placa de ferro e o suporte de pressão placa de alumínio na camada superior da placa de circuito impresso são removidas. Nesta altura, ambos os lados da placa de circuito impresso serão cobertos por uma camada de folha de cobre lisa, e o processo de laminação está concluído. É importante notar que, para além da função de suporte de pressão, a placa de alumínio também desempenha a responsabilidade de isolar diferentes PCB e alisar a folha de cobre exterior da PCB. 

Os passos acima indicados são apenas utilizados para o fabrico de placas de circuitos com mais de quatro camadas.

O sexto passo no processo de fabrico de PCB: Perfuração

Espaçamento entre furos de PCB

O objetivo de fazer furos na placa empilhada é ligar as quatro camadas de cobre sem contactoO diâmetro da broca é mais fino do que um cabelo humano, cerca de 100 microns. O diâmetro da broca é mais fino do que um cabelo humano, cerca de 100 microns. Para conseguir uma perfuração precisa, é necessário efetuar os seguintes passos com a ajuda de instrumentos compactos:

Primeiro, é necessário percorrer toda a placa de circuito impresso e, em seguida, metalizar a parede do orifício para conduzir eletricidade. Para encontrar estes orifícios minúsculos, é necessário um posicionamento preciso do núcleo interno da placa de circuito impresso através de um sofisticado equipamento de perfuração de raios X. Depois de encontrar a posição do furo no CCL, para garantir que o furo passe pelo centro do furo ao perfurar, é necessário fazer um posicionamento orifício na placa de circuito impresso. Além disso, para não rasgar a folha de cobre da placa de circuito impresso durante a perfuração, é necessário cobrir uma camada de placa de alumínio nas camadas superior e inferior da placa de circuito impresso e, finalmente, colocar toda a placa numa máquina de perfuração para perfurar. Para melhorar a eficiência do fabrico de placas de circuito impresso, é habitual perfurar várias pilhas de placas de circuito impresso idênticas.

Equipamento de raios X para localização de PCB
Colocar a placa de circuito no perfurador

O sétimo elo do processo de fabrico do PCB: Revestimento de painéis

As ligações entre as diferentes camadas da placa de circuitos são todas efectuadas através de perfurações. Depois de concluída a perfuração, é necessário proceder à galvanoplastia. A FS Technology considera que uma boa ligação é uma ligação de cobre espessura da película A PCB pode ser colocada num banho de cobre com ácido sulfúrico e sulfato de cobre, de modo a depositar uma camada de material condutor na parede do orifício, mas como a parede do orifício é composta por resina epóxi não condutora e placa de fibra de vidro, isso dificulta o processo. Por conseguinte, é necessário colocar a placa de circuito impresso num banho de revestimento de cobre que contenha ácido sulfúrico e sulfato de cobre, de modo a depositar uma camada de material condutor na parede do orifício. Quando conduzimos eletricidade para a solução, o cobre deposita-se na superfície da substância condutora da placa de circuitos. Após a conclusão do revestimento de cobre, é necessário o revestimento de estanho, e o revestimento na superfície da placa de circuito impresso é uma barreira de gravação. 

O processo de transferência da disposição da placa de circuito impresso da camada exterior para a folha de cobre requer a utilização de película fotocopiada e película fotossensível, o que é semelhante ao princípio da transferência da disposição do laminado revestido a cobre da camada interior. A diferença é que, na transferência da disposição exterior da placa de circuito impresso, a posição em que a película fotossensível é curada não é a linha. É necessário utilizar primeiro o cobre e depois estanhar as áreas onde não existe película. Após a conclusão da galvanoplastia, é efectuada a remoção da película e o tratamento de remoção do estanho. O padrão do circuito é preservado na placa de circuito impresso devido à proteção do estanho.

Tal como mencionado anteriormente, a espessura recomendada de uma película de cobre deve ser superior a 25 microns. Por conseguinte, para garantir que os orifícios tenham uma boa condutividade eléctrica, todo o processo de revestimento de cobre é controlado automaticamente por um computador.

A oitava etapa do processo de fabrico da placa de circuitos: Inspecção secundária

No caso das placas de circuitos, o aspeto mais importante após a produção são os traços, pois sabemos que as placas nuas não funcionam por si só. O princípio de funcionamento dos PCB é realizar a ligação eléctrica entre componentes através de traços para completar várias instruções, pelo que é necessário realizar a deteção de AOI secundária nos traços. A deteção de AOI secundária inspeção de PCB é facilitada da mesma forma que a anterior inspeção AOI realizada, pelo que não a descreverei demasiado aqui.

O elo final do processo de fabrico do PCB: Processamento da camada exterior

As camadas que compõem um Os PCB incluem uma serigrafia camada de solda, máscara de solda, camada de cobre e camadas de substrato. O conteúdo da camada interna foi descrito acima, mas esta secção destina-se principalmente a explicar as partes exteriores da Camada PCB - a camada de serigrafia e a camada de máscara de soldadura.

Camada de Máscara de Solda PCB
Camada de serigrafia PCB

Camada de Máscara de Solda

A aplicação de uma máscara de solda é uma parte importante do processo de fabrico de placas de circuito impresso, uma vez que pode proteger a placa de circuito impresso. Antes de aplicar a máscara de solda em ambos os lados da placa, é fundamental limpar o PCB e cobri-la com tinta epóxi para máscara de soldadura. 

Em termos de limpeza, a FS Technology utiliza a decapagem, a lavagem por ultra-sons e outros processos de limpeza para remover os óxidos da placa e aumentar a rugosidade da superfície do cobre. Após a conclusão do processo de limpeza, o fabrico do Máscara de solda para PCB começa. O processo é o seguinte:

Cobrir a tinta de resistência à soldadura na posição que não necessita de ser soldada → Secar o solvente na tinta de resistência à soldadura → Formar um polímero por irradiação da tinta de resistência à soldadura endurecida com uma lâmpada UV → Remover a solução de carbonato de sódio na tinta não polimerizada → Secagem secundária.

Camada de serigrafia

A placa de circuito quase acabada recebe escrita a jacto de tinta na sua superfície para indicar todas as informações importantes relacionadas com o PCB. 

Processos adicionais de fabrico de PCB: Itens pagos

Ao ler o texto integral, verificará que a apresentação do fluxo do processo de fabrico de placas de circuito impresso fornecida pela FS Technology tem apenas 9 passos, enquanto o fluxograma do processo de fabrico de placas de circuito impresso é mais complicado. De facto, o que é apresentado no fluxograma é a gama completa de serviços que o fabricante presta aos clientes, incluindo serviços de aquisição, reparação e pagamento.

Revestimento Superficial

Para adicionar mais capacidades de soldadura à placa de circuito impressoPodemos galvanizá-las com ouro ou prata. Nesta fase, algumas placas de circuito impresso podem também receber almofadas planas de ar quente. Nivelamento por ar quente resulta numa almofada uniforme. Este processo resulta na criação de um acabamento de superfície. A FS Technology pode efetuar muitos tipos de tratamentos de superfície de acordo com os requisitos específicos dos clientes.

Teste eléctrico

Como último recurso, os técnicos podem realizar testes no PCB, embora automatizados já confirmam a funcionalidade da placa de circuito impresso e a sua coerência com o modelo original desenho. Na FS Technology, oferecemos um tipo avançado de ensaio denominado sonda voadora que se baseia em sondas móveis para testar o desempenho elétrico de cada rede numa placa de circuitos nua.

As respostas acima são todas as respostas à pergunta comum de "Como é feita uma placa de circuito impresso, passo a passo?" Na verdade, dentro do processo de fabricação de PCB profissional, devido aos diferentes requisitos dos clientes para diferentes materiais de placa de circuito e diferentes requisitos para o processo de PCB, haverá pequenas lacunas no processo de fabricação de placa de PCB. No entanto, a FS Technology continuará a atualizar este tópico no PCB Knowledge Blog e, é claro, se você tiver informações exclusivas sobre o etapas de fabrico de PCBPode deixar-nos uma mensagem em qualquer altura.

Gostaríamos muito de ouvir a sua opinião