PCB de placa de circuito impreso de alta calidad

Capacidad de proceso de PCB (ensamblaje de PCB)

Acerca de

Los PCB se han desarrollado desde placas de una sola capa hasta placas de doble cara, multicapa y flexibles, y se están desarrollando constantemente en la dirección de alta precisión, alta densidad y alta confiabilidad. Reducir continuamente el tamaño, reducir el costo y mejorar el rendimiento hará que la placa de circuito impreso siga manteniendo una gran vitalidad en el desarrollo de productos electrónicos en el futuro. En el futuro, la tendencia de desarrollo de la tecnología de fabricación de placas de circuito impreso es desarrollarse en la dirección de alta densidad, alta precisión, pequeña apertura, alambre delgado, paso pequeño, alta confiabilidad, multicapa, transmisión de alta velocidad, peso ligero y forma delgada.

Pasos detallados y precauciones para la producción de PCB.

1. Diseño
Antes de que comience el proceso de fabricación, un operador de CAD debe diseñar/diseñar la PCB basándose en un esquema de circuito de trabajo. Una vez que se completa el proceso de diseño, se proporciona un conjunto de documentos al fabricante de PCB. Los archivos Gerber se incluyen en la documentación, que incluye configuración capa por capa, archivos de obtención de detalles, datos de selección y colocación y anotaciones de texto. Procesar impresiones, proporcionar instrucciones de procesamiento críticas para la fabricación, todas las especificaciones, dimensiones y tolerancias de PCB.

2. Preparación antes de la fabricación.
Una vez que la casa de PCB recibe el paquete de archivos del diseñador, pueden comenzar a crear el plan del proceso de fabricación y el paquete de arte. Las especificaciones de fabricación determinarán el plan al enumerar elementos como el tipo de material, el acabado de la superficie, el enchapado, la variedad de paneles de trabajo, la ruta del proceso y más. Además, se puede crear un conjunto de obras de arte físicas mediante un trazador de película. El diseño incluirá todas las capas de la PCB, así como el diseño de la máscara de soldadura y el marcado de términos.

3. Preparación de materiales
La especificación de PCB requerida por el diseñador determina el tipo de material, el espesor del núcleo y el peso del cobre utilizado para iniciar la preparación del material. Los PCB rígidos de una y dos caras no requieren ningún procesamiento de la capa interna y van directamente al proceso de perforación. Si la PCB es multicapa, se realizará una preparación del material similar, pero en forma de capas internas, que suelen ser mucho más delgadas y pueden acumularse hasta un espesor final predeterminado (apilamiento).
Un tamaño de panel de producción común es 18″x24″, pero se puede utilizar cualquier tamaño siempre que esté dentro de las capacidades de fabricación de PCB.

4. Solo PCB multicapa: procesamiento de capa interna
Después de preparar las dimensiones adecuadas, el tipo de material, el espesor del núcleo y el peso del cobre de la capa interna, se envía a perforar los orificios mecanizados y luego a imprimir. Ambos lados de estas capas están recubiertos con fotoprotector. Alinee los lados usando el diseño de la capa interna y los orificios de las herramientas, luego exponga cada lado a la luz ultravioleta para detallar un negativo óptico de los trazos y características especificados para esa capa. La luz ultravioleta que incide sobre el fotorresistente une el producto químico a la superficie de cobre y el producto químico restante no expuesto se elimina en un baño de revelado.

El siguiente paso es eliminar el cobre expuesto mediante un proceso de grabado. Esto deja rastros de cobre ocultos debajo de la capa fotorresistente. Durante el proceso de grabado, tanto la concentración del agente decapante como el tiempo de exposición son parámetros clave. Luego se quita la capa protectora, dejando rastros y características en la capa interior.

La mayoría de los proveedores de PCB utilizan sistemas de inspección óptica automatizados para inspeccionar capas y punzones de postgrabado para optimizar los orificios de las herramientas de laminación.

5. PCB multicapa únicamente: laminado

Durante el proceso de diseño se establece una pila predeterminada del proceso. El proceso de laminación se lleva a cabo en una sala limpia con una capa interna completa, preimpregnado, lámina de cobre, placas de prensa, pasadores, espaciadores de acero inoxidable y placas de respaldo. Cada pila de prensa puede acomodar de 4 a 6 placas por abertura de prensa, dependiendo del grosor de la PCB terminada. Un ejemplo de una pila de tableros de 4 capas sería: platina, separador de acero, lámina de cobre (cuarta capa), preimpregnado, núcleo de 3-2 capas, preimpregnado, lámina de cobre y repetición. Después de ensamblar de 4 a 6 PCB, asegure una placa superior y colóquela en la prensa de laminación. La prensa sube hasta los contornos y aplica presión hasta que la resina se derrite, momento en el que el preimpregnado fluye, une las capas y la prensa se enfría. Cuando lo saquen y estén listos

6. Perforación
El proceso de perforación se realiza mediante una máquina perforadora de estaciones múltiples controlada por CNC que utiliza un husillo de altas RPM y una broca de carburo diseñada para taladrar PCB. Las vías típicas pueden ser tan pequeñas como 0,006″ a 0,008″ perforadas a velocidades superiores a 100K RPM.

El proceso de perforación crea una pared del orificio limpia y lisa que no dañará las capas internas, pero la perforación proporciona un camino para la interconexión de las capas internas después del enchapado, y el orificio no pasante termina siendo el hogar de los componentes del orificio pasante.
Los agujeros sin chapa normalmente se perforan como operación secundaria.

7. Recubrimiento de cobre
La galvanoplastia se usa ampliamente en la producción de PCB donde se requieren orificios pasantes chapados. El objetivo es depositar una capa de cobre sobre un sustrato conductor mediante una serie de tratamientos químicos y luego mediante métodos de galvanoplastia posteriores para aumentar el espesor de la capa de cobre hasta un espesor de diseño específico, generalmente 1 mil o más.

8. Tratamiento de la capa exterior
El procesamiento de la capa exterior es en realidad el mismo que el proceso descrito anteriormente para la capa interior. Ambos lados de las capas superior e inferior están recubiertos con fotoprotector. Alinee los lados usando el diseño exterior y los orificios para herramientas, luego exponga cada lado a la luz ultravioleta para detallar el patrón óptico negativo de trazos y características. La luz ultravioleta que incide sobre el fotorresistente une el producto químico a la superficie de cobre y el producto químico restante no expuesto se elimina en un baño de revelado. El siguiente paso es eliminar el cobre expuesto mediante un proceso de grabado. Esto deja rastros de cobre ocultos debajo de la capa fotorresistente. Luego se quita la capa protectora, dejando rastros y características en la capa exterior. Los defectos de la capa exterior se pueden encontrar antes de la máscara de soldadura mediante inspección óptica automatizada.

9. Pasta de soldadura
La aplicación de máscara de soldadura es similar a los procesos de capa interna y externa. La principal diferencia es el uso de una máscara fotoimagen en lugar de fotorresistente sobre toda la superficie del panel de producción. Luego use la obra de arte para tomar imágenes en las capas superior e inferior. Después de la exposición, la máscara se retira en el área de la imagen. El propósito es exponer solo el área donde se colocarán y soldarán los componentes. La máscara también limita el acabado superficial de la PCB a las áreas expuestas.

10. Tratamiento superficial

Existen varias opciones para el acabado superficial final. Oro, plata, OSP, soldadura sin plomo, soldadura que contiene plomo, etc. Todos estos son válidos, pero en realidad se reducen a requisitos de diseño. El oro y la plata se aplican mediante galvanoplastia, mientras que las soldaduras sin plomo y que contienen plomo se aplican horizontalmente mediante soldadura de aire caliente.

11. Nomenclatura
La mayoría de los PCB están protegidos por las marcas de su superficie. Estas marcas se utilizan principalmente en el proceso de ensamblaje e incluyen ejemplos como marcas de referencia y marcas de polaridad. Otras marcas pueden ser tan simples como la identificación del número de pieza o códigos de fecha de fabricación.

12. Subjunta
Los PCB se producen en paneles de producción completa que deben sacarse de sus contornos de fabricación. La mayoría de los PCB se configuran en matrices para mejorar la eficiencia del ensamblaje. Puede haber un número infinito de estas matrices. No puedo describir.

La mayoría de las matrices se fresan con perfiles en una fresadora CNC utilizando herramientas de carburo o se marcan con herramientas dentadas recubiertas de diamante. Ambos métodos son válidos y la elección del método suele ser determinada por el equipo de montaje, que suele aprobar el conjunto construido en una fase temprana.

13. Prueba
Los fabricantes de PCB suelen utilizar una sonda voladora o un proceso de prueba de lecho de clavos. Método de prueba determinado por la cantidad de producto y/o el equipo disponible.

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