Circuit imprimé PCB de haute qualité

Capacité du processus PCB (assemblage de PCB)

À propos

Les PCB sont passés de cartes simple couche à double face, multicouches et flexibles, et évoluent constamment dans le sens d'une haute précision, d'une haute densité et d'une haute fiabilité. La réduction continue de la taille, la réduction des coûts et l'amélioration des performances permettront aux cartes de circuits imprimés de conserver une forte vitalité dans le développement de produits électroniques à l'avenir. À l'avenir, la tendance de développement de la technologie de fabrication de cartes de circuits imprimés est de se développer dans le sens d'une haute densité, d'une haute précision, d'une petite ouverture, d'un fil fin, d'un petit pas, d'une haute fiabilité, d'une transmission multicouche et à grande vitesse, d'un poids léger et forme fine.

Étapes détaillées et précautions de la production de PCB

1. Conception
Avant le début du processus de fabrication, le PCB doit être conçu/implanté par un opérateur de CAO sur la base d'un schéma de circuit fonctionnel. Une fois le processus de conception terminé, un ensemble de documents est fourni au fabricant de PCB. Les fichiers Gerber sont inclus dans la documentation, qui comprend la configuration couche par couche, les fichiers d'extraction, les données de sélection et de placement et les annotations de texte. Traitement des impressions, fournissant des instructions de traitement essentielles à la fabrication, toutes les spécifications, dimensions et tolérances des PCB.

2. Préparation avant fabrication
Une fois que l'entreprise de PCB reçoit le dossier du concepteur, elle peut commencer à créer le plan du processus de fabrication et le dossier des illustrations. Les spécifications de fabrication détermineront le plan en répertoriant des éléments tels que le type de matériau, la finition de surface, le placage, la gamme de panneaux de travail, le routage du processus, etc. De plus, un ensemble d’œuvres d’art physiques peut être créé grâce à un traceur de film. Les illustrations incluront toutes les couches du PCB ainsi que les illustrations pour le masque de soudure et le marquage des termes.

3. Préparation du matériel
Les spécifications du PCB requises par le concepteur déterminent le type de matériau, l'épaisseur du noyau et le poids du cuivre utilisé pour démarrer la préparation du matériau. Les PCB rigides simple face et double face ne nécessitent aucun traitement de couche interne et passent directement au processus de perçage. Si le PCB est multicouche, une préparation de matériau similaire sera effectuée, mais sous la forme de couches internes, qui sont généralement beaucoup plus fines et peuvent être accumulées jusqu'à une épaisseur finale prédéterminée (empilement).
Une taille courante de panneau de production est de 18″x24″, mais n’importe quelle taille peut être utilisée tant qu’elle respecte les capacités de fabrication de PCB.

4. PCB multicouche uniquement – ​​traitement de la couche interne
Une fois que les dimensions appropriées, le type de matériau, l'épaisseur du noyau et le poids du cuivre de la couche interne sont préparés, celle-ci est envoyée pour percer les trous usinés, puis imprimée. Les deux faces de ces couches sont recouvertes de résine photosensible. Alignez les côtés à l'aide des illustrations de la couche interne et des trous d'outils, puis exposez chaque côté à la lumière UV détaillant un négatif optique des traces et des caractéristiques spécifiées pour cette couche. La lumière UV tombant sur la résine photosensible lie le produit chimique à la surface du cuivre et le produit chimique non exposé restant est éliminé dans un bain de développement.

L'étape suivante consiste à retirer le cuivre exposé grâce à un processus de gravure. Cela laisse des traces de cuivre cachées sous la couche de résine photosensible. Pendant le processus de gravure, la concentration de l’agent de gravure et le temps d’exposition sont des paramètres clés. La réserve est ensuite décapée, laissant des traces et des détails sur la couche interne.

La plupart des fournisseurs de PCB utilisent des systèmes d'inspection optique automatisés pour inspecter les couches et les poinçons post-gravure afin d'optimiser les trous des outils de stratification.

5. PCB multicouche uniquement – ​​Stratifié

Une pile prédéterminée du processus est établie pendant le processus de conception. Le processus de stratification est effectué dans un environnement de salle blanche avec une couche intérieure complète, un préimprégné, une feuille de cuivre, des plaques de presse, des broches, des entretoises en acier inoxydable et des plaques de support. Chaque pile de presse peut accueillir 4 à 6 cartes par ouverture de presse, en fonction de l'épaisseur du PCB fini. Un exemple d'empilement de panneaux à 4 couches serait : un plateau, un séparateur en acier, une feuille de cuivre (4ème couche), un préimprégné, un noyau 3-2 couches, un préimprégné, une feuille de cuivre et une répétition. Une fois 4 à 6 PCB assemblés, fixez un plateau supérieur et placez-le dans la presse à plastifier. La presse avance jusqu'aux contours et applique une pression jusqu'à ce que la résine fonde, moment auquel le préimprégné s'écoule, liant les couches ensemble, et la presse refroidit. Une fois sorti et prêt

6. Forage
Le processus de perçage est effectué par une perceuse multistation contrôlée par CNC qui utilise une broche à haut régime et un foret en carbure conçu pour le perçage des PCB. Les vias typiques peuvent être aussi petits que 0,006″ à 0,008″ percés à des vitesses supérieures à 100 000 tr/min.

Le processus de perçage crée une paroi de trou propre et lisse qui n'endommagera pas les couches internes, mais le perçage fournit une voie d'interconnexion des couches internes après le placage, et le trou non traversant finit par abriter des composants traversants.
Les trous non plaqués sont généralement percés comme opération secondaire.

7. Cuivrage
La galvanoplastie est largement utilisée dans la production de PCB où des trous traversants plaqués sont nécessaires. L'objectif est de déposer une couche de cuivre sur un substrat conducteur par une série de traitements chimiques, puis par des méthodes de galvanoplastie ultérieures pour augmenter l'épaisseur de la couche de cuivre jusqu'à une épaisseur de conception spécifique, généralement 1 mil ou plus.

8. Traitement de la couche externe
Le traitement de la couche externe est en réalité le même que le processus décrit précédemment pour la couche interne. Les deux côtés des couches supérieure et inférieure sont recouverts de résine photosensible. Alignez les côtés à l'aide des illustrations extérieures et des trous d'outils, puis exposez chaque côté à la lumière UV pour détailler le motif optique négatif des traces et des caractéristiques. La lumière UV tombant sur la résine photosensible lie le produit chimique à la surface du cuivre et le produit chimique non exposé restant est éliminé dans un bain de développement. L'étape suivante consiste à retirer le cuivre exposé grâce à un processus de gravure. Cela laisse des traces de cuivre cachées sous la couche de résine photosensible. La réserve est ensuite décapée, laissant des traces et des détails sur la couche externe. Les défauts de la couche externe peuvent être détectés avant le masque de soudure grâce à une inspection optique automatisée.

9. Pâte à souder
L'application du masque de soudure est similaire aux processus de couche interne et externe. La principale différence réside dans l'utilisation d'un masque photoimageable au lieu d'une résine photosensible sur toute la surface du panneau de production. Utilisez ensuite l’illustration pour prendre des images sur les calques supérieur et inférieur. Après exposition, le masque est décollé dans la zone imagée. Le but est d'exposer uniquement la zone où les composants seront placés et soudés. Le masque limite également la finition de surface du PCB aux zones exposées.

10. Traitement de surface

Il existe plusieurs options pour la finition de surface finale. Or, argent, OSP, soudure sans plomb, soudure contenant du plomb, etc. Tous ces éléments sont valables, mais se résument en réalité à des exigences de conception. L'or et l'argent sont appliqués par galvanoplastie, tandis que les soudures sans plomb et contenant du plomb sont appliquées horizontalement par soudure à l'air chaud.

11. Nomenclature
La plupart des PCB sont protégés par les marquages ​​situés à leur surface. Ces marquages ​​sont principalement utilisés dans le processus d'assemblage et incluent des exemples tels que des marquages ​​de référence et des marquages ​​de polarité. D'autres marquages ​​peuvent être aussi simples que l'identification d'un numéro de pièce ou des codes de date de fabrication.

12. Sous-tableau
Les PCB sont produits dans des panneaux de production complets qui doivent être retirés de leurs contours de fabrication. La plupart des PCB sont disposés en matrices pour améliorer l'efficacité de l'assemblage. Il peut y avoir un nombre infini de ces tableaux. Je ne peux pas décrire.

La plupart des matrices sont soit profilées sur une fraiseuse CNC à l'aide d'outils en carbure, soit marquées à l'aide d'outils dentés diamantés. Les deux méthodes sont valables et le choix de la méthode est généralement déterminé par l’équipe d’assemblage, qui approuve généralement le réseau construit à un stade précoce.

13. Testez
Les fabricants de PCB utilisent généralement une sonde volante ou un processus de test sur lit de clous. Méthode d'essai déterminée par la quantité de produit et/ou l'équipement disponible

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