Circuito stampato PCB di alta qualità

Capacità di processo PCB (assemblaggio PCB).

Di

I PCB si sono evoluti da schede a strato singolo a schede a doppia faccia, multistrato e flessibili e sono in costante sviluppo nella direzione di alta precisione, alta densità e alta affidabilità.Riducendo continuamente le dimensioni, riducendo i costi e migliorando le prestazioni, il circuito stampato manterrà ancora una forte vitalità nello sviluppo di prodotti elettronici in futuro.In futuro, la tendenza allo sviluppo della tecnologia di produzione di circuiti stampati è quella di svilupparsi nella direzione di alta densità, alta precisione, piccola apertura, filo sottile, passo piccolo, alta affidabilità, trasmissione multistrato, ad alta velocità, peso leggero e forma sottile.

Passaggi dettagliati e precauzioni per la produzione di PCB

1. Progettazione
Prima dell'inizio del processo di produzione, il PCB deve essere progettato/layout da un operatore CAD sulla base di uno schema di circuito funzionante.Una volta completato il processo di progettazione, viene fornita una serie di documenti al produttore del PCB.I file Gerber sono inclusi nella documentazione, che include configurazione strato per strato, file drill-through, dati pick and place e annotazioni di testo.Elaborazione di stampe, fornitura di istruzioni di elaborazione fondamentali per la produzione, tutte le specifiche PCB, dimensioni e tolleranze.

2. Preparazione prima della produzione
Una volta che la casa PCB riceve il pacchetto di file del progettista, può iniziare a creare il piano del processo di produzione e il pacchetto grafico.Le specifiche di produzione determineranno il piano elencando cose come il tipo di materiale, la finitura superficiale, la placcatura, la gamma di pannelli di lavoro, il percorso del processo e altro ancora.Inoltre, è possibile creare una serie di opere d'arte fisiche tramite un plotter cinematografico.La grafica includerà tutti gli strati del PCB, nonché la grafica per la maschera di saldatura e la marcatura dei termini.

3. Preparazione del materiale
Le specifiche PCB richieste dal progettista determinano il tipo di materiale, lo spessore del nucleo e il peso del rame utilizzati per iniziare la preparazione del materiale.I PCB rigidi su un solo lato e su entrambi i lati non richiedono alcuna lavorazione dello strato interno e vanno direttamente al processo di perforazione.Se il PCB è multistrato, verrà eseguita una preparazione del materiale simile, ma sotto forma di strati interni, che di solito sono molto più sottili e possono essere costruiti fino a uno spessore finale predeterminato (stackup).
Una dimensione comune del pannello di produzione è 18″x24″, ma è possibile utilizzare qualsiasi dimensione purché rientri nelle capacità di produzione di PCB.

4. Solo PCB multistrato – elaborazione dello strato interno
Dopo aver preparato le dimensioni adeguate, il tipo di materiale, lo spessore dell'anima e il peso del rame dello strato interno, viene inviato per praticare i fori lavorati e quindi stampare.Entrambi i lati di questi strati sono rivestiti con fotoresist.Allinea i lati utilizzando la grafica del livello interno e i fori degli strumenti, quindi esponi ciascun lato alla luce UV descrivendo in dettaglio un negativo ottico delle tracce e delle caratteristiche specificate per quel livello.La luce UV che cade sul fotoresist lega la sostanza chimica alla superficie di rame e la sostanza chimica non esposta rimanente viene rimossa in un bagno di sviluppo.

Il passo successivo è quello di rimuovere il rame esposto attraverso un processo di incisione.Questo lascia tracce di rame nascoste sotto lo strato di fotoresist.Durante il processo di mordenzatura, sia la concentrazione del mordenzante che il tempo di esposizione sono parametri chiave.Il resist viene quindi rimosso, lasciando tracce e caratteristiche sullo strato interno.

La maggior parte dei fornitori di PCB utilizza sistemi di ispezione ottica automatizzati per ispezionare strati e punzoni post-incisione per ottimizzare i fori degli strumenti di laminazione.

5. Solo PCB multistrato – Laminato

Durante il processo di progettazione viene stabilito uno stack predeterminato del processo.Il processo di laminazione viene eseguito in una camera bianca con uno strato interno completo, prepreg, lamina di rame, piastre di pressatura, perni, distanziatori in acciaio inossidabile e piastre di supporto.Ogni pila di presse può contenere da 4 a 6 schede per apertura di pressa, a seconda dello spessore del PCB finito.Un esempio di impilamento di schede a 4 strati potrebbe essere: platina, separatore in acciaio, lamina di rame (4° strato), prepreg, core 3-2 strati, prepreg, lamina di rame e ripetizione.Dopo aver assemblato da 4 a 6 PCB, fissare una piastra superiore e posizionarla nella pressa di laminazione.La pressa si avvicina ai contorni e applica pressione fino a quando la resina si scioglie, a quel punto il prepreg scorre, unendo gli strati insieme e la pressa si raffredda.Quando tolto e pronto

6. Foratura
Il processo di foratura viene eseguito da una foratrice multistazione controllata da CNC che utilizza un mandrino ad alto numero di giri e una punta in metallo duro progettata per la foratura di PCB.I vias tipici possono essere piccoli da 0,006 "a 0,008" perforati a velocità superiori a 100 K RPM.

Il processo di perforazione crea una parete del foro pulita e liscia che non danneggerà gli strati interni, ma la perforazione fornisce un percorso per l'interconnessione degli strati interni dopo la placcatura e il foro non passante finisce per ospitare i componenti del foro passante.
I fori non placcati vengono solitamente praticati come operazione secondaria.

7. Placcatura in rame
La galvanica è ampiamente utilizzata nella produzione di PCB dove sono richiesti fori passanti placcati.L'obiettivo è depositare uno strato di rame su un substrato conduttivo attraverso una serie di trattamenti chimici, quindi attraverso successivi metodi di galvanica per aumentare lo spessore dello strato di rame fino a uno spessore di progetto specifico, tipicamente 1 mil o più.

8. Trattamento dello strato esterno
La lavorazione dello strato esterno è in realtà la stessa del processo precedentemente descritto per lo strato interno.Entrambi i lati degli strati superiore e inferiore sono rivestiti con fotoresist.Allinea i lati utilizzando la grafica esterna e i fori degli strumenti, quindi esponi ciascun lato alla luce UV per dettagliare il modello ottico negativo di tracce e caratteristiche.La luce UV che cade sul fotoresist lega la sostanza chimica alla superficie di rame e la sostanza chimica non esposta rimanente viene rimossa in un bagno di sviluppo.Il passo successivo è quello di rimuovere il rame esposto attraverso un processo di incisione.Questo lascia tracce di rame nascoste sotto lo strato di fotoresist.Il resist viene quindi rimosso, lasciando tracce e caratteristiche sullo strato esterno.I difetti dello strato esterno possono essere rilevati prima della maschera di saldatura utilizzando l'ispezione ottica automatizzata.

9. Pasta saldante
L'applicazione della maschera di saldatura è simile ai processi di strato interno ed esterno.La differenza principale è l'uso di una maschera fotoimmaginabile invece del fotoresist sull'intera superficie del pannello di produzione.Quindi usa la grafica per scattare immagini sui livelli superiore e inferiore.Dopo l'esposizione, la maschera viene staccata nell'area dell'immagine.Lo scopo è quello di esporre solo l'area in cui i componenti verranno posizionati e saldati.La maschera limita anche la finitura superficiale del PCB alle aree esposte.

10. Trattamento superficiale

Esistono diverse opzioni per la finitura superficiale finale.Oro, argento, OSP, saldatura senza piombo, saldatura contenente piombo, ecc. Tutti questi sono validi, ma in realtà si riducono ai requisiti di progettazione.L'oro e l'argento vengono applicati mediante galvanica, mentre le saldature senza piombo e contenenti piombo vengono applicate orizzontalmente mediante saldatura ad aria calda.

11. Nomenclatura
La maggior parte dei PCB sono schermati sui contrassegni sulla loro superficie.Questi contrassegni sono utilizzati principalmente nel processo di assemblaggio e includono esempi come contrassegni di riferimento e contrassegni di polarità.Altre marcature possono essere semplici come l'identificazione del numero di parte o i codici della data di produzione.

12. Sottoscheda
I PCB sono prodotti in pannelli di produzione completa che devono essere spostati fuori dai loro contorni di produzione.La maggior parte dei PCB è configurata in array per migliorare l'efficienza dell'assemblaggio.Ci può essere un numero infinito di questi array.Non posso descrivere.

La maggior parte degli array viene profilata su una fresatrice CNC utilizzando utensili in metallo duro o incisa utilizzando utensili seghettati con rivestimento diamantato.Entrambi i metodi sono validi e la scelta del metodo è generalmente determinata dal team di assemblaggio, che di solito approva l'array costruito in una fase iniziale.

13. Prova
I produttori di PCB in genere utilizzano una sonda volante o un processo di test a letto di chiodi.Metodo di prova determinato dalla quantità di prodotto e/o dalle attrezzature disponibili

Soluzione completa

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