PCB de placa de circuito impresso de alta qualidade

Capacidade de processo de PCB (montagem de PCB)

Sobre

Os PCB desenvolveram-se de placas de camada única para placas de dupla face, multicamadas e flexíveis, e estão em constante desenvolvimento na direção de alta precisão, alta densidade e alta confiabilidade. Diminuir continuamente o tamanho, reduzir o custo e melhorar o desempenho fará com que a placa de circuito impresso ainda mantenha uma forte vitalidade no desenvolvimento de produtos eletrônicos no futuro. No futuro, a tendência de desenvolvimento da tecnologia de fabricação de placas de circuito impresso é se desenvolver na direção de alta densidade, alta precisão, pequena abertura, fio fino, passo pequeno, alta confiabilidade, multicamadas, transmissão de alta velocidade, peso leve e forma fina.

Etapas detalhadas e precauções de produção de PCB

1. Projeto
Antes de o processo de fabricação começar, o PCB precisa ser projetado/layout por um operador de CAD com base em um esquema de circuito funcional. Assim que o processo de design for concluído, um conjunto de documentos é fornecido ao fabricante da PCB. Os arquivos Gerber estão incluídos na documentação, que inclui configuração camada por camada, arquivos detalhados, dados de seleção e posicionamento e anotações de texto. Processamento de impressões, fornecimento de instruções de processamento críticas para a fabricação, todas as especificações, dimensões e tolerâncias de PCB.

2. Preparação antes da fabricação
Assim que a casa do PCB receber o pacote de arquivos do designer, eles poderão começar a criar o plano do processo de fabricação e o pacote de arte. As especificações de fabricação determinarão o plano listando itens como tipo de material, acabamento superficial, revestimento, conjunto de painéis de trabalho, roteamento de processo e muito mais. Além disso, um conjunto de obras de arte físicas pode ser criado através de um plotter de filme. A arte incluirá todas as camadas do PCB, bem como arte para máscara de solda e marcação de termos.

3. Preparação de materiais
A especificação da PCB exigida pelo projetista determina o tipo de material, a espessura do núcleo e o peso do cobre usado para iniciar a preparação do material. PCBs rígidos de face única e dupla face não requerem nenhum processamento de camada interna e vão diretamente para o processo de perfuração. Se a PCB for multicamadas, será feita uma preparação de material semelhante, mas na forma de camadas internas, que geralmente são muito mais finas e podem ser construídas até uma espessura final pré-determinada (empilhamento).
Um tamanho comum de painel de produção é 18″x24″, mas qualquer tamanho pode ser usado, desde que esteja dentro das capacidades de fabricação de PCB.

4. Somente PCB multicamadas – processamento da camada interna
Depois de preparadas as dimensões adequadas, tipo de material, espessura do núcleo e peso do cobre da camada interna, ela é enviada para fazer os furos usinados e depois imprimir. Ambos os lados dessas camadas são revestidos com fotorresistente. Alinhe os lados usando arte da camada interna e furos de ferramentas e, em seguida, exponha cada lado à luz UV detalhando um negativo óptico dos traços e recursos especificados para essa camada. A luz UV que incide sobre o fotorresiste liga o produto químico à superfície do cobre, e o produto químico restante não exposto é removido em um banho de revelação.

A próxima etapa é remover o cobre exposto por meio de um processo de ataque químico. Isso deixa vestígios de cobre escondidos sob a camada fotorresistente. Durante o processo de ataque químico, tanto a concentração do agente ácido quanto o tempo de exposição são parâmetros-chave. A resistência é então removida, deixando traços e características na camada interna.

A maioria dos fornecedores de PCB usa sistemas de inspeção óptica automatizados para inspecionar camadas e punções pós-gravação para otimizar os furos das ferramentas de laminação.

5. Somente PCB multicamadas – laminado

Uma pilha predeterminada do processo é estabelecida durante o processo de design. O processo de laminação é realizado em ambiente de sala limpa com camada interna completa, pré-impregnado, folha de cobre, placas de prensa, pinos, espaçadores de aço inoxidável e placas de apoio. Cada pilha de prensas pode acomodar de 4 a 6 placas por abertura de prensa, dependendo da espessura da PCB acabada. Um exemplo de empilhamento de placa de 4 camadas seria: placa, separador de aço, folha de cobre (4ª camada), pré-impregnado, núcleo de 3-2 camadas, pré-impregnado, folha de cobre e repetição. Depois de 4 a 6 PCBs serem montados, fixe uma placa superior e coloque-a na prensa de laminação. A prensa sobe até os contornos e aplica pressão até que a resina derreta, momento em que o pré-impregnado flui, unindo as camadas, e a prensa esfria. Quando retirado e pronto

6. Perfuração
O processo de perfuração é realizado por uma furadeira multiestação controlada por CNC que usa um fuso de alta RPM e uma broca de metal duro projetada para perfuração de PCB. As vias típicas podem ser tão pequenas quanto 0,006″ a 0,008″ perfuradas em velocidades acima de 100K RPM.

O processo de perfuração cria uma parede de furo limpa e lisa que não danifica as camadas internas, mas a perfuração fornece um caminho para a interconexão das camadas internas após o revestimento, e o furo não passante acaba abrigando os componentes do furo passante.
Furos não revestidos são geralmente perfurados como uma operação secundária.

7. Chapeamento de cobre
A galvanoplastia é amplamente utilizada na produção de PCB, onde são necessários furos passantes revestidos. O objetivo é depositar uma camada de cobre em um substrato condutor por meio de uma série de tratamentos químicos e, em seguida, por meio de métodos de galvanoplastia subsequentes para aumentar a espessura da camada de cobre até uma espessura de projeto específica, normalmente 1 mil ou mais.

8. Tratamento da camada externa
O processamento da camada externa é na verdade igual ao processo descrito anteriormente para a camada interna. Ambos os lados das camadas superior e inferior são revestidos com fotorresistente. Alinhe os lados usando arte externa e furos de ferramentas e, em seguida, exponha cada lado à luz UV para detalhar o padrão óptico negativo de traços e recursos. A luz UV que incide sobre o fotorresiste liga o produto químico à superfície do cobre, e o produto químico restante não exposto é removido em um banho de revelação. A próxima etapa é remover o cobre exposto por meio de um processo de ataque químico. Isso deixa vestígios de cobre escondidos sob a camada fotorresistente. A resistência é então removida, deixando traços e características na camada externa. Os defeitos da camada externa podem ser encontrados antes da máscara de solda usando inspeção óptica automatizada.

9. Pasta de solda
A aplicação da máscara de solda é semelhante aos processos de camada interna e externa. A principal diferença é a utilização de uma máscara fotoimageável em vez de fotorresistente em toda a superfície do painel de produção. Em seguida, use a arte para tirar imagens nas camadas superior e inferior. Após a exposição, a máscara é retirada na área fotografada. O objetivo é expor apenas a área onde os componentes serão colocados e soldados. A máscara também limita o acabamento superficial do PCB às áreas expostas.

10. Tratamento de superfície

Existem diversas opções para o acabamento superficial final. Ouro, prata, OSP, solda sem chumbo, solda contendo chumbo, etc. Tudo isso é válido, mas na verdade se resume aos requisitos de design. Ouro e prata são aplicados por galvanoplastia, enquanto as soldas sem chumbo e contendo chumbo são aplicadas horizontalmente por solda de ar quente.

11. Nomenclatura
A maioria dos PCBs são blindados nas marcações em sua superfície. Essas marcações são usadas principalmente no processo de montagem e incluem exemplos como marcações de referência e marcações de polaridade. Outras marcações podem ser tão simples quanto a identificação do número da peça ou códigos de data de fabricação.

12. Sub-quadro
Os PCBs são produzidos em painéis de produção completa que precisam ser retirados de seus contornos de fabricação. A maioria dos PCBs são configurados em matrizes para melhorar a eficiência da montagem. Pode haver um número infinito dessas matrizes. Não consigo descrever.

A maioria das matrizes são fresadas em perfil em uma fresadora CNC usando ferramentas de metal duro ou marcadas usando ferramentas serrilhadas com revestimento de diamante. Ambos os métodos são válidos, e a escolha do método geralmente é determinada pela equipe de montagem, que geralmente aprova o array construído em um estágio inicial.

13. Teste
Os fabricantes de PCB normalmente usam uma sonda voadora ou um processo de teste de leito de pregos. Método de teste determinado pela quantidade de produto e/ou equipamento disponível

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