Nell'attuale era di boom della tecnologia di sicurezza digitale, dalle reti di monitoraggio ad alta-definizione sulle strade urbane ai sistemi di controllo degli accessi e di allarme negli edifici intelligenti, il funzionamento stabile di varie apparecchiature di sicurezza si basa sul supporto dicircuiti stampati. Essendo il "centro nevralgico" delle apparecchiature di sicurezza, il processo di produzione dei circuiti stampati integra lavorazione artigianale di precisione e rigoroso controllo di qualità per garantirne il funzionamento stabile a lungo-termine in ambienti complessi, ponendo una solida base hardware per i sistemi di sicurezza.
1, selezione del materiale: le prestazioni prima di tutto
(1) Selezione dell'adattabilità del materiale del substrato
Le prestazioni del materiale del substrato determinano direttamente la qualità di base del PCB. Il pannello in tessuto di vetro con resina epossidica FR-4 è diventato la scelta preferita per le apparecchiature di sicurezza convenzionali grazie al suo eccellente rapporto costo-efficacia. La sua temperatura di transizione vetrosa è solitamente compresa tra 130 gradi e 150 gradi e può mantenere prestazioni di isolamento elettrico e resistenza meccanica stabili nell'intervallo di temperatura ambiente compreso tra -40 gradi e 85 gradi, soddisfacendo le esigenze di telecamere per interni ed esterni, normali controller di controllo degli accessi e altre apparecchiature.
In ambienti estremi, i substrati ceramici presentano vantaggi unici. Prendendo come esempio il substrato ceramico di allumina, la sua conduttività termica può raggiungere 20-30 W/(m · K), ovvero decine di volte quella del materiale FR-4. Può dissipare rapidamente il calore generato dai chip ad alta potenza ed è adatto per l'uso in ambienti ad alta temperatura delle stazioni base di monitoraggio sul campo. Allo stesso tempo, la sua costante dielettrica è pari a 9-10, con conseguente perdita minima di segnale nella banda di frequenza 5G, garantendo efficacemente la stabilità della trasmissione dei dati e assicurando una trasmissione regolare del segnale per le apparecchiature di sicurezza in aree remote.
(2) Corrispondenza accurata dei materiali conduttivi
La lamina di rame, in quanto nucleo conduttivo del PCB, deve avere parametri prestazionali altamente compatibili con i requisiti del circuito. I circuiti convenzionali utilizzano spesso un foglio di rame elettrolitico con uno spessore di 18 μ m-35 μ m e la sua rugosità superficiale Ra è controllata a 0,3-0,5 μ m, il che può ridurre efficacemente la perdita di trasmissione del segnale ad alta frequenza. Nel modulo di potenza del sistema di sicurezza, per trasportare correnti elevate, viene selezionata una lamina di rame con uno spessore di 70 μm o addirittura 105 μm, combinata con un design del cablaggio di grandi dimensioni, per controllare la resistenza di linea a un livello estremamente basso e garantire un'efficiente trasmissione di potenza.
Inoltre, con lo sviluppo della tecnologia, i fogli di rame ricotto a basso profilo vengono gradualmente applicati alle linee di segnale ad alta-velocità. Il suo speciale trattamento superficiale aumenta del 30% la forza di adesione tra il foglio di rame e lo strato isolante, riducendo al tempo stesso la riflessione del segnale e soddisfacendo i severi requisiti di integrità del segnale nella trasmissione video ad alta-definizione nelle apparecchiature di sicurezza.
2, Processo di produzione principale: uguale enfasi su precisione ed efficienza
(1) Trasferimento grafico: riproduzione precisa dal disegno all'entità
Il trasferimento grafico è un passaggio cruciale nella trasformazione della progettazione dei circuiti in circuiti fisici. La macchina per la verniciatura della luce utilizza un raggio laser per incidere modelli di circuiti con una precisione di ± 5 μm su un substrato di pellicola, quindi la macchina di esposizione utilizza la luce ultravioletta per trasferire i modelli su un laminato rivestito di rame rivestito con fotoresist. Per ottenere circuiti più fini, è stata ampiamente applicata la tecnologia LDI avanzata, con una larghezza minima della linea e una spaziatura di 2mil/2mil, in grado di soddisfare i requisiti di cablaggio dei chip integrati ad alta-densità nelle apparecchiature di sicurezza.
(2) Acquaforte: l'intaglio della precisione del circuito
Il processo di incisione determina la forma finale del circuito. La soluzione di attacco con cloruro ferrico acido è comunemente utilizzata per la lavorazione di circuiti fini e la sua velocità di attacco può essere controllata con precisione a 15-20 μ m/min. Attraverso l'attrezzatura per l'incisione a spruzzo, l'errore di uniformità dell'incisione può essere controllato entro ± 5%. Per evitare che la corrosione laterale influenzi la precisione del circuito, la tecnologia moderna adotta la tecnologia di incisione segmentata, che prima rimuove rapidamente ampie aree di lamina di rame, quindi riduce la concentrazione della soluzione di incisione per un'incisione fine per garantire che i bordi del circuito siano puliti.
(3) Laminazione della scheda multistrato: costruzione stabile di circuiti tridimensionali
La laminazione di circuiti stampati multi-strato richiede un controllo preciso di temperatura, pressione e tempo. Ad una temperatura elevata di 180 gradi e una pressione di 10-15 MPa, la resina epossidica nel foglio semi-indurito (foglio in PP) si scioglie e riempie gli spazi tra gli strati. Dopo 60{9}}90 minuti di polimerizzazione si forma una forte connessione tra gli strati. Per garantire la precisione dell'allineamento dell'interstrato, vengono utilizzati perni di posizionamento ad alta precisione e tecnologia di perforazione laser per controllare l'offset dell'interstrato entro ± 25 μ m, soddisfacendo i requisiti di trasmissione del segnale ad alta velocità per la coerenza dell'interstrato.
(4) Trattamento superficiale: miglioramento delle prestazioni e dell'affidabilità
Processo di spruzzatura dello stagno: utilizzando la tecnologia di livellamento ad aria calda, sulla superficie del circuito stampato si forma uno strato uniforme di lega di stagno e piombo, con uno spessore di circa 1-3 μm e una buona saldabilità. È adatto per apparecchiature di sicurezza di livello consumer sensibili ai costi, come le telecamere di sorveglianza domestica.
Processo di deposizione dell'oro: utilizzo della deposizione chimica per formare uno strato di nichel da 0,05-0,1 μm e uno strato d'oro da 0,02-0,05 μm sulla superficie del rame, che può prevenire efficacemente l'ossidazione del rame, con una resistenza di contatto fino a 10 m Ω o inferiore. È comunemente utilizzato nelle interfacce di comunicazione di apparecchiature di sicurezza di fascia alta per garantire una trasmissione stabile del segnale.
Processo OSP: una pellicola protettiva organica di 0,2-0,5 μ m si forma sulla superficie del rame tramite metodi chimici, il che è a basso-costo e non influisce sulla precisione del circuito. È adatto alla saldatura automatizzata e ampiamente utilizzato nella produzione su larga scala di apparecchiature di sicurezza.
3, controllo di qualità: la chiave per garantire le prestazioni
(1) Controllo dell'aspetto e delle dimensioni
Il rilevatore ottico automatico AOI è in grado di rilevare difetti di linea fino a 50 μm attraverso la tecnologia di imaging multispettrale, con un tasso di precisione superiore al 99% per l'identificazione di cortocircuiti, circuiti aperti, intagli e altri problemi. Il rilevatore di raggi X AXIX-utilizza il principio dell'imaging a penetrazione per visualizzare chiaramente la struttura interna dei giunti di saldatura BGA, rilevare indicatori di qualità della saldatura come il tasso di vuoti e garantire l'affidabilità della saldatura dei componenti chiave.
(2) Test delle prestazioni elettriche
Il tester ad ago volante può eseguire test di conduttività su ciascun nodo della rete con una precisione di test di 0,1 Ω e può individuare rapidamente problemi di interruzione del circuito. Per le linee di segnale ad alta-velocità, viene utilizzato un analizzatore di rete per il test di impedenza per garantire che la deviazione tra l'impedenza caratteristica e il valore di progetto sia controllata entro ± 5%, garantendo l'integrità della trasmissione del segnale.
(3) Verifica dell'affidabilità
Attraverso test rigorosi come l'invecchiamento alle alte temperature, i cicli ad alta e bassa temperatura e i test sul calore umido, simula l'ambiente difficile delle apparecchiature di sicurezza nell'uso reale per garantire prestazioni stabili e affidabili dei circuiti stampati durante il funzionamento a lungo-termine.