Nei moderni dispositivi elettronici, che si tratti di un minuscolo smartwatch o di un complesso supercomputer,pcbtrasporta i collegamenti elettrici dei componenti elettronici ed è la chiave per realizzare le funzioni dei prodotti elettronici. Il suo processo produttivo è complesso e preciso e prevede numerose fasi di processo, ognuna delle quali svolge un ruolo decisivo nella prestazione e nella qualità del prodotto finale.
Selezione e taglio dei materiali: costruire una solida base per la produzione di PCB
Materie prime accuratamente selezionate
Seleziona i laminati rivestiti in rame- adatti in base ai requisiti di progettazione. Il laminato rivestito in rame è composto da un foglio di rame e un substrato isolante. I substrati isolanti comuni includono resina epossidica in fibra di vetro, poliimmide, ecc. Substrati diversi hanno proprietà elettriche, meccaniche e termiche diverse. FR-4 è adatto per la maggior parte dei prodotti elettronici comuni, mentre PI offre prestazioni migliori in scenari applicativi speciali come alta temperatura e alta frequenza. Allo stesso tempo, è necessario determinare lo spessore del foglio di rame per i laminati rivestiti in rame, che comunemente includono spessori di 18 μm, 35 μm, 70 μm, ecc., in base a fattori quali la capacità di carico di corrente e i requisiti di trasmissione del segnale del circuito.
Operazione di taglio accurata
Utilizza attrezzature da taglio, come macchine da taglio CNC, per tagliare laminati rivestiti in rame-di grandi dimensioni-in piccoli pezzi adatti alla successiva produzione e lavorazione. Durante il taglio, la precisione dimensionale è strettamente necessaria e l'errore viene solitamente controllato entro un intervallo molto piccolo, ad esempio ± 0,1 mm, per soddisfare i requisiti di progettazione. Allo stesso tempo, prestare attenzione alla planarità del taglio per evitare bave o irregolarità sui bordi della tavola, in modo da non influenzare le successive lavorazioni.
Intaglio dello strato interno: costruzione di circuiti core per PCB
Preelaborazione del trasferimento grafico interno
Dopo il taglio, la superficie del pannello rivestito in rame- deve essere prima pulita e irruvidita. La pulizia ha lo scopo di rimuovere impurità come olio e polvere dalla superficie della tavola e può essere ottenuta combinando detergenti chimici con il lavaggio fisico. Il trattamento di irruvidimento utilizza metodi come l'incisione chimica o la molatura meccanica per irruvidire la superficie del pannello e migliorare l'adesione tra la pellicola secca e la superficie del pannello durante la successiva laminazione. Successivamente viene effettuato un trattamento di microetching per rimuovere ulteriormente lo strato di ossido superficiale e attivare la superficie del rame. La quantità di microincisione è generalmente controllata a circa 1-2 μm.
Pressatura della pellicola e sviluppo dell'esposizione
Applica la pellicola asciutta sulla superficie del laminato rivestito in rame-trattato mediante pressatura a caldo. I parametri di temperatura, pressione e velocità del processo di laminazione devono essere regolati in base alle caratteristiche del film secco e alle condizioni del foglio. Generalmente, la temperatura di laminazione è compresa tra 100-120 gradi C, la pressione è di circa 3-5 kg/cm² e la velocità è di circa 1-2 m/min. Successivamente, posiziona il pannello laminato rivestito di rame sotto la macchina di esposizione ed esponi la pellicola asciutta alla luce ultravioletta secondo lo schema circuitale dello strato interno nel file Gerber. L'energia di esposizione deve essere controllata con precisione. Se è troppo alto, la pellicola secca risulterà sovraesposta e la grafica risulterà deformata. Se è troppo basso, l'esposizione della pellicola secca sarà insufficiente e la grafica risulterà sfocata. L'energia di esposizione viene solitamente regolata tra 80-150 mJ/cm² a seconda del tipo e dello spessore della pellicola secca. Successivamente, la pellicola secca non esposta è stata sciolta e rimossa utilizzando uno sviluppatore e il modello della pellicola secca esposta è stato mantenuto, raggiungendo l'obiettivo di trasferire il modello del circuito dello strato interno dal file Gerber al laminato rivestito di rame. La concentrazione, la temperatura e il tempo di sviluppo dello sviluppatore devono essere rigorosamente controllati. Ad esempio, la concentrazione dello sviluppatore è generalmente intorno all'1% -3%, la temperatura è compresa tra 30 e 35 gradi C e il tempo di sviluppo è di circa 60-90 secondi.
Incisione e rilevamento dello strato interno
Metti il laminato rivestito di rame- sviluppato in una soluzione di incisione, che corroderà la lamina di rame non protetta dalla pellicola secca, formando così un circuito dello strato interno. Le soluzioni di attacco acido, come la soluzione di attacco del cloruro di rame, vengono spesso utilizzate come soluzioni di attacco. Durante il processo di attacco è necessario controllare parametri quali concentrazione, temperatura e velocità di attacco della soluzione di attacco. La concentrazione della soluzione di incisione è generalmente intorno a 1-2mol/L, la temperatura è compresa tra 40 e 50 gradi C e la velocità di incisione varia da 1 a 3 μ m/min a seconda della densità della linea e dell'attrezzatura di incisione. Dopo l'incisione, pulire la scheda rivestita in rame incisa per rimuovere la soluzione di incisione residua e gli ioni rame. Infine, utilizzare apparecchiature di ispezione ottica automatica per condurre ispezioni sul circuito interno. Le apparecchiature AOI utilizzano la tecnologia di imaging ottico e di analisi delle immagini per verificare la presenza di difetti quali circuiti aperti, cortocircuiti e larghezze di linea incoerenti nel circuito. Una volta che la differenza supera la soglia impostata, verrà contrassegnata come punto difettoso.
Processo di compressione: creazione di una struttura PCB multi-strato
La doratura aumenta la forza legante
Eseguire un trattamento di doratura sul circuito stampato interno per generare una pellicola di doratura uniforme, ruvida e chimicamente attiva sulla superficie del rame. Durante il processo di doratura, la soluzione di doratura subisce una reazione chimica con la superficie del rame e lo spessore della pellicola di doratura è generalmente intorno a 0,5-1,5 μm. La pellicola imbrunita può migliorare l'adesione tra il circuito dello strato interno e il foglio semi-indurito, prevenendo efficacemente il verificarsi della delaminazione.
Impilamento preciso e compressione ad alta temperatura e alta pressione
In base agli strati di progettazione, i circuiti stampati dello strato interno e i fogli semistagionati che hanno subito il trattamento di doratura vengono impilati in un ordine specifico. Durante la laminazione, è necessario garantire il posizionamento accurato di ogni strato e controllare l'errore entro un intervallo molto piccolo, ad esempio ± 0,05 mm. Durante il processo di laminazione, il foglio semi-indurito unirà insieme i circuiti di ciascuno strato e riempirà gli spazi tra gli strati. Successivamente, inserisci i pannelli multistrato impilati-nella laminatrice per la laminazione. La macchina di laminazione scioglie e fa scorrere il foglio semisolido ad alta temperatura e alta pressione, legando saldamente gli strati dei circuiti stampati per formare una struttura multistrato. Parametri quali temperatura, pressione e tempo di pressatura durante il processo di pressatura devono essere regolati con precisione in base a fattori quali il tipo di pannello, il numero di strati e le caratteristiche della lastra semistagionata. Il tempo di pressatura è generalmente di circa 60-120 minuti.
La post-elaborazione migliora la qualità
Dopo la laminazione, il pannello multi-strato deve essere sottoposto a post-elaborazione per rimuovere i materiali in eccesso, come la colla in eccesso, dai bordi del pannello e per lucidare e smussare i bordi del pannello per migliorare la qualità dell'aspetto e le proprietà meccaniche del pannello multi-strato.
Operazione di perforazione: aprire i canali di collegamento elettrico
Percorso di pianificazione della programmazione della perforazione
In base alle informazioni sul foro passante-nel file Gerber, programma l'attrezzatura di perforazione per determinare la posizione delle coordinate, la dimensione dell'apertura, la sequenza di perforazione e altre informazioni per ciascun foro passante-. Durante la programmazione, è importante bilanciare l'efficienza e la qualità della perforazione, ottimizzare la sequenza di perforazione e ridurre i tempi di inattività delle attrezzature di perforazione.
Foratura precisa e pulizia delle pareti dei fori
Utilizzare una perforatrice CNC per praticare i fori in base ai parametri programmati. Durante la perforazione, è necessario controllare rigorosamente parametri quali velocità di perforazione, velocità di avanzamento e velocità della punta del trapano. Per punte di diverso diametro e diversi materiali della lamiera, questi parametri devono essere regolati di conseguenza. Ad esempio, per punte di diametro inferiore, come 0,2 mm, la velocità di foratura deve essere opportunamente ridotta per evitare la rottura della punta; Per materiali in fogli più duri, potrebbe essere necessario aumentare la velocità di perforazione. Durante il processo di foratura è necessario garantire la precisione del diametro del foro, con un errore solitamente controllato entro ± 0,05 mm. Allo stesso tempo, è necessario prestare attenzione alla verticalità del foro per evitare fori inclinati, poiché possono influenzare la successiva metallizzazione e la qualità del collegamento elettrico del foro. Una volta completata la perforazione, la parete del foro deve essere pulita per rimuovere detriti, macchie di olio e altre impurità generate durante il processo di perforazione. È possibile utilizzare il soffiaggio d'aria ad alta pressione, la pulizia chimica e altri metodi per garantire che la parete del foro sia pulita e asciutta, preparandola per la successiva metallizzazione del foro.
Metallizzazione e galvanica dei fori: dotare le pareti dei fori di conduttività
Trattamento di attivazione della metallizzazione dei pori
Innanzitutto, attivare la parete dei pori per attivare la superficie di rame della parete dei pori, facilitando il regolare avanzamento della successiva ramatura chimica. Il trattamento di attivazione utilizza generalmente una soluzione di sale di palladio, che adsorbe uno strato di atomi di palladio sulla superficie di rame della parete dei pori attraverso una reazione chimica, fungendo da centro catalitico per la placcatura di rame chimica. Durante il processo di attivazione è necessario controllare la concentrazione, la temperatura e il tempo di trattamento della soluzione di attivazione. La concentrazione della soluzione di attivazione è generalmente di circa 0,1-0,3 g/L, la temperatura è compresa tra 30 e 40 gradi C e il tempo di trattamento è di circa 3-5 minuti.
Ramatura chimica e ispessimento galvanico
Eseguire la placcatura in rame per elettrolisi sulle pareti dei pori attivati. La soluzione chimica di placcatura in rame contiene sali di rame, agenti riducenti e altri componenti. Sotto la catalisi degli atomi di palladio, gli ioni rame vengono ridotti ad atomi di rame sulla parete dei pori, formando un sottile strato di rame sulla parete dei pori. Durante il processo di placcatura in rame per elettrolisi, è necessario controllare rigorosamente parametri quali concentrazione, temperatura, valore del pH e tempo di placcatura della soluzione di placcatura. La concentrazione della soluzione di placcatura è generalmente di 10-20 g/L di solfato di rame e 5-10 g/L di formaldeide e la temperatura è compresa tra 25 e 35 gradi C. Lo strato di rame formato mediante placcatura di rame chimica è relativamente sottile e per soddisfare i requisiti di prestazione elettrica è necessario anche un ispessimento della galvanica. Durante la galvanizzazione, uno strato di rame con uno spessore specificato viene galvanizzato sulla pelle di rame esposta o sulla parete del foro del modello del circuito e gli strati di oro, nichel o stagno vengono galvanizzati secondo necessità. Il processo di galvanica richiede inoltre un controllo preciso di parametri quali composizione, concentrazione, temperatura e densità di corrente della soluzione di placcatura per garantire uno spessore uniforme del rivestimento e prestazioni eccellenti.
Modellazione dello strato esterno: migliora il layout del circuito stampato
Pre-elaborazione esterna e trasferimento grafico
Similmente allo strato interno, pulire prima la superficie esterna per rimuovere le sostanze inquinanti. Successivamente, esegui le operazioni di laminazione, esposizione e sviluppo per trasferire il modello del circuito esterno progettato sulla scheda. Il controllo dei parametri di processo per la pressatura, l'esposizione e lo sviluppo della pellicola è simile a quello della produzione del circuito dello strato interno, ma a causa della complessità della produzione del circuito dello strato esterno e dei requisiti di precisione più elevati, anche l'accuratezza del controllo di ciascun parametro è più rigorosa.
Galvanotecnica grafica e formatura ad incisione
Eseguire la galvanica grafica sul modello di circuito esposto e sviluppato per ispessire il circuito. Una volta completata la galvanizzazione, rimuovere la pellicola secca e quindi utilizzare una soluzione di incisione per incidere lo strato di rame non protetto, formando il circuito dello strato esterno finale. Successivamente verranno effettuati i successivi trattamenti come lo stripping, necessari per raggiungere i requisiti progettuali del circuito.
Protezione esterna: prestare attenzione alla sicurezza del circuito stampato
Maschera di saldatura fotosensibile e trattamento superficiale
Applicare uno strato di inchiostro per maschera di saldatura fotosensibile sulla scheda e formare uno strato di maschera di saldatura attraverso l'esposizione e lo sviluppo per proteggere il circuito dalla saldatura accidentale. Allo stesso tempo, viene effettuato un trattamento superficiale come il trattamento chimico al nichel-oro per migliorare le prestazioni di saldatura e la resistenza alla corrosione. Nel processo di trattamento chimico dell'oro al nichel, la nichelatura viene prima seguita dalla doratura. Lo strato di nichel può bloccare la diffusione del rame, mentre lo strato d'oro ha una buona resistenza all'ossidazione e conduttività, che possono migliorare significativamente le prestazioni e l'affidabilità del PCB.
Testi serigrafati e simboli di marcatura
La stampa di testo e simboli di marcatura sulla scheda facilita il successivo assemblaggio e manutenzione, offrendo comodità per la produzione, il debug e la manutenzione di prodotti elettronici.
Testare l'imballaggio: garantire la consegna della qualità del PCB
Accuratamente imballato e consegnato in modo sicuro
Dopo aver superato l'ispezione, la scheda PCB viene confezionata sottovuoto e imballata per la spedizione per garantire che il prodotto non venga danneggiato durante il trasporto e venga consegnato senza problemi al cliente.