Nel processo di produzione del circuito stampato, la fase di formatura è un passaggio fondamentale nella lavorazione del circuito completato in una forma e dimensione che soddisfi i requisiti di progettazione. Diversi metodi di formatura dei circuiti stampati sono adatti a diverse esigenze di produzione e esistono differenze significative nelle loro caratteristiche tecniche e scenari applicativi.
1, lavorazione meccanica e formatura
La formatura con lavorazione meccanica è un metodo di formatura dei circuiti stampati relativamente tradizionale e ampiamente utilizzato, che comprende principalmente la fresatura e la formatura per stampaggio.
(1) Lavorazione di fresatura
La fresatura è l'utilizzo di fresatrici CNC per tagliare i circuiti stampati utilizzando frese rotanti ad alta-velocità. Prima della lavorazione, è necessario generare codici di lavorazione CNC basati sul file di progettazione del circuito stampato per controllare accuratamente la traiettoria della fresa. Le frese sono solitamente realizzate in materiale di acciaio al tungsteno, con un diametro generalmente compreso tra 0,8 e 3 mm, e possono essere selezionate in modo flessibile in base allo spessore della lamiera e ai requisiti di precisione del taglio. Questo metodo è adatto per la lavorazione di circuiti stampati di varie forme, in particolare per circuiti stampati con forme complesse e requisiti di alta precisione, come circuiti stampati di forma irregolare, circuiti stampati con tacche o fori irregolari. Il suo vantaggio risiede nell'elevata precisione di lavorazione, che generalmente può essere controllata entro ± 0,1 mm, e può adattarsi alle esigenze di produzione di piccoli lotti e molteplici varietà; Ma lo svantaggio è che la velocità di lavorazione è relativamente lenta, gli utensili da taglio presentano problemi di usura, devono essere sostituiti regolarmente e anche i costi di lavorazione aumenteranno di conseguenza. Inoltre, i detriti e la polvere generati durante il processo di macinazione possono influire sull'ambiente di lavorazione e sulla qualità del prodotto, pertanto è necessario equipaggiare le corrispondenti apparecchiature per il vuoto.
(2) Stampaggio della formatura
La formatura per stampaggio viene utilizzata principalmente per circuiti stampati standardizzati prodotti in grandi quantità. Il principio è quello di prefabbricare uno stampo che corrisponda alla forma del circuito stampato e applicare pressione attraverso una punzonatrice per modellare rapidamente il circuito stampato sotto l'azione dello stampo. Gli stampi per stampaggio sono generalmente realizzati in lega dura, che presenta elevata durezza e resistenza all'usura. Questo metodo ha un'efficienza produttiva estremamente elevata e consente di formare più circuiti stampati in un unico stampaggio, adatto per produrre circuiti stampati con aspetto regolare e dimensioni uniformi, come il circuito stampato universale nei prodotti di elettronica di consumo. I suoi vantaggi sono l'elevata efficienza produttiva, il basso costo e la capacità di soddisfare le esigenze della produzione su larga-scala; Tuttavia, il costo di produzione degli stampi è elevato e il ciclo è lungo. Se la progettazione del prodotto cambia, lo stampo deve essere rifatto, con conseguente scarsa flessibilità. Pertanto, non è adatto per piccoli lotti o produzioni personalizzate.
2, formatura di taglio laser
Lo stampaggio con taglio laser è il processo che utilizza un raggio laser ad alta- densità di energia per irradiare un circuito stampato, provocando la fusione e la vaporizzazione istantanea locale della lamiera, ottenendo così la separazione del taglio. A seconda delle diverse sorgenti laser, può essere suddiviso in taglio laser CO₂ e taglio laser ultravioletto.
(1) Taglio laser CO₂
La lunghezza d'onda del laser CO₂ è 10,6 μm e la sua energia viene assorbita principalmente dai materiali organici nel circuito stampato, come resina, fibra di vetro, ecc. Durante il processo di taglio, il raggio laser esegue la scansione lungo un percorso predeterminato, riscaldando rapidamente il materiale alla temperatura di vaporizzazione per formare un taglio. Il taglio laser CO₂ ha un'elevata velocità e un'elevata efficienza, adatto per il taglio di circuiti stampati con spessore sottile (generalmente inferiore a 2 mm), particolarmente ampiamente utilizzato nella formazione e lavorazione di circuiti flessibili. Può elaborare forme complesse con una larghezza di linea minima di 0,15 mm e bordi taglienti lisci, senza necessità di successiva lucidatura. Tuttavia, il taglio laser a CO₂ genererà una certa zona interessata dal calore, che potrebbe causare la carbonizzazione del materiale tagliente, influenzando le prestazioni elettriche e la qualità estetica del circuito.
(2) Taglio laser UV
La lunghezza d'onda del laser ultravioletto è relativamente corta, solitamente intorno ai 355 nm, e la sua energia fotonica è elevata. Può rompere direttamente i legami molecolari dei materiali attraverso reazioni fotochimiche, ottenendo la "lavorazione a freddo". Questo metodo non presenta quasi nessuna zona interessata dal calore e una precisione di taglio estremamente elevata, fino a ± 0,02 mm, che lo rende particolarmente adatto per la lavorazione di circuiti stampati ad alta-precisione e alta affidabilità, come schede di interconnessione ad alta-densità, substrati di imballaggio di semiconduttori, ecc. Il taglio laser UV può anche elaborare circuiti stampati realizzati con materiali speciali come ceramica e metalli, con un'ampia gamma di applicazioni; Tuttavia, il costo dell'attrezzatura è elevato e l'efficienza di elaborazione è relativamente bassa. Attualmente viene utilizzato principalmente nella produzione di circuiti stampati di fascia alta-.
3, formazione di incisione chimica
Lo stampaggio con incisione chimica è l'uso di reagenti chimici per corrodere selettivamente i laminati rivestiti in rame-, formando così la forma desiderata del circuito stampato. Prima della formazione, è necessario formare uno strato resistente alla corrosione sulla superficie del laminato rivestito in rame utilizzando la tecnologia della fotolitografia per proteggere le aree che non richiedono incisione. Successivamente, la lamiera viene immersa in una soluzione di attacco per sciogliere e rimuovere la lamina di rame non protetta. Lo stampaggio con incisione chimica è adatto per la produzione di circuiti stampati dall'aspetto semplice e con requisiti di bassa precisione, come circuiti stampati su un lato-o alcuni prodotti elettronici sensibili ai costi. I suoi vantaggi sono che non richiede attrezzature meccaniche complesse, ha bassi costi di produzione e può processare circuiti in lamina di rame estremamente sottili; Ma anche gli svantaggi sono abbastanza evidenti. Il processo di incisione è difficile da controllare con precisione e la precisione della formatura è bassa, generalmente entro ± 0,2-0,3 mm. Inoltre, la soluzione di attacco chimico ha un certo inquinamento ambientale e deve essere trattata adeguatamente.
4, altri metodi di stampaggio
(1) Taglio a getto d'acqua
Il taglio a getto d'acqua è l'uso di getti d'acqua ad alta-pressione contenenti abrasivi per tagliare i circuiti stampati. Questo metodo è adatto per tagliare circuiti stampati di vari spessori e materiali, in particolare per la lavorazione di circuiti stampati con elevata durezza come ceramica e substrati metallici. Il taglio a getto d'acqua non presenta zone interessate dal calore e ha una buona qualità del tagliente, con una precisione di ± 0,1 mm. Tuttavia, durante il processo di taglio, viene generato un rumore significativo e il getto d'acqua può avere un certo impatto sul circuito stampato, che può influire sulle prestazioni dei componenti sulla scheda. Allo stesso tempo, il costo operativo dell’attrezzatura è elevato.
(2) Formatura dello stampo
In alcuni scenari speciali, come la produzione di circuiti stampati con speciali strutture tri-dimensionali, vengono utilizzati metodi di formatura tramite stampo. Iniettare il materiale in resina liquida nella cavità dello stampo tramite stampaggio a iniezione e incorporarvi il circuito stampato prefabbricato. Dopo la polimerizzazione, formare componenti del circuito stampato con forme e funzioni specifiche. Questo metodo può realizzare lo stampaggio integrato di circuiti stampati e involucri, migliorando l'integrazione e l'affidabilità dei prodotti. Tuttavia, la progettazione e la produzione degli stampi sono complesse e costose e vengono utilizzate principalmente per la produzione di prodotti specifici personalizzati.