Proceso de producción de placas PCB
Proceso de producción de PCB
La producción de PCB es muy compleja tomando como ejemplo una placa impresa de cuatro capas, el proceso de producción incluye principalmente el diseño de PCB, la producción de la placa central y el diseño interno de PCB. Pasos como transferencia, perforación e inspección de la placa base, laminación, perforación, precipitación química de cobre en la pared del orificio, transferencia del diseño de la PCB exterior, grabado de la PCB exterior, etc.
1. Diseño de PCB
El primer paso en la producción de PCB es organizar y comprobar el diseño de PCB (Layout). La fábrica de producción de PCB recibe los archivos CAD de la empresa de diseño de PCB. Dado que cada software CAD tiene su propio formato de archivo único, la fábrica de PCB lo convertirá a un formato unificado: Extended Gerber RS-274X o Gerber X2. Luego, los ingenieros de la fábrica comprobarán si el diseño de la PCB cumple con el proceso de fabricación y si hay defectos u otros problemas.
2. Producción de la placa central
Limpie la placa revestida de cobre. Si hay polvo, puede provocar un cortocircuito o un circuito abierto en el circuito final.
La siguiente imagen es una ilustración de una PCB de 8 capas. En realidad, está compuesta por 3 laminados revestidos de cobre (placas centrales) más 2 películas de cobre y luego se pegan con preimpregnado. La secuencia de producción consiste en comenzar desde la placa central intermedia (circuitos de cuarta y quinta capa), apilarlos continuamente y luego fijarlos. La producción de PCB de 4 capas es similar, excepto que solo se utiliza una placa central y dos películas de cobre.
3. Transferencia del diseño de la PCB interna
Primero, se deben realizar las dos capas de circuitos de la placa central intermedia (Core). Después de limpiar el laminado revestido de cobre, se cubrirá la superficie con una capa de película fotosensible. Esta película se solidificará cuando se exponga a la luz, formando una película protectora sobre la lámina de cobre del laminado revestido de cobre.
Inserte las dos capas de película de diseño de PCB y el laminado revestido de cobre de doble capa en la capa superior de película de diseño de PCB para garantizar que la posición de apilamiento de las capas superior e inferior de la película de diseño de PCB sea precisa.
La máquina fotosensible utiliza luz ultravioleta para iluminar la película fotosensible sobre la lámina de cobre. Debajo de la película transmisora de luz, la película fotosensible se cura, pero debajo de la película opaca, todavía no hay película fotosensible curada. La lámina de cobre cubierta debajo de la película fotosensible curada es el circuito de diseño de PCB requerido, que es equivalente a la función de la tinta de impresora láser para PCB manual.
Luego utilice una solución alcalina para limpiar la película fotosensible no curada y los circuitos de lámina de cobre necesarios quedarán cubiertos por la película fotosensible curada.
Luego, utilice un álcali fuerte, como NaOH, para eliminar la lámina de cobre innecesaria.
Retire la película fotosensible curada para exponer la lámina de cobre del circuito de diseño de PCB requerido.
4. Perforación e inspección del tablero central
El tablero central se ha producido con éxito. Luego, perfore orificios de alineación en el tablero central para facilitar la alineación con otras materias primas. Una vez que la placa central se presiona junto con otras capas de PCB, no se puede modificar, por lo que la inspección es muy importante. La máquina lo comparará automáticamente con el dibujo de diseño de PCB para verificar si hay errores.
5. Laminación
Aquí necesitamos una nueva materia prima llamada preimpregnado, que es placa central y placa central (número de capas de PCB gt; 4), así como placa central y lámina de cobre exterior El adhesivo entre ellos también actúa como aislamiento.
La lámina de cobre inferior y las dos capas de preimpregnado se han fijado en su posición a través de los orificios de alineación y la placa de hierro inferior de antemano. Luego, la placa central preparada también se coloca en los orificios de alineación y, finalmente, las dos. Las capas se colocan en secuencia. El tablero central se cubre con preimpregnado, una capa de lámina de cobre y una capa de placa de aluminio que soporta presión.
Coloque las placas PCB sujetas por las placas de hierro en el soporte y luego envíelas a la prensa térmica al vacío para laminarlas. La alta temperatura en la prensa en caliente al vacío puede derretir la resina epoxi en el preimpregnado y unir los tableros centrales y las láminas de cobre bajo presión.
Una vez finalizada la laminación, retire la placa de hierro superior que sujeta la PCB. Luego retire la placa de aluminio que soporta presión. La placa de aluminio también desempeña la función de aislar diferentes PCB y garantizar que la lámina de cobre exterior de la PCB sea lisa. En este momento, ambos lados de la PCB extraída estarán cubiertos por una capa de lámina de cobre suave.
6. Perforación
Para conectar las 4 capas de lámina de cobre en la PCB que no están en contacto entre sí, primero debes perforar agujeros en la parte superior e inferior para abrirlos. la PCB y luego taladre las paredes del orificio metalizado para conducir la electricidad.
Utilice una máquina perforadora de rayos X para colocar la placa central interna. La máquina buscará y ubicará automáticamente los orificios en la placa central y luego perforará orificios de posicionamiento en la PCB para garantizar que se perfore a continuación. . Pasar por el centro del agujero.
Coloca una capa de placa de aluminio sobre la máquina perforadora, luego coloca la PCB encima. Para mejorar la eficiencia, se apilarán de 1 a 3 placas de PCB idénticas para perforarlas de acuerdo con la cantidad de capas de PCB. Finalmente, cubra la PCB superior con una placa de aluminio. Las capas superior e inferior de la placa de aluminio sirven para evitar que la lámina de cobre de la PCB se rompa cuando la broca entra y sale.
Durante el proceso de laminación anterior, la resina epoxi fundida se extruyó fuera de la PCB, por lo que fue necesario cortarla. La fresadora maestra corta la periferia de la PCB según sus coordenadas XY correctas.
7. Precipitación química de cobre en las paredes del agujero
Dado que casi todos los diseños de PCB utilizan perforaciones para conectar circuitos de diferentes capas, una buena conexión requiere una película de cobre de 25 micras en la pared del agujero. . Este espesor de película de cobre requiere galvanoplastia, pero las paredes del orificio están compuestas de resina epoxi no conductora y láminas de fibra de vidrio.
Entonces, el primer paso es depositar una capa de material conductor en la pared del orificio y formar una película de cobre de 1 micrón en toda la superficie de la PCB, incluida la pared del orificio, mediante deposición química. Todo el proceso, como el tratamiento químico y la limpieza, está controlado por máquinas.
Fijación de la PCB
Limpieza de la PCB
Transporte de la PCB
8. Transferencia del diseño externo de la PCB
Siguiente El diseño de la PCB exterior se transferirá a la lámina de cobre. El proceso es similar al principio de transferencia del diseño de la PCB de la placa central interna. Ambos utilizan película fotocopiada y película fotosensible para transferir el diseño de la PCB a la lámina de cobre. Eso utilizará una película positiva como tablero.
La transferencia de diseño de PCB interna adopta el método sustractivo y utiliza una película negativa para fabricar la placa. Los circuitos cubiertos por la película fotosensible curada en la PCB se limpian y se retira la película fotosensible no curada. Después de grabar la lámina de cobre expuesta, los circuitos de diseño de la PCB quedan protegidos por la película fotosensible curada y permanecen.
La transferencia de diseño de PCB exterior utiliza el método normal, utilizando películas positivas para hacer placas. El área sin circuito cubierta por la película fotosensible curada en la PCB. Limpie la película fotosensible no curada y proceda con la galvanoplastia. Las áreas con una película no se pueden galvanizar, pero las áreas sin película se deben recubrir primero con cobre y luego con estaño. Una vez retirada la película, se realiza un grabado alcalino y finalmente se retira el estaño. El patrón del circuito permanece en el tablero porque está protegido por estaño.
Sujete la PCB con clips y galvanice el cobre. Como se mencionó anteriormente, para garantizar una conductividad suficientemente buena en la ubicación del orificio, la película de cobre galvanizado en la pared del orificio debe tener un espesor de 25 micrones, por lo que todo el sistema será controlado automáticamente por una computadora para garantizar su precisión.
9. Grabado de PCB exterior
A continuación, una línea de montaje completamente automatizada completa el proceso de grabado. Primero, limpie la película fotosensible curada de la placa PCB. Luego use un álcali fuerte para limpiar la lámina de cobre innecesaria que cubre. Luego use líquido decapante de estaño para quitar el estañado de la lámina de cobre de la estructura de PCB. Después de la limpieza, se completa el diseño de la PCB de 4 capas.