Abans PCB, els circuits estaven formats per cablejat punt a punt. La fiabilitat d’aquest mètode és molt baixa, ja que a mesura que el circuit envelleix, la ruptura de la línia conduirà al trencament o curtcircuit del node de línia. L’enrotllament és un avanç important en la tecnologia del circuit, que millora la durabilitat i la recanviabilitat del circuit enrolant el fil de petit diàmetre al voltant de la columna al punt de connexió.

A mesura que la indústria electrònica va passar de tubs i relés de buit a semiconductors de silici i circuits integrats, la mida i el preu dels components electrònics van caure. La presència cada vegada més freqüent de productes electrònics al sector del consumidor ha provocat que els fabricants busquin solucions més petites i més rendibles. Així, va néixer el PCB. El procés de fabricació de PCB és molt complex. Prenent com a exemple PCB de quatre capes, el procés de fabricació inclou principalment el disseny de PCB, la producció de taulers bàsics, la transferència de disposició de PCB interior, la perforació i inspecció de taulers bàsics, la laminació, la perforació, la precipitació química de coure de la paret del forat, la transferència de disseny de PCB exterior, el PCB exterior aiguafort i altres passos.

1. El disseny del PCB

El primer pas de la producció de PCB és organitzar i comprovar el disseny del PCB. La planta de fabricació de PCB rep els fitxers CAD de la companyia de disseny de PCB. Com que cada programari CAD té el seu propi format de fitxer, la planta de PCB els converteix en un format unificat: Gerber RS-274X estès o Gerber X2. A continuació, l’enginyer de la fàbrica comprovarà si el disseny del PCB s’adapta al procés de producció, si hi ha defectes i altres problemes.

2. Producció de plaques bàsiques

Netegeu la placa revestida de coure, si la pols pot provocar un curtcircuit del circuit final o trencar-se. La figura 1 és una il·lustració d’un PCB de 8 capes, que en realitat està format per 3 plaques revestides de coure (plaques de nucli) més 2 pel·lícules de coure i que després s’enganxen amb làmines semicurades. La seqüència de producció comença des del tauler central (quatre o cinc capes de línies) al centre i s’apila contínuament abans de ser fixada. El PCB de 4 capes es fabrica de manera similar, però només amb una placa central i dues pel·lícules de coure.

3. Feu un circuit de placa de nucli intermedi

La transferència de disseny del PCB interior hauria de fer primer el circuit de dues capes de la placa Core més central (Core). Després de netejar la placa revestida de coure, es cobreix la superfície amb una pel·lícula fotosensible. La pel·lícula es solidifica quan s’exposa a la llum, formant una pel·lícula protectora sobre la làmina de coure de la placa revestida de coure. Inseriu dues capes de pel·lícula de disposició de PCB i dues capes de tauler revestit de coure i, finalment, inseriu la capa superior de la pel·lícula de disseny de PCB per assegurar-vos que les capes superior i inferior de la posició d’apilament de la pel·lícula de disseny de PCB siguin exactes. El fotosensibilitzador utilitza una làmpada UV per irradiar la pel·lícula fotosensible sobre una làmina de coure. La pel·lícula fotosensible es solidifica sota la pel·lícula transparent i la pel·lícula fotosensible no es solidifica sota la pel·lícula opaca. La làmina de coure coberta per una pel·lícula fotosensible solidificada és la línia de disseny de PCB necessària, equivalent al paper de la tinta de la impressora làser del PCB manual. La pel·lícula no curada es renta després amb lleixiu i el circuit necessari de làmina de coure es cobreix amb la pel·lícula curada. La làmina de coure no desitjada es graba amb una base forta, com ara NaOH. Arrenceu la pel·lícula fotosensible curada per exposar la làmina de coure necessària per al circuit de disseny de PCB.

4. Perforació i inspecció de plaques de nucli

La placa del nucli s’ha fet amb èxit. A continuació, feu el forat oposat a la placa del nucli per facilitar l’alineació amb altres matèries primeres. Un cop es prem la placa base amb altres capes de PCB, no es pot modificar, per la qual cosa és molt important comprovar-ho. La màquina es compararà automàticament amb els dibuixos de disseny de PCB per comprovar els errors.

5. Laminat

Aquí necessitem una nova matèria primera anomenada làmina semicurada, que és el tauler central i el tauler central (capa PCB i GT; 4), i l’adhesiu entre la placa del nucli i la làmina de coure exterior, però també juga un paper en l’aïllament. La capa inferior de làmina de coure i les dues capes de xapa semi-solidificades han estat avançades a través del forat de posicionament i la posició fixa de la placa inferior de ferro i, a continuació, la bona placa de nucli també es posa al forat de posicionament i, finalment, al seu torn dues capes de xapa semi-solidificada, una capa de làmina de coure i una capa de placa d’alumini a pressió coberta a la placa del nucli. El tauler de PCB fixat per una placa de ferro es col·loca al suport i després a la premsa en calent al buit per a la laminació. La calor de la premsa en calent al buit fon la resina epoxi a la làmina semicurada, mantenint el nucli i la làmina de coure junts sota pressió. Després de laminar, traieu la placa de ferro superior que prem el PCB. A continuació, es retira la placa d’alumini a pressió. La placa d’alumini també té un paper aïllant diferents PCBS i assegurant la làmina de coure suau a la capa exterior del PCB. Els dos costats del PCB estan coberts amb una capa de làmina de coure llisa.

6. Perforació

Per connectar quatre capes de làmina de coure que no es toquen entre elles en un PCB, primer foradeu el PCB i, a continuació, metal·litzeu les parets dels forats per conduir electricitat. La perforadora de raigs X s’utilitza per localitzar el tauler central de la capa interna. La màquina localitzarà i localitzarà automàticament la posició del forat al tauler central i, a continuació, realitzarà forats de posicionament per a la PCB per assegurar-se que la perforació següent passa pel centre de la posició del forat. Col·loqueu una làmina d’alumini a la punxonadora i, a continuació, col·loqueu el PCB a la part superior. Per millorar l’eficiència, s’apilen d’una a tres taules de PCB idèntiques per perforar-les segons el nombre de capes de PCB. Finalment, el PCB superior es cobreix amb una capa d’alumini, les capes superior i inferior d’alumini, de manera que quan la broca s’entra i surt, la làmina de coure del PCB no es trenqui. En el procés de laminació anterior, l’epoxi fos es va extruir a l’exterior del PCB, de manera que calia eliminar-lo. La fresadora de matrius talla la perifèria del PCB segons les coordenades XY correctes.

7. Precipitació química de coure a la paret dels porus

Com que gairebé tots els dissenys de PCB utilitzen perforacions per connectar diferents capes de línies, una bona connexió requereix una pel·lícula de coure de 25 micres a la paret del forat. Aquest gruix de pel·lícula de coure s’aconsegueix mitjançant galvanització, però la paret del forat està feta de resina epoxi no conductora i tauler de fibra de vidre. Per tant, el primer pas és acumular una capa de material conductor a la paret del forat i formar una pel·lícula de coure d’1 micra a tota la superfície del PCB, inclosa la paret del forat, mitjançant deposició química. Tot el procés, com el tractament i la neteja química, està controlat per màquines.

8. Transferiu el disseny del PCB exterior

A continuació, la disposició del PCB exterior es transferirà a la làmina de coure. El procés és similar al de la disposició de PCB de la placa interna del nucli, que es transfereix a la làmina de coure mitjançant film fotocopiat i film fotosensible. L’única diferència és que la placa positiva s’utilitzarà com a tauler. La transferència de disseny de PCB interior adopta el mètode de resta i adopta la placa negativa com a tauler. El PCB cobert per una pel·lícula fotosensible solidificada és un circuit, netegeu la pel·lícula fotosensible no consolidada, es grava una làmina de coure exposada, el circuit de distribució de PCB està protegit per una pel·lícula fotosensible solidificada. El disseny exterior del PCB es transfereix pel mètode normal i la placa positiva s’utilitza com a tauler. L ‘àrea coberta per una pel·lícula curada en un PCB és una àrea sense línia. Després de netejar la pel·lícula no curada, es realitza la galvanització. No hi ha cap pel·lícula que es pugui galvanitzar i no hi ha cap pel·lícula, primer coure i després estanyat. Després d’eliminar la pel·lícula, es realitza l’aiguafort alcalí i, finalment, s’elimina l’estany. El patró del circuit es deixa al tauler perquè està protegit per estany. Preneu el PCB i electroxapeu el coure. Com es va esmentar anteriorment, per tal de garantir que el forat tingui una bona conductivitat elèctrica, la pel·lícula de coure galvanitzada a la paret del forat ha de tenir un gruix de 25 micres, de manera que tot el sistema serà controlat automàticament per ordinador per garantir-ne la precisió.

9. Gravat exterior de PCB

A continuació, una línia de muntatge automatitzada completa completa el procés de gravat. En primer lloc, netegeu la pel·lícula curada a la placa PCB. A continuació, s’utilitza un àlcali fort per netejar la làmina de coure no desitjada que la cobreix. A continuació, s’elimina el recobriment d’estany de la làmina de coure de la disposició de PCB amb una solució de pelat d’estany. Després de la neteja, es completa el disseny del PCB de 4 capes.