Circuitu stampatu (PCB) sò a pietra angulare di guasi tutti i dispositivi elettronichi. Queste PCB stupefacenti ponu esse truvate in parechje elettroniche avanzate è basiche, cumpresi telefoni Android, laptop, computer, calcolatrici, smartwatches è ancu di più. In una lingua assai basica, un PCB hè un pannellu chì dirige i segnali elettronichi in un dispositivu, chì dà risultati à e prestazioni elettriche è i requisiti di u dispositivu chì sò stabiliti da u designer.

U PCB hè custituitu da un sustratu fattu di materiale FR-4 è percorsi di rame in tuttu u circuitu cù segnali in tuttu u bordu.

Prima di u cuncepimentu di PCB, u cuncepitore di circuiti elettronichi deve visità l’attellu di fabricazione di PCB per capisce pienamente a capacità è e limitazioni di a fabricazione di PCB. Facilità. Questu hè impurtante perchè assai cuncepitori di PCB ùn sò micca cuscenti di e limitazioni di e strutture di fabbricazione di PCB è quandu invianu un documentu di cuncepimentu à un negozio / stabilimentu di fabbricazione di PCB, tornanu è richiedenu cambiamenti per soddisfà a capacità / i limiti di u prucessu di fabbricazione di PCB. Tuttavia, se u cuncettore di circuiti travaglia per una sucietà chì ùn hà micca un negozio di fabbricazione di PCB in casa, è a sucietà esternalizza u travagliu à un stabilimentu di fabricazione di PCB stranieri, allora u designer deve cuntattà u fabbricante in ligna è dumandà limiti o specificazioni tali cum’è spessore massimu di piastra di rame per minutu, numeru massimu di strati, apertura minima è dimensione massima di pannelli PCB.

In questu documentu, ci concentreremu nantu à u prucessu di fabricazione di PCB, dunque questu documentu serà utile per i cuncettori di circuiti per capisce gradualmente u prucessu di fabbricazione di PCB, per evità errori di cuncepimentu.

Passi di prucessu di fabricazione di PCB

Passu 1: Cuncepimentu PCB è file GERBER

< p&gt; I cuncettori di circuiti disegnanu diagrammi schematichi in u software CAD per a cuncezzione di PCB. U designer deve coordinà cù u fabbricante di PCB nantu à u software adupratu per presentà u cuncepimentu di PCB in modo chì ùn ci sia micca prublemi di compatibilità. U lugiziale di cuncepimentu CAD PCB più pupulare hè Altium Designer, Eagle, ORCAD è Mentor PADS.

Dopu chì u cuncepimentu di PCB hè statu accettatu per a fabbricazione, u designer genererà un fugliale da u cuncepimentu accettatu da u fabbricante di PCB. Stu schedariu hè chjamatu file GERBER. I fugliali Gerber sò fugliali standard aduprati da a maiò parte di i pruduttori di PCB per visualizà cumpunenti di u layout di PCB, cum’è strati di traccia di rame è maschere di saldatura. I file Gerber sò file di immagini vettoriali 2D. U Gerber allargatu furnisce una uscita perfetta.

U lugiziale hà algoritmi definiti da l’utente / designer cun elementi chjave cum’è larghezza di traccia, spaziatura di u bordu di a piastra, spaziatura di traccia è di fori, è dimensione di fori. L’algoritmu hè gestitu da u designer per verificà eventuali errori in u cuncepimentu. Dopu chì u cuncepimentu hè validatu, hè inviatu à u fabbricante di PCB induve hè verificatu per DFM. E verifiche DFM (Cuncepimentu di Fabbricazione) sò aduprate per assicurà e tolleranze minime per i disegni di PCB.

< b&gt; Passu 2: GERBER à a foto

A stampante speciale aduprata per stampà e foto PCB hè chjamata plotter. Questi tracciatori stamperanu circuiti nantu à u film. Sti filmi sò aduprati per imagine PCBS. I tracciatori sò assai precisi in e tecniche di stampa è ponu furnisce disegni PCB assai dettagliati.

U fogliu di plastica cacciatu da u plotter hè un PCB stampatu cù inchjostru neru. In u casu di u stratu internu, l’inchiostru neru riprisenta a pista di rame cunduttiva, mentre chì a parte in biancu hè a parte micca cunduttiva. D’altra parte, per u stratu esterno, l’inchiostru neru serà incisu è a zona in biancu serà aduprata per u rame. Questi filmi devenu esse conservati currettamente per evità contatti inutili o impronte digitali.

Ogni stratu hà u so propiu film. A maschera di saldatura hà un filmu separatu. Tutti questi filmi devenu esse allineati inseme per disegnà l’allineamentu PCB. Questu allinamentu di PCB hè rializatu aghjustendu u bancu di travagliu in u quale si adatta a film, è un allineamentu ottimale pò esse uttenutu dopu una calibrazione minore di u bancu di travagliu. Questi filmi devenu avè fori di allineamentu per tene l’unu l’altru cun precisione. U pin di lucalizazione si adatta à u foru di lucalizazione.

Passu 3: Stampa interna: fotoresist è rame

Sti filmi fotografichi sò avà stampati nantu à u fogliu di rame. A struttura di basa di un PCB hè fatta di laminatu. U materiale di core hè resina epossidica è fibra di vetru chjamatu materiale di basa. U laminatu riceve u ramu chì face u PCB. U substratu furnisce una piattaforma putente per PCBS. I dui lati sò cuparti di rame. U prucessu implica a rimozione di rame per rivelà u cuncepimentu di u film.

A decontaminazione hè impurtante per a pulizia di PCBS da laminati di rame. Assicuratevi chì ùn ci sò particelle di polvere nantu à u PCB. Inutili, u circuitu pò esse cortu o apertu

U filmu fotoresist hè adupratu avà. U fotoresist hè fattu di chimichi fotosensibili chì si induriscenu quandu si applica a radiazione ultravioletta. Deve esse assicuratu chì u filmu fotograficu è u filmu resistore currispondenu esattamente.

Questi filmi fotografichi è fotolitografichi sò attaccati à u laminatu fissendu pin. Avà si applica a radiazione ultravioletta. L’inchiostru neru nantu à u filmu fotograficu bloccherà a luce ultravioletta, evitendu cusì u ramu sottu è ùn indurisce micca u fotoresist sottu à e tracce d’inchiostru neru. A zona trasparente serà sottumessa à a luce UV, indurendu cusì u fotoresist in eccessu chì serà eliminatu.

A piastra hè poi pulita cun una soluzione alcalina per rimuovere l’eccessu fotoresist. U circuitu sarà avà asciuttu.

PCBS pò avà copre i fili di rame aduprati per fà tracce di circuiti cù repellenti à corrosione. Se a tavula hè di dui strati, allora serà aduprata per forà, altrimenti saranu fatti più passi.

Passu 4: Eliminà u rame indesideratu

Aduprate una suluzione putente di solvente di rame per rimuovere l’eccessu di rame, cum’è una soluzione alcalina elimina l’eccessu fotoresist. U ramu sottu u fotoresist induritu ùn serà micca eliminatu.

U fotoresist oramai induritu serà cacciatu per prutege u ramu richiestu. Questu hè fattu lavendu u PCB cun un altru solvente.

Passu 5: Allineamentu di i livelli è ispezzione ottica

Dopu chì tutti i strati sò stati preparati, si allineanu l’uni cun l’altri. Questu pò esse fattu stampendu u foru di registrazione cum’è descrittu in u passu precedente. I tecnichi ponenu tutti i strati in una macchina chjamata “punch otticu”. Questa macchina puncherà fori cun precisione.

U numeru di strati posti è l’errori chì si verificanu ùn ponu micca esse invertiti.

Un rilevatore otticu automaticu aduprà un laser per rilevà eventuali difetti è paragunà l’immagine digitale cù un fugliale Gerber.

Passu 6: Aghjunghje strati è ligami

In questu stadiu, tutti i strati, cumpresu u stratu esterno, sò incollati. Tutti i strati saranu accatastati sopra à u substratu.

U stratu esternu hè fattu di vetraghju “preimpregnatu” cù una resina epossidica chjamata preimpregnata. A cima è u fondu di u substratu seranu cuparti di strati sottili di rame incisi cù tracce di rame.

Tavulu in acciaio pesante cù pinze metalliche per incollà / pressà strati. Questi strati sò fermamente attaccati à a tavula per evità u muvimentu durante a calibrazione.

Installa u stratu prepreg nantu à a tavula di calibrazione, poi installate u stratu di substratu nantu à questu, è poi piazzate a piastra di rame. Più piastre prepreg sò piazzate in un modu simile, è infine u fogliu d’aluminiu compie a pila.

L’urdinatore automatizerà u prucessu di a stampa, riscaldendu a pila è raffreddendula à un ritmu cuntrullatu.

Avà i tecnichi rimuveranu u pin è a piastra di pressione per apre u pacchettu.

Passu 7: Fate fori

Avà hè ora di fà fori in PCBS accatastati. I fori di precisione ponu uttene fori di diametru 100 micron cun alta precisione. U bit hè pneumaticu è hà una velocità di u mandrinu di circa 300K RPM. Ma ancu cù quella velocità, u prucessu di foratura richiede tempu, perchè ogni foru richiede tempu per forà perfettamente. Identificazione precisa di a pusizione di bit cù identificatori basati à raggi X.

I fugliali di perforazione sò ancu generati da u designer PCB in una fase iniziale per u fabricatore PCB. Stu fugliale di drill determina u muvimentu minutu di u bit è determina a situazione di u drill.Questi fori diventeranu avà placcati in fori è fori.

Passu 8: Placcatura è deposizione di rame

Dopu una pulizia attenta, u pannellu PCB hè avà dipositu chimicamente. Durante questu tempu, strati sottili (1 micron di spessore) di rame sò depositi nantu à a superficie di u pannellu. U ramu scorri in u foru. I muri di i fori sò cumpletamente placcati in rame. Tuttu u prucessu di immersione è rimozione hè cuntrullatu da un urdinatore

Passu 9: Image u stratu esterno

Cum’è cù u stratu internu, u fotoresist hè applicatu à u stratu esternu, u pannellu prepreg è a pellicula di tinta nera cunnessa inseme sò avà scoppiate in a stanza gialla cù luce ultravioletta. U fotoresistu si indurisce. U pannellu hè avà lavatu à macchina per caccià a resistenza di indurimentu prutetta da l’opacità di l’inchiostru neru.

Passu 10: Placcatura di u stratu esterno:

Una placca galvanizzata cun un stratu di rame finu. Dopu a placcatura iniziale di rame, u pannellu hè stagnatu per caccià u rame lasciatu nantu à a piastra. U stagno durante a fase di incisione impedisce chì a parte necessaria di u pannellu sia sigillata da rame. L’incisione elimina u rame indesideratu da u pannellu.

Passu 11: Etch

U ramu è u ramu indesiderati seranu rimossi da u stratu di resistenza residuale. I prudutti chimichi sò usati per pulisce l’excedente di rame. U stagnu, invece, copre u rame necessariu. Avà finalmente conduce à a cunnessione curretta è a pista

Passu 12: Applicazione di maschera di saldatura

Pulite u pannellu è l’inchiostru di saldatura epossidica coprirà u pannellu. A radiazione UV hè applicata à a piastra attraversu u filmu fotograficu di a maschera di saldatura. A parte superposita ferma indurita è serà rimossa. Avà mette u circuitu in u fornu per riparà a film di saldatura.

Passu 13: Trattamentu di superficie

HASL (Livellamentu di Saldatura à Aria Calda) furnisce capacità di saldatura supplementari per PCBS. RayPCB (https://raypcb.com/pcb-fabrication/) offre immersione in oru è immersione in argentu HASL. HASL furnisce ancu pads. Questu resulte in finitura superficiale.

Passu 14: Serigrafia

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PCBS sò in a fase finale è accettanu stampa / scrittura à getto d’inchiostru in superficie. Questu hè adupratu per rapprisintà informazioni impurtanti relative à u PCB.

Passu 15: Test elettricu

L’ultima tappa hè a prova elettrica di u PCB finale. U prucessu automaticu verifica a funzionalità di u PCB per currisponde à u cuncepimentu originale. In RayPCB, offremu test di aghi volanti o test di lettu di unghie.

Passu 16: Analizza

L’ultimu passu hè di taglià a piastra da u pannellu originale. U router hè adupratu per questu scopu creendu piccule etichette longu à i bordi di u bordu in modu chì a tavula pò esse facilmente espulsa da u pannellu.