Antes PCB, los circuitos se componían de cableado de punto a punto. La confiabilidad de este método es muy baja, porque a medida que el circuito envejece, la ruptura de la línea provocará la ruptura o cortocircuito del nodo de la línea. El bobinado es un avance importante en la tecnología de circuitos, que mejora la durabilidad y la capacidad de cambio del circuito enrollando el cable de diámetro pequeño alrededor de la columna en el punto de conexión.

A medida que la industria de la electrónica pasó de los tubos de vacío y los relés a los semiconductores de silicio y los circuitos integrados, el tamaño y el precio de los componentes electrónicos cayeron. La presencia cada vez más frecuente de productos electrónicos en el sector de consumo ha llevado a los fabricantes a buscar soluciones más pequeñas y rentables. Así nació el PCB. El proceso de fabricación de PCB es muy complejo. Tomando PCB de cuatro capas como ejemplo, el proceso de fabricación incluye principalmente diseño de PCB, producción de placa de núcleo, transferencia de diseño de PCB interno, perforación e inspección de placa de núcleo, laminación, perforación, precipitación química de cobre de la pared del orificio, transferencia de diseño de PCB exterior, PCB exterior grabado y otros pasos.

1. El diseño de PCB

El primer paso de la producción de PCB es organizar y verificar el diseño de PCB. La planta de fabricación 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 planta de PCB los convierte a un formato unificado: Extended Gerber RS-274X o Gerber X2. Luego, el ingeniero de la fábrica verificará si el diseño de la PCB se ajusta al proceso de producción, si hay defectos y otros problemas.

2. Producción de placas base

Limpie la placa revestida de cobre, si el polvo puede causar el cortocircuito o la rotura del circuito final. La Figura 1 es una ilustración de un PCB de 8 capas, que en realidad está compuesto por 3 placas revestidas de cobre (placas base) más 2 películas de cobre y luego pegadas con láminas semicuradas. La secuencia de producción comienza desde el tablero central (cuatro o cinco capas de líneas) en el medio, y se apilan continuamente antes de ser reparadas. El PCB de 4 capas se fabrica de manera similar, pero con solo una placa central y dos películas de cobre.

3.Hacer circuito de placa de núcleo intermedio

La transferencia de diseño de la PCB interna debe hacer primero el circuito de dos capas de la placa Core más media (Core). Después de limpiar la placa revestida de cobre, la superficie se cubre con una película fotosensible. La película se solidifica cuando se expone a la luz, formando una película protectora sobre la lámina de cobre de la placa revestida de cobre. Inserte dos capas de película de diseño de PCB y dos capas de placa revestida de cobre, y finalmente inserte la capa superior de película de diseño de PCB para asegurarse de que las capas superior e inferior de la posición de apilamiento de la película de diseño de PCB sea precisa. El fotosensibilizador utiliza una lámpara UV para irradiar la película fotosensible sobre una lámina de cobre. La película fotosensible se solidifica debajo de la película transparente y la película fotosensible no se solidifica debajo de la película opaca. La lámina de cobre cubierta por una película fotosensible solidificada es la línea de diseño de PCB necesaria, equivalente al papel de la tinta de impresora láser de PCB manual. A continuación, la película sin curar se lava con lejía y el circuito de lámina de cobre requerido se cubre con la película curada. Luego, la lámina de cobre no deseada se graba con una base fuerte, como NaOH. Quite la película fotosensible curada para exponer la lámina de cobre necesaria para el circuito de diseño de PCB.

4. Perforación e inspección de la placa base

La placa de núcleo se ha realizado con éxito. Luego, haga el orificio opuesto en la placa del núcleo para facilitar la alineación con otras materias primas. Una vez que la placa base se presiona con otras capas de PCB, no se puede modificar, por lo que es muy importante verificar. La máquina se comparará automáticamente con los dibujos de diseño de PCB para verificar errores.

5. Laminado

Aquí necesitamos una nueva materia prima llamada hoja semicurada, que es la placa base y la placa base (capa PCB & GT; 4) y el adhesivo entre la placa del núcleo y la lámina de cobre exterior, pero también desempeña un papel en el aislamiento. La capa inferior de lámina de cobre y dos capas de lámina semisólida han pasado por adelantado a través del orificio de posicionamiento y la posición fija de la placa de hierro inferior, y luego la buena placa del núcleo también se coloca en el orificio de posicionamiento y, finalmente, a su vez, dos capas. de hoja semisólida, una capa de lámina de cobre y una capa de placa de aluminio a presión cubierta sobre la placa del núcleo. La placa PCB sujeta con una placa de hierro se coloca en el soporte y luego en la prensa de vacío en caliente para la laminación. El calor en la prensa en caliente al vacío derrite la resina epoxi en la hoja semicurada, manteniendo el núcleo y la hoja de cobre juntos bajo presión. Después de laminar, retire la placa de hierro superior que presiona la PCB. Luego se retira la placa de aluminio presurizada. La placa de aluminio también juega un papel en el aislamiento de diferentes PCBS y asegura la suave lámina de cobre en la capa exterior de LA PCB. Ambos lados de la PCB están cubiertos con una capa de lámina de cobre suave.

6. Perforación

Para conectar cuatro capas de lámina de cobre que no se toquen entre sí en una placa de circuito impreso, primero taladre agujeros a través de la placa de circuito impreso y luego metalice las paredes de los agujeros para conducir la electricidad. La máquina perforadora de rayos X se utiliza para ubicar la placa base de la capa interior. La máquina encontrará y ubicará automáticamente la posición del orificio en la placa base, y luego hará orificios de posicionamiento para la PCB para garantizar que la siguiente perforación se realice a través del centro de la posición del orificio. Coloque una hoja de aluminio en la máquina perforadora y luego coloque el PCB en la parte superior. Para mejorar la eficiencia, se apilan entre una y tres placas de PCB idénticas para perforarlas de acuerdo con el número de capas de PCB. Finalmente, la PCB superior se cubre con una capa de aluminio, las capas superior e inferior de aluminio para que cuando el taladro taladre hacia adentro y hacia afuera, la lámina de cobre de la PCB no se rompa. En el proceso de laminado anterior, el epoxi derretido se extruyó hacia el exterior de la PCB, por lo que fue necesario quitarlo. La máquina fresadora de troqueles corta la periferia de la PCB de acuerdo con las coordenadas XY correctas.

7. Precipitación química de cobre en la pared de los poros.

Dado que casi todos los diseños de PCB utilizan perforaciones para conectar diferentes capas de líneas, una buena conexión requiere una película de cobre de 25 micrones en la pared del orificio. Este espesor de película de cobre se logra mediante galvanoplastia, pero la pared del orificio está hecha de resina epoxi no conductora y tablero de fibra de vidrio. Por lo tanto, el primer paso es acumular 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.

8. Transfiera el diseño de PCB exterior

A continuación, el diseño de la PCB exterior se transferirá a la lámina de cobre. El proceso es similar al del diseño de PCB de la placa del núcleo interno, que se transfiere a la lámina de cobre utilizando una película fotocopiada y una película fotosensible. La única diferencia es que la placa positiva se utilizará como tablero. La transferencia de diseño de PCB interna adopta el método de resta y adopta la placa negativa como placa. El circuito impreso está cubierto por una película fotosensible solidificada, limpia la película fotosensible no solidificada, la lámina de cobre expuesta está grabada, el circuito de diseño de PCB está protegido por una película fotosensible solidificada. El diseño exterior de la PCB se transfiere por el método normal y la placa positiva se utiliza como placa. El área cubierta por una película curada en una placa de circuito impreso es un área sin líneas. Después de limpiar la película sin curar, se lleva a cabo la galvanoplastia. No hay película que se pueda galvanizar y no hay película, primero cobre y luego estañado. Una vez que se quita la película, se lleva a cabo un grabado alcalino y finalmente se elimina el estaño. El patrón del circuito se deja en la placa porque está protegido por estaño. Sujete la PCB y electrochape el cobre. Como se mencionó anteriormente, para garantizar que el orificio tenga una buena conductividad eléctrica, la película de cobre galvanizada en la pared del orificio debe tener un grosor de 25 micrones, por lo que todo el sistema será controlado automáticamente por computadora para garantizar su precisión.

9. Grabado externo de PCB

A continuación, una completa línea de montaje automatizada completa el proceso de grabado. Primero, limpie la película curada en la placa PCB. Luego se usa un álcali fuerte para limpiar la lámina de cobre no deseada que está cubierta por ella. Luego, el recubrimiento de estaño en la lámina de cobre del diseño de PCB se elimina con una solución decapante de estaño. Después de la limpieza, se completa el diseño de PCB de 4 capas.