Antes PCB, os circuitos eram feitos de fiação ponto a ponto. A confiabilidade desse método é muito baixa, pois conforme o tempo do circuito envelhece, a ruptura da linha levará à quebra ou curto-circuito do nó da linha. O enrolamento é um grande avanço na tecnologia do circuito, que melhora a durabilidade e a capacidade de troca do circuito, enrolando o fio de pequeno diâmetro ao redor da coluna no ponto de conexão.

À medida que a indústria eletrônica mudou de tubos de vácuo e relés para semicondutores de silício e circuitos integrados, o tamanho e o preço dos componentes eletrônicos caíram. A presença cada vez mais frequente de produtos eletrônicos no setor de consumo levou os fabricantes a buscar soluções menores e mais econômicas. Assim nasceu o PCB. O processo de fabricação do PCB é muito complexo. Tomando PCB de quatro camadas como exemplo, o processo de fabricação inclui principalmente layout de PCB, produção de placa de núcleo, transferência de layout de PCB interna, perfuração e inspeção de placa de núcleo, laminação, perfuração, precipitação química de cobre da parede do furo, transferência de layout de PCB externa, PCB externa gravura e outras etapas.

1. O layout do PCB

A primeira etapa da produção do PCB é organizar e verificar o Layout do PCB. A planta de fabricação de PCB recebe os arquivos CAD da empresa de design de PCB. Como cada software CAD tem seu próprio formato de arquivo exclusivo, a planta de PCB os converte em um formato unificado – Extended Gerber RS-274X ou Gerber X2. Em seguida, o engenheiro da fábrica verificará se o layout da placa de circuito impresso está de acordo com o processo de produção, se há defeitos e outros problemas.

2. Produção da placa principal

Limpe a placa revestida de cobre, se a poeira puder causar o curto-circuito ou interrupção do circuito final. A Figura 1 é uma ilustração de um PCB de 8 camadas, que na verdade é feito de 3 placas revestidas de cobre (placas de núcleo) mais 2 filmes de cobre e, em seguida, colados com folhas semi-curadas. A sequência de produção começa na placa central (quatro ou cinco camadas de linhas) no meio e é continuamente empilhada antes de ser fixada. O PCB de 4 camadas é feito de forma semelhante, mas com apenas uma placa central e dois filmes de cobre.

3. Faça o circuito da placa do núcleo intermediário

A transferência do layout do PCB interno deve primeiro fazer o circuito de duas camadas da placa mais intermediária do núcleo (núcleo). Depois que a placa revestida de cobre é limpa, a superfície é coberta com um filme fotossensível. O filme solidifica quando exposto à luz, formando um filme protetor sobre a folha de cobre da placa revestida de cobre. Insira duas camadas de filme de layout de PCB e duas camadas de placa revestida de cobre e, finalmente, insira a camada superior de filme de layout de PCB para garantir que as camadas superior e inferior da posição de empilhamento de filme de layout de PCB sejam precisas. O fotossensibilizador usa lâmpada UV para irradiar o filme fotossensível na folha de cobre. O filme fotossensível é solidificado sob o filme transparente e o filme fotossensível não é solidificado sob o filme opaco. A folha de cobre coberta por filme fotossensível solidificado é a linha de layout de PCB necessária, equivalente ao papel da tinta de impressora a laser de PCB manual. O filme não curado é então lavado com soda cáustica e o circuito de folha de cobre necessário é coberto pelo filme curado. A folha de cobre indesejada é então removida com uma base forte, como NaOH. Rasgue o filme fotossensível curado para expor a folha de cobre necessária para o circuito de layout PCB.

4. Perfuração e inspeção da placa central

A placa do núcleo foi feita com sucesso. Em seguida, faça o orifício oposto na placa do núcleo para facilitar o alinhamento com outras matérias-primas. Uma vez que a placa principal é pressionada com outras camadas de PCB, ela não pode ser modificada, por isso é muito importante verificar. A máquina irá comparar automaticamente com os desenhos de layout de PCB para verificar erros.

5. Laminado

Aqui, precisamos de uma nova matéria-prima chamada folha semi-curada, que é a placa principal e a placa principal (camada PCB & GT; 4), e o adesivo entre a placa do núcleo e a folha de cobre externa, mas também desempenha um papel no isolamento. A camada inferior de folha de cobre e duas camadas de folha semi-solidificada foram adiantadas através do orifício de posicionamento e a posição fixa da placa de ferro inferior e, em seguida, a placa de núcleo bom também é colocada no orifício de posicionamento e, finalmente, por sua vez, duas camadas de folha semi-solidificada, uma camada de folha de cobre e uma camada de placa de alumínio sob pressão coberta na placa central. A placa PCB presa por uma placa de ferro é colocada no suporte e, em seguida, na prensa a vácuo para laminação. O calor na prensa a quente a vácuo derrete a resina epóxi na folha semicurável, mantendo o núcleo e a folha de cobre juntos sob pressão. Após a laminação, remova a placa de ferro superior que pressiona o PCB. Em seguida, a placa de alumínio pressurizada é removida. A placa de alumínio também desempenha um papel no isolamento de diferentes PCBS e garantindo a folha de cobre lisa na camada externa do PCB. Ambos os lados do PCB são cobertos com uma camada de folha de cobre lisa.

6. Perfuração

Para conectar quatro camadas de folha de cobre que não se tocam em um PCB, primeiro faça furos no PCB e, em seguida, metalize as paredes dos furos para conduzir eletricidade. A máquina de perfuração de raios-X é usada para localizar a placa central da camada interna. A máquina encontrará e localizará automaticamente a posição do orifício na placa do núcleo e, em seguida, fará orifícios de posicionamento para a PCB para garantir que a perfuração a seguir seja feita no centro da posição do orifício. Coloque uma folha de alumínio na máquina de perfuração e, em seguida, coloque o PCB no topo. Para melhorar a eficiência, uma a três placas de PCB idênticas são empilhadas juntas para perfuração de acordo com o número de camadas de PCB. Finalmente, o PCB superior é coberto com uma camada de alumínio, as camadas superior e inferior de alumínio para que, quando a broca perfurar para dentro e para fora, a folha de cobre no PCB não rasgue. No processo de laminação anterior, o epóxi derretido foi extrudado para fora do PCB, por isso precisava ser removido. A fresadora corta a periferia do PCB de acordo com as coordenadas XY corretas.

7. Precipitação química de cobre na parede dos poros

Como quase todos os designs de PCB usam perfurações para conectar diferentes camadas de linhas, uma boa conexão requer um filme de cobre de 25 mícrons na parede do orifício. Essa espessura do filme de cobre é obtida por galvanoplastia, mas a parede do furo é feita de resina epóxi não condutora e placa de fibra de vidro. Portanto, a primeira etapa é acumular uma camada de material condutor na parede do furo e formar um filme de cobre de 1 mícron em toda a superfície do PCB, incluindo a parede do furo, por meio de deposição química. Todo o processo, como o tratamento químico e a limpeza, é controlado por máquinas.

8. Transfira o layout do PCB externo

Em seguida, o layout do PCB externo será transferido para a folha de cobre. O processo é semelhante ao do layout do PCB da placa do núcleo interno, que é transferido para a folha de cobre usando filme fotocopiado e filme fotossensível. A única diferença é que a placa positiva será usada como placa. A transferência do layout PCB interno adota o método de subtração e adota a placa negativa como a placa. PCB coberto por filme fotossensível solidificado é circuito, limpe o filme fotossensível não solidificado, folha de cobre exposta é gravada, circuito de layout de PCB é protegido por filme fotossensível solidificado. O layout externo do PCB é transferido pelo método normal e a placa positiva é usada como placa. A área coberta por um filme curado em um PCB é uma área não linear. Após a limpeza do filme não curado, a galvanoplastia é realizada. Não há filme que possa ser galvanizado e não há filme, primeiro o cobre e depois o estanho. Depois que o filme é removido, o ataque alcalino é realizado e, finalmente, o estanho é removido. O padrão do circuito é deixado na placa porque é protegido por estanho. Prenda o PCB e eletrode o cobre. Conforme mencionado anteriormente, para garantir que o furo tenha boa condutividade elétrica, o filme de cobre galvanizado na parede do furo deve ter espessura de 25 mícrons, de forma que todo o sistema será controlado automaticamente por computador para garantir sua precisão.

9. Gravura de PCB externa

Em seguida, uma linha de montagem automatizada completa completa o processo de gravação. Primeiro, limpe o filme curado na placa PCB. Um álcali forte é então usado para limpar a folha de cobre indesejada que está coberta por ele. Em seguida, o revestimento de estanho na folha de cobre do layout PCB é removido com uma solução de decapagem de estanho. Após a limpeza, o layout de PCB de 4 camadas é concluído.