PCB Tecnico - Produzione di schede PCB a 4 strati

Layout PCB

Il primo passo nella produzione di PCB è organizzare e controllare il layout PCB (Layout). La fabbrica di produzione PCB riceve i file CAD dalla società di progettazione PCB. Poiché ogni software CAD ha il proprio formato di file unico, la fabbrica PCB lo convertirà in un formato unificato Extended Gerber RS-274X o Gerber X2. Quindi gli ingegneri della fabbrica controlleranno se il layout PCB è conforme al processo di produzione e se ci sono difetti e altri problemi.

Nel primo numero di informazioni PCB fatte in casa, il layout PCB è stato stampato su carta con una stampante laser e quindi trasferito al laminato rivestito di rame. Ma nel processo di stampa, poiché la stampante è soggetta a mancanza di inchiostro e punti di rottura, è necessario riempire manualmente l'inchiostro con una penna a base di olio.

La produzione su piccola scala va bene, ma se questo difetto viene trapiantato nella produzione industriale, ridurrà notevolmente l'efficienza produttiva. Pertanto, la fabbrica utilizza generalmente la fotocopia per stampare il layout PCB sul film. Se si tratta di una scheda PCB multistrato, il film di layout fotocopiato per ogni strato sarà organizzato in ordine. Quindi il film sarà perforato con fori di allineamento. I fori di allineamento sono molto importanti. Successivamente, al fine di allineare i materiali di ogni strato del PCB, è necessario fare affidamento sui fori di allineamento.

Produzione di pannelli di base

Pulire il laminato rivestito di rame, se c'è polvere, può causare il cortocircuito o rotto del circuito finale.

Trasferimento interno del layout PCB

Pertanto, il circuito a due strati della scheda centrale (core) deve essere fatto prima. Dopo che il laminato rivestito di rame è stato pulito, sarà coperto con un film fotosensibile sulla superficie. Questo film si solidificherà quando esposto alla luce, formando una pellicola protettiva sul foglio di rame del laminato rivestito di rame.

Inserire il film di layout PCB a due strati e il laminato rivestito di rame a doppio strato e infine inserire il film di layout PCB superiore per garantire che i film di layout PCB superiore e inferiore siano impilati accuratamente.

La macchina fotosensibile irradia il film fotosensibile sul foglio di rame con una lampada UV. Il film fotosensibile viene curato sotto il film trasmittente della luce e non c'è ancora film fotosensibile polimerizzato sotto il film opaco. Il foglio di rame coperto sotto il film fotosensibile polimerizzato è il circuito di layout PCB richiesto, che è equivalente alla funzione dell'inchiostro della stampante laser del PCB manuale. Nel layout PCB di carta della stampante laser nell'ultimo numero, il foglio di rame da tenere sotto il toner nero è coperto. In questo periodo, il foglio di rame coperto dal film nero sarà corroso via e il film trasparente sarà conservato a causa della polimerizzazione del film fotosensibile.

Quindi usi la liscivia per pulire il film fotosensibile non indurito e il circuito di lamina di rame richiesto sarà coperto dal film fotosensibile indurito.

Incisione interna del bordo del nucleo

Quindi utilizzare una base forte, come NaOH, per incidere via il foglio di rame inutile.

Togliere il film fotosensibile polimerizzato per esporre il foglio di rame del layout PCB richiesto.

Punzonatura e ispezione del bordo centrale

La scheda centrale è stata prodotta con successo. Quindi perforare fori di allineamento sulla scheda centrale per facilitare l'allineamento con altri materiali.

Una volta che la scheda centrale è premuta insieme ad altri strati di PCB, non può essere modificata, quindi l'ispezione è molto importante. La macchina si confronterà automaticamente con il disegno del layout PCB per controllare gli errori.

Sono stati realizzati i primi due strati di schede PCB.

laminato

Una nuova materia prima è necessaria qui chiamata prepreg (Prepreg), che è l'adesivo tra la scheda centrale e la scheda centrale (il numero di strati PCB>4), così come la scheda centrale e la lamina esterna di rame, e funge anche da isolamento.

Il foglio di rame inferiore e i due strati di prepreg sono stati fissati in anticipo attraverso il foro di allineamento e la piastra di ferro inferiore, e poi la scheda del nucleo finito è anche posizionata nel foro di allineamento e infine i due strati di prepreg, uno strato di foglio di rame e uno strato di piastra di alluminio cuscinetto a pressione copre la piastra del nucleo.

Al fine di migliorare l'efficienza del lavoro, questa fabbrica impilerà tre schede PCB diverse insieme prima di fissarle. La piastra superiore di ferro è attratta magneticamente per facilitare l'allineamento con la piastra inferiore di ferro. Dopo che i due strati di piastre di ferro sono allineati con successo inserendo i perni di allineamento, la macchina comprime il più possibile lo spazio tra le piastre di ferro e quindi li fissa con chiodi.

Le schede PCB bloccate dalle piastre di ferro sono posizionate sul supporto e quindi inviate alla pressa termica sottovuoto per la laminazione. L'alta temperatura nella pressa a caldo sottovuoto può sciogliere la resina epossidica nel prepreg e fissare le schede del nucleo e le pellicole di rame insieme sotto pressione.

Una volta completata la laminazione, rimuovere la piastra di ferro superiore che preme il PCB. Quindi rimuovere la piastra di alluminio portante a pressione. La piastra di alluminio ha anche la responsabilità di isolare PCB diversi e garantire la scorrevolezza del foglio di rame esterno del PCB. Entrambi i lati del PCB estratto in questo momento saranno coperti da uno strato di foglio di rame liscio.

perforazione

Quindi come collegare 4 strati di fogli di rame che non sono a contatto tra loro nel PCB? In primo luogo, perforare attraverso il foro passante attraverso il PCB, e quindi metallizzare la parete del foro per condurre l'elettricità.

Utilizzare la macchina di perforazione a raggi X per individuare la scheda interna del nucleo. La macchina troverà e localizzerà automaticamente il foro sulla scheda centrale e quindi perfora il foro di posizionamento sul PCB per garantire che il foro successivo sia forato dal centro del foro. passa.

Mettere uno strato di piastra di alluminio sulla macchina punzonatrice e quindi mettere il PCB su di essa. Poiché la perforazione è un processo relativamente lento, al fine di migliorare l'efficienza, in base al numero di strati del PCB, da 1 a 3 schede PCB identiche sono impilate insieme per la perforazione. Infine, coprire il PCB più alto con uno strato di piastra di alluminio. Gli strati superiori e inferiori della piastra di alluminio sono utilizzati per impedire che la lamina di rame sul PCB si strappi quando la punta trapano dentro e fuori.

Successivamente, l'operatore deve solo selezionare il programma di perforazione corretto e il resto viene fatto automaticamente dalla perforatrice. La punta del trapano della perforatrice è guidata dalla pressione dell'aria e la velocità massima di rotazione può raggiungere 150.000 giri al minuto. Una tale velocità di rotazione elevata è sufficiente per garantire la scorrevolezza della parete del foro.

La sostituzione della punta del trapano viene completata automaticamente dalla macchina secondo il programma. La punta più piccola può raggiungere un diametro di 100 micron, mentre il diametro di un capello umano è di 150 micron.

Nel precedente processo di laminazione, l'epossidico fuso è stato spremuto fuori dal PCB, quindi ha dovuto essere tagliato. La fresatrice profilatrice taglia la sua periferia secondo le corrette coordinate XY del PCB.

Precipitazione chimica di rame sulla parete del foro

Poiché quasi tutti i progetti PCB utilizzano perforazioni per collegare diversi strati di linee, una buona connessione richiede una pellicola di rame da 25 micron sulla parete del foro. Lo spessore del film di rame deve essere realizzato mediante galvanizzazione, ma la parete del foro è composta da resina epossidica non conduttiva e bordo della fibra di vetro. Quindi il primo passo è depositare uno strato di materiale conduttivo sulla parete del foro e formare un film di rame da 1 micron sull'intera superficie del PCB mediante deposizione chimica, compresa la parete del foro. L'intero processo come il trattamento chimico e la pulizia è controllato dalla macchina.

Fissaggio PCB-Pulizia PCB-Trasportare PCB-Pellicola di rame di precipitazione chimica

Trasferimento esterno del layout PCB

Successivamente, il layout PCB dello strato esterno verrà trasferito alla lamina di rame. Il processo è simile al principio di trasferimento precedente del layout interno del PCB della scheda centrale. Il layout PCB viene trasferito al foglio di rame fotocopiando il film e il film fotosensibile. L'unica differenza è Sì, i film positivi saranno usati come tabellone.

Fissare il film stampato di layout PCB degli strati superiori e inferiori attraverso i fori di posizionamento e mettere la scheda PCB nel mezzo. Poi, il film fotosensibile sotto il film trasmittente della luce viene curato dall'irradiazione della lampada UV, che è il circuito che deve essere riservato.

Dopo aver pulito il film fotosensibile inutile e non indurito, ispezionarlo.

Bloccare il PCB con morsetti e galvanizzare il rame. Come accennato in precedenza, al fine di garantire che i fori abbiano una conducibilità sufficiente, il film di rame placcato sulle pareti del foro deve avere uno spessore di 25 micron, in modo che l'intero sistema sarà controllato automaticamente dal computer per garantirne la precisione.

Controllo fisso PCB-computer e galvanizzazione in rame

Dopo che il film di rame è galvanizzato, il computer disporrà di galvanizzare un sottile strato di stagno.

Dopo aver scaricato la scheda PCB stagnata, controllare che lo spessore del rame placcato e dello stagno sia corretto.

Incisione esterna del PCB

Successivamente, una linea di assemblaggio automatica completa il processo di incisione. In primo luogo, pulire il film fotosensibile polimerizzato sul PCB.

Quindi utilizzare un forte alcali per pulire il foglio di rame inutile coperto da esso.

Quindi utilizzare la soluzione di stripping di stagno per stripping la placcatura di stagno sul foglio di rame di layout PCB. Dopo la pulizia, il layout PCB a 4 strati è completo.