Na era atual de expansão da tecnologia de segurança digital, desde redes de monitoramento de alta-definição em ruas urbanas até sistemas de controle de acesso e alarme em edifícios inteligentes, a operação estável de vários equipamentos de segurança depende do suporte deplacas de circuito impresso. Como o "centro nevrálgico" dos equipamentos de segurança, o processo de fabricação de PCB integra precisão artesanal e rigoroso controle de qualidade para garantir sua operação estável-de longo prazo em ambientes complexos, estabelecendo uma base sólida de hardware para sistemas de segurança.
1, seleção de materiais: desempenho primeiro
(1) Seleção da adaptabilidade do material do substrato
O desempenho do material do substrato determina diretamente a qualidade básica da placa de circuito impresso. A placa de tecido de vidro com resina epóxi FR-4 tornou-se a escolha preferida para equipamentos de segurança convencionais devido ao seu excelente custo-benefício. Sua temperatura de transição vítrea é geralmente entre 130 graus e 150 graus, e pode manter desempenho de isolamento elétrico estável e resistência mecânica na faixa de temperatura ambiente de -40 graus a 85 graus, atendendo às necessidades de câmeras internas e externas, controladores de controle de acesso comuns e outros equipamentos.
Em ambientes extremos, os substratos cerâmicos apresentam vantagens únicas. Tomando como exemplo o substrato cerâmico de alumina, sua condutividade térmica pode chegar a 20-30W/(m·K), o que é dezenas de vezes maior que o material FR-4. Ele pode dissipar rapidamente o calor gerado por chips de alta potência e é adequado para uso em ambientes de alta temperatura de estações base de monitoramento de campo. Ao mesmo tempo, sua constante dielétrica é tão baixa quanto 9-10, resultando em perda mínima de sinal na banda de frequência 5G, garantindo efetivamente a estabilidade da transmissão de dados e garantindo uma transmissão suave de sinal para equipamentos de segurança em áreas remotas.
(2) Correspondência precisa de materiais condutores
A folha de cobre, como núcleo condutor da placa de circuito impresso, precisa ter parâmetros de desempenho altamente compatíveis com os requisitos do circuito. Os circuitos convencionais geralmente usam folha de cobre eletrolítico com espessura de 18 μm-35 μm, e sua rugosidade superficial Ra é controlada em 0,3-0,5 μm, o que pode efetivamente reduzir a perda de transmissão de sinal de alta frequência. No módulo de potência do sistema de segurança, para transportar altas correntes, é selecionada uma folha de cobre com espessura de 70 μm ou mesmo 105 μm, combinada com um projeto de fiação de grande porte, para controlar a resistência da linha em um nível extremamente baixo e garantir uma transmissão de energia eficiente.
Além disso, com o desenvolvimento da tecnologia, folhas de cobre recozidas de baixo perfil estão sendo gradualmente aplicadas em linhas de sinal de alta-velocidade. Seu tratamento de superfície especial aumenta a resistência da ligação entre a folha de cobre e a camada de isolamento em 30%, ao mesmo tempo que reduz a reflexão do sinal, atendendo aos rigorosos requisitos de integridade do sinal na transmissão de vídeo de alta-definição em equipamentos de segurança.
2, Processo de fabricação central: igual ênfase na precisão e eficiência
(1) Transferência Gráfica: Reprodução Precisa do Design à Entidade
A transferência gráfica é uma etapa crucial na transformação do projeto de circuitos em circuitos físicos. A máquina de pintura com luz usa um feixe de laser para gravar padrões de circuito com uma precisão de ± 5 μm em um substrato de filme e, em seguida, a máquina de exposição usa luz ultravioleta para transferir os padrões para um laminado revestido de cobre revestido com fotorresiste. Para obter circuitos mais finos, a tecnologia LDI avançada tem sido amplamente aplicada, com largura de linha mínima e espaçamento de 2mil/2mil, o que pode atender aos requisitos de fiação de chips integrados de alta-densidade em equipamentos de segurança.
(2) Gravura: a escultura da precisão do circuito
O processo de gravação determina a forma final do circuito. A solução ácida de ataque de cloreto férrico é comumente usada para processamento de circuitos finos e sua taxa de ataque pode ser controlada com precisão em 15-20 μm/min. Através do equipamento de gravação por spray, o erro de uniformidade da gravação pode ser controlado dentro de ± 5%. Para evitar que a corrosão lateral afete a precisão do circuito, a tecnologia moderna adota tecnologia de gravação segmentada, que primeiro remove rapidamente grandes áreas de folha de cobre e, em seguida, reduz a concentração da solução de gravação para gravação fina para garantir que as bordas do circuito estejam limpas.
(3) Laminação de placas multicamadas: construção estável de circuitos-tridimensionais
A laminação de placas de circuito impresso multi{0}}camadas requer controle preciso de temperatura, pressão e tempo. A uma alta temperatura de 180 graus e uma pressão de 10-15 MPa, a resina epóxi na folha semicurada (folha PP) derrete e preenche as lacunas entre as camadas. Após 60-90 minutos de cura, uma forte conexão entre camadas é formada. Para garantir a precisão do alinhamento entre camadas, pinos de posicionamento de alta precisão e tecnologia de perfuração a laser são usados para controlar o deslocamento entre camadas dentro de ± 25 μm, atendendo aos requisitos de transmissão de sinal de alta velocidade para consistência entre camadas.
(4) Tratamento de Superfície: Melhoria do Desempenho e Confiabilidade
Processo de pulverização de estanho: Usando a tecnologia de nivelamento de ar quente, uma camada uniforme de liga de estanho-chumbo é formada na superfície da placa de circuito impresso, com uma espessura de cerca de 1-3 μm e boa soldabilidade. É adequado para equipamentos de segurança de consumo sensíveis ao custo, como câmeras de vigilância doméstica.
Processo de deposição de ouro: usando deposição química para formar uma camada de níquel de 0,05-0,1 μm e uma camada de ouro de 0,02-0,05 μm na superfície do cobre, o que pode prevenir eficazmente a oxidação do cobre, com uma resistência de contato tão baixa quanto 10m Ω ou menos. É comumente usado em interfaces de comunicação de equipamentos de segurança de última geração para garantir uma transmissão de sinal estável.
Processo OSP: Uma película protetora orgânica de 0,2-0,5 μm é formada na superfície do cobre por meio de métodos químicos, que é de baixo-custo e não afeta a precisão do circuito. É adequado para soldagem automatizada e amplamente utilizado na produção em larga escala de equipamentos de segurança.
3, Inspeção de qualidade: a chave para garantir o desempenho
(1) Inspeção de aparência e tamanho
O detector óptico automático AOI pode detectar defeitos de linha tão pequenos quanto 50 μm por meio de tecnologia de imagem multiespectral, com uma taxa de precisão de mais de 99% para identificar curtos-circuitos, circuitos abertos, entalhes e outros problemas. O detector de raios X-AXIX utiliza o princípio da imagem de penetração para exibir claramente a estrutura interna das juntas de solda BGA, detectar indicadores de qualidade de soldagem, como taxa de vazios, e garantir a confiabilidade da soldagem dos principais componentes.
(2) Teste de desempenho elétrico
O testador de agulha voadora pode realizar testes de condutividade em cada nó da rede com uma precisão de teste de 0,1 Ω e pode localizar rapidamente problemas de interrupção de circuito. Para linhas de sinal de alta-velocidade, um analisador de rede é usado para testes de impedância para garantir que o desvio entre a impedância característica e o valor de projeto seja controlado dentro de ± 5%, garantindo a integridade da transmissão do sinal.
(3) Verificação de confiabilidade
Por meio de testes rigorosos, como envelhecimento em alta temperatura, ciclos de alta e baixa temperatura e testes de calor úmido, simule o ambiente hostil dos equipamentos de segurança em uso real para garantir um desempenho estável e confiável de placas de circuito impresso durante operação-de longo prazo.