Nos dispositivos eletrônicos modernos, seja um minúsculo smartwatch ou um supercomputador complexo,placa de circuito impressocarrega as conexões elétricas dos componentes eletrônicos e é a chave para realizar as funções dos produtos eletrônicos. O seu processo produtivo é complexo e preciso, envolvendo inúmeras etapas do processo, cada uma das quais desempenha um papel decisivo no desempenho e na qualidade do produto final.
Seleção e corte de materiais: Construindo uma base sólida para a produção de placas de circuito impresso
Matérias-primas cuidadosamente selecionadas
Selecione laminados-revestidos de cobre adequados de acordo com os requisitos do projeto. O laminado revestido de cobre é composto de folha de cobre e substrato isolante. Substratos isolantes comuns incluem resina epóxi de fibra de vidro, poliimida, etc. Diferentes substratos têm diferentes propriedades elétricas, mecânicas e térmicas. O FR-4 é adequado para a maioria dos produtos eletrônicos comuns, enquanto o PI tem melhor desempenho em cenários de aplicação especiais, como alta temperatura e alta frequência. Ao mesmo tempo, é necessário determinar a espessura da folha de cobre para laminados revestidos de cobre, que geralmente incluem espessuras de 18 μm, 35 μm, 70 μm, etc., com base em fatores como a capacidade de corrente e requisitos de transmissão de sinal da placa de circuito.
Operação de corte precisa
Use equipamentos de corte, como máquinas de corte CNC, para cortar laminados revestidos de cobre de-tamanho grande-em pedaços pequenos que sejam adequados para produção e processamento subsequentes. Ao cortar, a precisão dimensional é estritamente necessária e o erro geralmente é controlado dentro de uma faixa muito pequena, como ± 0,1 mm, para atender aos requisitos do projeto. Ao mesmo tempo, preste atenção ao nivelamento do corte para evitar rebarbas ou irregularidades nas bordas da placa, para não afetar os procedimentos de processamento subsequentes.
Escultura de camada interna: construção de circuitos centrais de PCB
Pré-processamento de transferência gráfica interna
Após o corte, a superfície da placa-revestida de cobre deve ser limpa e áspera primeiro. A limpeza visa remover impurezas como óleo e poeira da superfície da placa e pode ser conseguida combinando agentes de limpeza químicos com esfregação física. O tratamento de engrossamento utiliza métodos como ataque químico ou retificação mecânica para tornar a superfície da placa áspera e aumentar a adesão entre o filme seco e a superfície da placa durante a laminação subsequente. Posteriormente, é realizado um tratamento de micro-ataque para remover ainda mais a camada de óxido superficial e ativar a superfície de cobre. A quantidade de microgravação é geralmente controlada em torno de 1-2 μm.
Prensagem de filmes e desenvolvimento de exposição
Aplique a película seca na superfície do laminado-revestido de cobre tratado por prensagem a quente. Os parâmetros de temperatura, pressão e velocidade do processo de laminação precisam ser ajustados com base nas características do filme seco e na condição da folha. Geralmente, a temperatura de laminação está entre 100-120 graus C, a pressão está em torno de 3-5kg/cm² e a velocidade está em torno de 1-2m/min. Em seguida, coloque a placa laminada revestida de cobre sob a máquina de exposição e exponha o filme seco à luz ultravioleta de acordo com o padrão do circuito da camada interna no arquivo Gerber. A energia de exposição deve ser controlada com precisão. Se for muito alto, o filme seco ficará superexposto e os gráficos ficarão deformados. Se for muito baixo, a exposição do filme seco será insuficiente e os gráficos ficarão desfocados. A energia de exposição é normalmente ajustada entre 80-150mJ/cm² de acordo com o tipo e espessura do filme seco. Posteriormente, o filme seco não exposto foi dissolvido e removido usando um revelador, e o padrão de filme seco exposto foi retido, atingindo o objetivo de transferir o padrão do circuito da camada interna da lima Gerber para o laminado revestido de cobre. A concentração, temperatura e tempo de desenvolvimento do revelador precisam ser rigorosamente controlados. Por exemplo, a concentração do revelador é geralmente em torno de 1% -3%, a temperatura está entre 30-35 graus C e o tempo de desenvolvimento é em torno de 60-90s.
Gravação e detecção de camada interna
Coloque o laminado-revestido de cobre revelado em uma solução de ataque químico, que corroerá a folha de cobre que não está protegida pela película seca, formando assim um circuito de camada interna. Soluções de ataque ácido, como solução de ataque com cloreto de cobre, são frequentemente usadas como soluções de ataque. Durante o processo de gravação, parâmetros como concentração, temperatura e taxa de gravação da solução de gravação precisam ser controlados. A concentração da solução de gravação é geralmente em torno de 1-2mol/L, a temperatura está entre 40-50 graus C e a velocidade de gravação varia de 1-3 μ m/min dependendo da densidade da linha e do equipamento de gravação. Após a gravação, limpe a placa revestida de cobre gravada para remover a solução de gravação residual e os íons de cobre. Finalmente, use equipamento automático de inspeção óptica para realizar inspeções no circuito interno. O equipamento AOI usa imagem óptica e tecnologia de análise de imagem para verificar defeitos como circuitos abertos, curtos-circuitos e larguras de linha inconsistentes no circuito. Quando a diferença exceder o limite definido, ela será marcada como um ponto de defeito.
Processo de compactação: criação de estrutura de PCB multi{0}}camadas
Browning aumenta a força de ligação
Execute o tratamento de escurecimento na placa de circuito interno para gerar uma película de escurecimento uniforme, áspera e quimicamente ativa na superfície do cobre. Durante o processo de escurecimento, a solução de escurecimento sofre uma reação química com a superfície do cobre, e a espessura da película de escurecimento é geralmente em torno de 0,5-1,5 μm. O filme escurecido pode aumentar a adesão entre o circuito da camada interna e a folha semicurada, evitando efetivamente a ocorrência de delaminação.
Empilhamento preciso e compressão de alta temperatura e alta pressão
De acordo com as camadas de projeto, as placas de circuito da camada interna e as folhas semicuradas que passaram pelo tratamento de escurecimento são empilhadas em uma ordem específica. Ao laminar, é necessário garantir o posicionamento preciso de cada camada e controlar o erro dentro de uma faixa muito pequena, como ± 0,05 mm. Durante o processo de laminação, a folha semicurada unirá as placas de circuito de cada camada e preencherá as lacunas entre as camadas. Depois, coloque as placas multi{4}}camadas empilhadas na máquina de laminação para laminação. A máquina de laminação derrete e faz fluir a folha semi{6}}sólida através de alta temperatura e alta pressão, unindo firmemente as camadas das placas de circuito para formar uma estrutura de placa multi-camadas. Os parâmetros como temperatura, pressão e tempo de prensagem durante o processo de prensagem precisam ser ajustados com precisão com base em fatores como tipo de placa, número de camadas e características da chapa semicurada. O tempo de prensagem é geralmente em torno de 60-120 minutos.
O pós-processamento melhora a qualidade
Após a laminação, a placa multi-camadas precisa passar por pós{1}}processamento para remover o excesso de materiais, como excesso de cola, das bordas da placa, e para polir e chanfrar as bordas da placa para melhorar a qualidade da aparência e as propriedades mecânicas da placa multi-camadas.
Operação de perfuração: Abrir canais de conexão elétrica
Caminho de planejamento de programação de perfuração
Com base nas informações do{0}furo passante no arquivo Gerber, programe o equipamento de perfuração para determinar a posição das coordenadas, o tamanho da abertura, a sequência de perfuração e outras informações para cada furo-passante. Ao programar, é importante equilibrar a eficiência e a qualidade da perfuração, otimizar a sequência de perfuração e reduzir o tempo ocioso do equipamento de perfuração.
Perfuração precisa e limpeza de paredes de furos
Use uma furadeira CNC para fazer furos de acordo com os parâmetros programados. Ao perfurar, é necessário controlar rigorosamente parâmetros como velocidade de perfuração, taxa de avanço e velocidade da broca. Para brocas de diferentes diâmetros e diferentes materiais de chapa, esses parâmetros precisam ser ajustados de acordo. Por exemplo, para brocas com diâmetros menores, como 0,2 mm, a velocidade de perfuração deve ser reduzida adequadamente para evitar que a broca quebre; Para materiais em folha mais duros, pode ser necessário aumentar a velocidade de perfuração. Durante o processo de furação é necessário garantir a precisão do diâmetro do furo, com erro geralmente controlado em ± 0,05mm. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção à verticalidade do furo para evitar furos inclinados, pois podem afetar a posterior metalização e a qualidade da conexão elétrica do furo. Após a conclusão da perfuração, a parede do furo deve ser limpa para remover detritos, manchas de óleo e outras impurezas geradas durante o processo de perfuração. Sopro de ar de alta pressão, limpeza química e outros métodos podem ser usados para garantir que a parede do furo esteja limpa e seca, preparando-se para a subsequente metalização do furo.
Metalização de furos e galvanoplastia: dotando as paredes dos furos de condutividade
Tratamento de ativação de metalização de poros
Em primeiro lugar, ative a parede dos poros para ativar a superfície de cobre da parede dos poros, o que facilita o progresso suave do subsequente revestimento químico de cobre. O tratamento de ativação geralmente utiliza solução de sal de paládio, que adsorve uma camada de átomos de paládio na superfície de cobre da parede dos poros por meio de reação química, servindo como centro catalítico para o revestimento de cobre sem eletrólito. Durante o processo de ativação, é necessário controlar a concentração, temperatura e tempo de tratamento da solução de ativação. A concentração da solução de ativação é geralmente em torno de 0,1-0,3g/L, a temperatura está entre 30-40 graus C e o tempo de tratamento é em torno de 3-5 minutos.
Revestimento químico de cobre e espessamento de galvanoplastia
Execute o revestimento de cobre eletrolítico nas paredes dos poros ativados. A solução química de revestimento de cobre contém sais de cobre, agentes redutores e outros componentes. Sob a catálise dos átomos de paládio, os íons de cobre são reduzidos a átomos de cobre na parede dos poros, formando uma fina camada de cobre na parede dos poros. Durante o processo de revestimento de cobre sem eletrólito, é necessário controlar rigorosamente parâmetros como concentração, temperatura, valor de pH e tempo de revestimento da solução de revestimento. A concentração da solução de revestimento é geralmente 10-20g/L de sulfato de cobre e 5-10g/L de formaldeído, e a temperatura está entre 25-35 graus C. A camada de cobre formada pelo revestimento de cobre sem eletrólito é relativamente fina e, para atender aos requisitos de desempenho elétrico, o espessamento da galvanoplastia também é necessário. Ao galvanizar, uma camada de cobre com uma espessura especificada é galvanizada na pele de cobre exposta ou na parede do orifício do padrão do circuito, e camadas de ouro, níquel ou estanho são galvanizadas conforme necessário. O processo de galvanoplastia também requer controle preciso de parâmetros como composição, concentração, temperatura e densidade de corrente da solução de galvanização para garantir espessura de revestimento uniforme e excelente desempenho.
Modelagem da camada externa: Melhore o layout do circuito PCB
Pré--processamento externo e transferência gráfica
Semelhante à camada interna, primeiro limpe a superfície externa para remover poluentes. Em seguida, execute operações de laminação, exposição e revelação para transferir o padrão de circuito externo projetado para a placa. O controle dos parâmetros do processo para prensagem, exposição e revelação do filme é semelhante ao da produção do circuito da camada interna, mas devido à complexidade da produção do circuito da camada externa e aos requisitos de maior precisão, a precisão do controle de cada parâmetro também é mais rigorosa.
Galvanoplastia gráfica e formação de gravação
Execute galvanoplastia gráfica no padrão de circuito exposto e desenvolvido para engrossar o circuito. Após a conclusão da galvanoplastia, remova o filme seco e, em seguida, use a solução de ataque para gravar a camada de cobre desprotegida, formando o circuito final da camada externa. Posteriormente, os tratamentos subsequentes, como a remoção do estanho, serão realizados conforme necessário para atingir os requisitos de projeto do circuito.
Proteção externa: Cuidado com a segurança do circuito PCB
Máscara de solda foto-sensível e tratamento de superfície
Aplique uma camada de tinta de máscara de solda fotossensível na placa e forme uma camada de máscara de solda por meio de exposição e revelação para proteger o circuito contra soldagem acidental. Ao mesmo tempo, o tratamento de superfície, como o tratamento químico de níquel-ouro, é realizado para melhorar o desempenho da soldagem e a resistência à corrosão. No processo de tratamento químico de níquel-ouro, o revestimento de níquel é primeiro seguido pelo revestimento de ouro. A camada de níquel pode bloquear a difusão do cobre, enquanto a camada de ouro tem boa resistência à oxidação e condutividade, o que pode melhorar significativamente o desempenho e a confiabilidade do PCB.
Texto de serigrafia e símbolos de marcação
A impressão de texto e símbolos de marcação na placa facilita a montagem e manutenção subsequentes, proporcionando comodidade para a produção, depuração e manutenção de produtos eletrônicos.
Testando embalagens: garantindo entrega de qualidade de PCB
Cuidadosamente embalado e entregue com segurança
Depois de passar na inspeção, a placa PCB é embalada a vácuo e embalada para envio para garantir que o produto não seja danificado durante o transporte e entregue sem problemas ao cliente.