Une carte de circuit imprimé (PCB) est la carte de la plupart des appareils électroniques modernes qui a des lignes et des pads qui relient les différents points ensemble. Même s’il s’agit d’une petite planche, son processus de production est très compliqué et délicat. Voici une introduction étape par étape au processus de fabrication de PCB avec des images et des vidéos.
Étape 1. Fichier CAO PCB
La première étape de la production de PCB consiste à organiser et à vérifier la disposition du PCB. Les fabricants de PCB prennent les fichiers CAO des sociétés de conception de PCB et les convertissent dans un format unifié - Extended Gerber RS-274X ou Gerber X2, car chaque logiciel de CAO a son propre format de fichier unique. L’ingénieur en électronique vérifiera ensuite si la configuration du PCB est conforme au processus de fabrication, s’il y a des défauts, etc.
Lors de la fabrication de PCB à la maison, la disposition du PCB peut être imprimée sur papier avec une imprimante laser, puis transférée sur un stratifié revêtu de cuivre. Pendant le processus d’impression, étant donné que l’imprimante est sujette au manque d’encre et aux points d’arrêt, il est nécessaire de réapprovisionner manuellement l’encre avec un stylo à base d’huile.
Cependant, les usines utilisent généralement la photocopie pour imprimer la disposition du PCB sur film. S’il s’agit d’un PCB multicouche, le film de mise en page imprimé de chaque couche sera disposé dans l’ordre.
Des trous d’alignement seront ensuite perforés dans le film. L’alignement des trous est très important, et il est essentiel d’aligner les couches du matériau PCB.
Étape 2. Fabrication de plaques
Nettoyez la plaque de cuivre. S’il y a de la poussière, cela peut provoquer un court-circuit ou un circuit ouvert dans le circuit final.
L’image ci-dessous est un exemple de PCB à 8 couches, qui est en fait composé de 3 stratifiés revêtus de cuivre et de 2 films de cuivre, qui sont ensuite liés ensemble avec du préimprégné. La séquence de production commence par les cartes intermédiaires (circuits des couches 4 et 5), empilées successivement, puis fixées. La production de circuits imprimés à 4 couches est similaire, y compris une carte de base et deux films de cuivre.
Étape 3. Couches internes de PCB
Faites d’abord le circuit à deux couches de la carte centrale centrale. Une fois le CCL nettoyé, la surface sera recouverte d’un film photosensible. Le film est durci à la lumière pour former un film protecteur sur la feuille de cuivre.
Insérez le film de trace de PCB à deux couches et le stratifié revêtu de cuivre double couche dans le film de trace PCB supérieur pour assurer un empilement précis des films de traces de PCB supérieurs et inférieurs.
La machine irradie le film photosensible sur la feuille de cuivre avec une lampe UV. Le film transparent est durci à la lumière et il n’y a toujours pas de film photosensible durci. La feuille de cuivre recouverte sous le film durci est nécessaire pour la disposition des PCB, ce qui équivaut au rôle de l’encre d’imprimante laser pour les PCB manuels. De plus, la feuille de cuivre recouverte par le film noir sera corrodée et le film transparent durci sera conservé.
Rincez le film photosensible non durci avec de la lessive, le film durci couvrira le circuit de feuille de cuivre souhaité.
Ensuite, utilisez une base solide, telle que NaOH, pour graver la feuille de cuivre indésirable.
Décollez le film photosensible durci pour exposer la feuille de cuivre pour la disposition de PCB souhaitée.
Étape 4. Conseil et chèque
La carte de base a été produite avec succès. Ensuite, percez des trous d’alignement pour un accès facile à d’autres matériaux.
Une fois que la carte de base est laminée avec d’autres, elle ne peut pas être modifiée. L’inspection des PCB est donc très importante. La machine comparera automatiquement avec la disposition du PCB pour trouver des erreurs.
Les deux premières couches de cartes PCB ont été fabriquées.
Étape 5. Laminage
Une nouvelle matière première appelée Prepreg est introduite ici, qui est un adhésif entre le panneau de base (couches de PCB > 4) et entre le panneau de noyau et la feuille de cuivre extérieure, et agit également comme un isolant.
La feuille de cuivre inférieure et deux couches de préimprégné ont été préfixées à travers le trou de câblage et la plaque de fer inférieure, puis la carte de noyau finie est également placée dans le trou de câblage, et enfin deux couches de préimprégné, une couche de feuille de cuivre et une couche de roulement Plaque d’aluminium pressée recouvre la plaque de noyau.
Pour améliorer l’efficacité du travail, l’usine empile trois cartes PCB différentes avant de les réparer. La plaque de fer supérieure est attirée magnétiquement pour un alignement facile avec la plaque de fer inférieure. Une fois que les deux couches de plaques de fer sont alignées avec succès en insérant les broches de positionnement, la machine comprime autant que possible l’espace entre les plaques de fer, puis les fixe avec des clous.
La carte PCB serrée par la plaque de fer est placée sur le support, puis envoyée à la presse thermique sous vide pour le laminage. La température élevée fait fondre l’époxy dans le préimprégné et maintient le noyau et la feuille de cuivre ensemble sous pression.
Après le collage, retirez la plaque de fer supérieure en appuyant sur le PCB. Retirez ensuite la plaque d’aluminium sous pression. La plaque d’aluminium joue également le rôle d’isoler différents PCB pour assurer la planéité de la feuille de cuivre sur la couche externe du PCB. Enfin, le PCB retiré à ce moment sera recouvert d’une feuille de cuivre lisse.
Étape 6. Percez les trous
Alors, comment connecter les 4 couches de feuilles de cuivre dans le PCB qui ne sont pas en contact les unes avec les autres? D’abord des trous traversants sont faits dans le PCB, puis les parois des trous sont métallisées pour conduire l’électricité.
Posez une couche d’aluminium sur la perforatrice et mettez le PCB dessus. Étant donné que le forage est un processus relativement lent, pour améliorer l’efficacité, 1 à 3 planches identiques sont empilées les unes sur les autres pour percer des trous, en fonction du nombre de couches du PCB. Enfin, recouvrez le PCB le plus haut avec une couche d’aluminium. Les plaques d’aluminium supérieures et inférieures sont utilisées pour empêcher la feuille de cuivre sur le PCB de se déchirer lors du perçage.
Ensuite, il vous suffit de sélectionner le bon programme de perçage sur l’ordinateur, le reste est effectué automatiquement par la machine de perçage. Le foret est entraîné par la pression de l’air et la vitesse maximale peut atteindre 150 000 tr / min. Parce qu’une telle vitesse est suffisante pour assurer la planéité de la paroi du trou.
Le remplacement du foret est également effectué automatiquement par la machine selon le programme. Les plus petits forets peuvent atteindre un diamètre de 100 microns, tandis que le diamètre d’un cheveu humain est de 150 microns.
Dans le processus précédent, l’époxy fondu était extrudé hors du PCB, il fallait donc le couper. Ici, la fraiseuse de copie coupe la périphérie du PCB en fonction de ses coordonnées XY correctes.
Étape 7. Précipitation chimique du cuivre sur les trous
Étant donné que presque toutes les conceptions de circuits imprimés utilisent des trous traversants pour connecter des lignes sur différentes couches, une bonne connexion nécessite un film de cuivre de 25 microns sur les parois des trous. L’épaisseur du film de cuivre doit être obtenue par galvanoplastie, mais les parois des trous sont composées de résine époxy non conductrice et de panneaux de fibre de verre. La première étape consiste donc à déposer une couche de matériau conducteur sur la paroi du trou pour former un film de cuivre de 1 micron sur toute la surface du PCB par dépôt chimique. L’ensemble du processus de traitement chimique, de nettoyage, etc. est contrôlé par la machine.
Ensuite, transférez la couche externe du PCB sur la feuille de cuivre. Le processus est similaire au principe de transfert de la carte centrale interne PCB précédente. La disposition du PCB est transférée à la feuille de cuivre au moyen d’un film de photo-impression et d’un film photosensible. La seule différence est que les points positifs seront utilisés comme planches.
Le transfert de la disposition interne du PCB décrit ci-dessus utilise la soustraction, avec le négatif comme carte. Le PCB est recouvert par le film photosensible durci en tant que circuit et le film non durci est nettoyé. Une fois la feuille de cuivre exposée gravée, le circuit de disposition du circuit imprimé est protégé par le film durci. Le transfert de la disposition PCB de la couche externe adopte la méthode normale, et le film positif est la carte. La zone hors circuit est recouverte par un film photosensible durci sur le PCB. Après avoir nettoyé le film non durci, la galvanoplastie est effectuée. Les endroits avec des films ne peuvent pas être galvanisés, et les endroits sans films sont plaqués avec du cuivre puis étamés. Une fois le film retiré, une gravure alcaline est effectuée et l’étain est finalement retiré.
Placez le PCB nettoyé des deux côtés de la feuille de cuivre dans la plastifieuse et appuyez sur le moule photosensible sur la feuille de cuivre.
Les films de disposition PCB supérieurs et inférieurs imprimés sont fixés à travers les trous et la carte PCB est placée au milieu. Ensuite, le film photosensible sous le film transmettant la lumière est durci par l’irradiation de la lampe UV, qui est le circuit qui doit être réservé.
Après avoir nettoyé le film photosensible indésirable et non durci, inspectez la carte PCB.
Le PCB est serré avec des clips et plaqué cuivre. Comme mentionné précédemment, afin d’assurer une conductivité suffisante du trou, le film de cuivre plaqué sur la paroi du trou doit avoir une épaisseur de 25 microns, de sorte que l’ensemble du système sera automatiquement contrôlé par l’ordinateur pour assurer sa précision.
Une fois le film de cuivre galvanisé, l’ordinateur donne des instructions pour galvaniser une fine couche d’étain. Ensuite, vérifiez que le cuivre et l’étain ont la bonne épaisseur.
Ensuite, une chaîne de montage automatisée complète complète complète le processus de gravure. Ensuite, nettoyez le film photosensible durci sur le PCB.
Ensuite, utilisez un alcali fort pour nettoyer la feuille de cuivre indésirable qu’il recouvre.
Enfin, décollez la couche étamée sur la feuille de cuivre de la disposition PCB avec du liquide de décapage d’étain. Après le nettoyage, la disposition du circuit imprimé à 4 couches est terminée.
