processus de fabrication de circuits imprimés

PCB (Printed Circuit Board), le nom chinois est appelé circuit imprimé, également connu sous le nom de circuit imprimé, est un composant électronique important, est le corps de support des composants électroniques. Parce qu’il est produit par impression électronique, on l’appelle un circuit imprimé « imprimé ».

Avant le PCBS, les circuits étaient constitués de câblages point à point. La fiabilité de cette méthode est très faible, car à mesure que le circuit vieillit, la rupture de la ligne entraînera la rupture ou le court-circuit du nœud de la ligne. La technologie d'enroulement de fil constitue une avancée majeure dans la technologie des circuits, qui améliore la durabilité et la capacité de remplacement de la ligne en enroulant le fil de petit diamètre autour du poteau au point de connexion.

À mesure que l'industrie électronique évoluait des tubes à vide et des relais vers les semi-conducteurs et les circuits intégrés en silicium, la taille et le prix des composants électroniques ont également diminué. Les produits électroniques apparaissent de plus en plus dans le secteur grand public, incitant les fabricants à rechercher des solutions plus petites et plus rentables. Ainsi, le PCB est né.

Processus de fabrication des PCB

La production de PCB est très complexe, en prenant comme exemple les cartes imprimées à quatre couches, son processus de production comprend principalement la disposition des PCB, la production de cartes de base, le transfert de la disposition interne des PCB, le perçage et l'inspection des cartes de base, le laminage, le perçage, la précipitation chimique du cuivre dans les parois des trous. , transfert de disposition de PCB externe, gravure de PCB externe et autres étapes.

1, disposition des circuits imprimés

La première étape de la production de PCB consiste à organiser et à vérifier la disposition du PCB. L'usine de fabrication de PCB reçoit des fichiers CAO de la société de conception de PCB, et comme chaque logiciel de CAO a son propre format de fichier unique, l'usine de PCB les traduit en un format unifié – Extended Gerber RS-274X ou Gerber X2. Ensuite, l'ingénieur de l'usine vérifiera si la disposition du PCB est conforme au processus de production et s'il existe des défauts ou autres problèmes.

2, production de plaques centrales

Nettoyez la plaque plaquée de cuivre. S'il y a de la poussière, cela peut entraîner un court-circuit ou une rupture du circuit final.

Un PCB à 8 couches : il est en fait constitué de 3 plaques recouvertes de cuivre (plaques centrales) plus 2 films de cuivre, puis collées avec des feuilles semi-durcies. La séquence de production commence à partir de la plaque centrale centrale (4 ou 5 couches de lignes) et est constamment empilée puis fixée. La production de PCB à 4 couches est similaire, mais n'utilise qu'une seule carte mère et deux films de cuivre.

3, le transfert de disposition interne du PCB

Tout d'abord, les deux couches de la carte Core la plus centrale (Core) sont réalisées. Après nettoyage, la plaque cuivrée est recouverte d'un film photosensible. Le film se solidifie lorsqu'il est exposé à la lumière, formant un film protecteur sur la feuille de cuivre de la plaque plaquée de cuivre.

Le film de disposition PCB à deux couches et la plaque plaquée de cuivre double couche sont finalement insérés dans le film de disposition PCB de couche supérieure pour garantir que les couches supérieure et inférieure du film de disposition PCB sont empilées avec précision.

Le sensibilisateur irradie le film sensible de la feuille de cuivre avec une lampe UV. Sous le film transparent, le film sensible est durci, et sous le film opaque, il n'y a toujours pas de film sensible durci. La feuille de cuivre recouverte sous le film photosensible durci constitue la ligne de disposition des PCB requise, ce qui équivaut au rôle de l'encre d'une imprimante laser pour les PCB manuels.

Ensuite, le film photosensible non durci est nettoyé avec de la lessive et la ligne de feuille de cuivre requise sera recouverte par le film photosensible durci.

La feuille de cuivre indésirable est ensuite éliminée avec un alcali fort, tel que NaOH.

Détachez le film photosensible durci pour exposer la feuille de cuivre requise pour les lignes de disposition des PCB.

4, perçage et inspection de la plaque centrale

La plaque centrale a été réalisée avec succès. Percez ensuite un trou correspondant dans la plaque centrale pour faciliter l'alignement avec d'autres matières premières.

Une fois que la carte mère est pressée avec d'autres couches de PCB, elle ne peut plus être modifiée, l'inspection est donc très importante. La machine comparera automatiquement avec les dessins de disposition du PCB pour vérifier les erreurs.

5. Stratifié

Ici, une nouvelle matière première appelée feuille semi-durcissante est nécessaire, qui est l'adhésif entre le panneau central et le panneau central (numéro de couche PCB > 4), ainsi que le panneau central et la feuille de cuivre externe, et joue également le rôle d'isolation.

La feuille de cuivre inférieure et deux couches de feuille semi-durcie ont été fixées à l'avance à travers le trou d'alignement et la plaque de fer inférieure, puis la plaque centrale fabriquée est également placée dans le trou d'alignement, et enfin les deux couches de feuille de cuivre semi-durcie. Une feuille de cuivre, une couche de feuille de cuivre et une couche de plaque d'aluminium sous pression sont recouvertes tour à tour sur la plaque centrale.

Les cartes PCB fixées par des plaques de fer sont placées sur le support, puis envoyées à la presse chaude sous vide pour laminage. La température élevée de la presse à chaud sous vide fait fondre la résine époxy dans la feuille semi-durcie, maintenant les plaques centrales et la feuille de cuivre ensemble sous pression.

Une fois le laminage terminé, retirez la plaque de fer supérieure en appuyant sur le PCB. Ensuite, la plaque d'aluminium sous pression est retirée et la plaque d'aluminium joue également la responsabilité d'isoler les différents PCB et de garantir que la feuille de cuivre sur la couche externe du PCB est lisse. À ce stade, les deux côtés du PCB retiré seront recouverts d’une couche de feuille de cuivre lisse.

6. Forage

Pour connecter ensemble les quatre couches de feuille de cuivre sans contact dans le PCB, percez d'abord une perforation en haut et en bas pour ouvrir le PCB, puis métallisez la paroi du trou pour conduire l'électricité.

La perceuse à rayons X est utilisée pour localiser la carte centrale interne, et la machine trouvera et localisera automatiquement le trou sur la carte centrale, puis percera le trou de positionnement sur le PCB pour garantir que le prochain perçage passe par le centre de le trou.

Placez une couche de feuille d'aluminium sur la poinçonneuse et placez le PCB dessus. Afin d'améliorer l'efficacité, 1 à 3 cartes PCB identiques seront empilées pour perforation en fonction du nombre de couches de PCB. Enfin, une couche de plaque d'aluminium est recouverte sur le PCB supérieur, et les couches supérieure et inférieure de plaque d'aluminium sont telles que lorsque le foret perce et perce, la feuille de cuivre sur le PCB ne se déchirera pas.

Lors du processus de laminage précédent, la résine époxy fondue était pressée vers l'extérieur du PCB, elle devait donc être retirée. La fraiseuse de profilés coupe la périphérie du PCB selon les coordonnées XY correctes.

7. Précipitation chimique du cuivre de la paroi des pores

Étant donné que presque toutes les conceptions de PCB utilisent des perforations pour connecter différentes couches de câblage, une bonne connexion nécessite un film de cuivre de 25 microns sur la paroi du trou. Cette épaisseur de film de cuivre doit être obtenue par galvanoplastie, mais la paroi du trou est composée de résine époxy non conductrice et de panneaux de fibre de verre.

Par conséquent, la première étape consiste à accumuler une couche de matériau conducteur sur la paroi du trou et à former un film de cuivre de 1 micron sur toute la surface du PCB, y compris la paroi du trou, par dépôt chimique. L’ensemble du processus, comme le traitement chimique et le nettoyage, est contrôlé par la machine.

PCB fixe

Nettoyer le PCB

PCB d'expédition

8, le transfert de disposition externe du PCB

Ensuite, la disposition externe du PCB sera transférée sur la feuille de cuivre, et le processus est similaire au principe précédent de transfert de la disposition du PCB interne, qui consiste à utiliser un film photocopié et un film sensible pour transférer la disposition du PCB sur la feuille de cuivre, le la seule différence est que le film positif sera utilisé comme planche.

Le transfert de disposition interne du PCB adopte la méthode de soustraction et le film négatif est utilisé comme carte. Le PCB est recouvert par le film photographique solidifié pour la ligne, nettoyez le film photographique non solidifié, la feuille de cuivre exposée est gravée, la ligne de disposition du PCB est protégée par le film photographique solidifié et laissée.

Le transfert de disposition externe du PCB adopte la méthode normale et le film positif est utilisé comme carte. Le PCB est recouvert d'un film photosensible durci pour la zone non linéaire. Après avoir nettoyé le film photosensible non durci, une galvanoplastie est réalisée. Là où il y a un film, il ne peut pas être galvanisé, et là où il n’y a pas de film, il est plaqué de cuivre puis d’étain. Une fois le film retiré, une gravure alcaline est effectuée et enfin l'étain est retiré. Le motif de ligne est laissé sur le tableau car il est protégé par de l'étain.

Fixez le PCB et galvanisez le cuivre dessus. Comme mentionné précédemment, afin de garantir que le trou a une conductivité suffisamment bonne, le film de cuivre galvanisé sur la paroi du trou doit avoir une épaisseur de 25 microns, de sorte que l'ensemble du système sera automatiquement contrôlé par un ordinateur pour garantir sa précision.

9, gravure externe de PCB

Le processus de gravure est ensuite complété par un pipeline entièrement automatisé. Tout d'abord, le film photosensible durci sur la carte PCB est nettoyé. Il est ensuite lavé avec un alcali fort pour éliminer la feuille de cuivre indésirable qu'il recouvre. Retirez ensuite le revêtement d'étain sur la feuille de cuivre du circuit imprimé avec la solution de désétamage. Après le nettoyage, la disposition du PCB à 4 couches est terminée.