Processo di produzione di PCB | 16 passaggi per creare una scheda PCB

"La fabbricazione di PCB è molto importante nell'industria dei PCB, è strettamente correlata alla progettazione di PCB, ma conosci davvero tutte le fasi di fabbricazione di PCB nella produzione di PCB? In questa condivisione, ti mostreremo 16 passaggi nel processo di produzione di PCB. Compreso cosa sono e come funzionano nel processo di fabbricazione del PCB ----- FMUSER "

La condivisione è la cura! 

Seguendo il contenuto

STEP 1: Progettazione PCB - Progettazione e output
STEP 2: Plottaggio di file PCB - Generazione di film per la progettazione di PCB
STEP 3: Trasferimento di immagini degli strati interni - STAMPA STRATI INTERNI
STEP 4: Acquaforte su rame - Rimozione del rame indesiderato
STEP 5: Allineamento degli strati: laminazione degli strati insieme
STEP 6: Foratura di fori - Per il fissaggio dei componenti
STEP 7: Ispezione ottica automatizzata (solo PCB multistrato)
STEP 8: OSSIDO (solo PCB multistrato)
STEP 9: Acquaforte dello strato esterno e strisce finali
STEP 10: Maschera per saldatura, serigrafia e finiture superficiali
STEP 12: Test elettrico - Test della sonda volante
STEP 13: Fabbricazione - Profilazione e V-Scoring
STEP 14: Microsectioning - Il passo in più
STEP 15: Ispezione finale - Controllo qualità PCB
STEP 16: Confezione: serve ciò di cui hai bisogno

STEP 1: Progettazione PCB - Progettazione e produzione

Progettazione di circuiti stampati

La progettazione di circuiti stampati è la fase iniziale del processo di incisione, mentre la fase di ingegnere CAM è il primo passo nella produzione di PCB di un nuovo circuito stampato, 

Il progettista analizza il requisito e seleziona i componenti appropriati come processore, alimentatore, ecc. Creare un progetto che soddisfi tutti i requisiti.

Puoi anche utilizzare qualsiasi software di tua scelta con alcuni software di progettazione PCB di uso comune come Altium Designer, OrCAD, Autodesk EAGLE, KiCad EDA, Pads, ecc. 

Tuttavia, ricorda sempre che i circuiti stampati devono essere rigorosamente compatibili con un layout PCB creato dal progettista utilizzando un software di progettazione PCB. Se sei un progettista, dovresti informare il tuo produttore a contratto sulla versione del software di progettazione PCB utilizzata per progettare il circuito poiché aiuta a evitare problemi causati da discrepanze prima della fabbricazione del PCB. 

Una volta che il disegno è pronto, fallo stampare sulla carta transfer. Assicurati che il disegno si adatti al lato lucido della carta.

Ci sono anche molte terminologie PCB nella produzione di PCB, nella progettazione di PCB e così via. Potresti avere una migliore comprensione dei circuiti stampati dopo aver letto alcune delle terminologie PCB dalla pagina sottostante!

Leggi anche: Glossario della terminologia PCB (adatto ai principianti) | Progettazione PCB

Output di progettazione PCB
Di solito, i dati arrivano in un formato di file noto come Gerber esteso (Gerber è anche chiamato RX274x), che è il programma più utilizzato, sebbene sia possibile utilizzare altri formati e database.

Diversi software di progettazione PCB richiedono probabilmente diversi passaggi di generazione di file Gerber, tutti codificano informazioni vitali complete tra cui strati di tracciamento in rame, disegno di perforazione, notazione dei componenti e altri parametri.

Una volta che un layout di progettazione per il PCB viene inserito nel software Gerber Extended, tutti i diversi aspetti del progetto vengono esaminati per garantire l'assenza di errori.

Dopo un esame approfondito, il progetto PCB completato viene portato in una casa di fabbricazione di PCB per la produzione. All'arrivo, il design viene sottoposto a un secondo controllo da parte del produttore, noto come controllo Design for Manufacture (DFM), che garantisce:
● Il design PCB è realizzabile 

● Il design del PCB soddisfa i requisiti per le tolleranze minime durante il processo di produzione

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Leggi anche: Che cos'è il circuito stampato (PCB) | Tutto quello che devi sapere

STEP 2: Plottaggio di file PCB - Generazione di film per la progettazione di PCB

Una volta deciso il progetto del PCB, il passaggio successivo è stamparlo. Questo di solito avviene in una camera oscura a temperatura e umidità controllate. Diversi strati della pellicola fotografica PCB vengono allineati perforando precisi fori di registrazione in ciascun foglio di pellicola. Il film è stato creato per aiutare a creare una figura del percorso del rame.

Suggerimenti: In qualità di progettista di PCB, dopo aver emesso i file schematici del PCB, non dimenticare di ricordare ai produttori di eseguire un controllo DFM 

Una stampante speciale chiamata fotoplotter laser è comunemente utilizzata nella stampa PCB, sebbene sia una stampante laser, non è una stampante laserjet standard. 

Ma questo processo di ripresa non è più adeguato alla miniaturizzazione e ai progressi tecnologici. Sta diventando obsoleto in qualche modo. 

Molti produttori famosi stanno ora riducendo o eliminando l'uso di pellicole utilizzando speciali apparecchiature di imaging diretto laser (LDI) che riproducono immagini direttamente sul film secco. Con l'incredibile tecnologia di stampa precisa dell'LDI, viene fornita una pellicola altamente dettagliata del design del PCB e i costi si sono ridotti.

Il fotoplotter laser prende i dati della scheda e li converte in un'immagine pixel, quindi un laser li scrive sulla pellicola e la pellicola esposta viene automaticamente sviluppata e scaricata per l'operatore. 

Il prodotto finale risulta in un foglio di plastica con una foto negativa del PCB in inchiostro nero. Per gli strati interni del PCB, l'inchiostro nero rappresenta le parti conduttive in rame del PCB. La restante parte chiara dell'immagine denota le aree di materiale non conduttivo. Gli strati esterni seguono lo schema opposto: trasparente per il rame, ma il nero si riferisce all'area che verrà incisa. Il plotter sviluppa automaticamente la pellicola e la pellicola viene conservata in modo sicuro per evitare contatti indesiderati.

Ogni strato di PCB e maschera di saldatura riceve il proprio foglio di pellicola trasparente e nero. In totale, un PCB a due strati necessita di quattro fogli: due per gli strati e due per la maschera di saldatura. Significativamente, tutti i film devono corrispondere perfettamente l'uno all'altro. Se usati in armonia, mappano l'allineamento del PCB.

Per ottenere un allineamento perfetto di tutte le pellicole, i fori di registrazione devono essere perforati attraverso tutte le pellicole. L'esattezza del foro avviene regolando il tavolo su cui poggia il film. Quando le minuscole calibrazioni del tavolo portano a una corrispondenza ottimale, il foro viene perforato. I fori si adatteranno ai perni di registrazione nella fase successiva del processo di imaging.

Leggi anche: Foro passante vs montaggio superficiale | Qual è la differenza?

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FASE 3: Strati interni Trasferimento immagini - Stampa strati interni

Questo passaggio si applica solo alle schede con più di due strati. Le semplici tavole a due strati passano alla perforazione. Le schede multistrato richiedono più passaggi.

La creazione di film nella fase precedente mira a tracciare una figura del percorso del rame. Ora è il momento di stampare la figura sul film su una lamina di rame.

Il primo passo è pulire il rame.
Nella costruzione di PCB, la pulizia è importante. Il laminato con lato rame viene pulito e passato in un ambiente decontaminato. Ricordarsi sempre di assicurarsi che la polvere non entri sulla superficie dove potrebbe causare un cortocircuito o un circuito aperto sul PCB finito.

Il pannello pulito riceve uno strato di una pellicola fotosensibile chiamata fotoresist. La stampante utilizza potenti lampade UV che induriscono il fotoresist attraverso la pellicola trasparente per definire il motivo in rame.

Ciò garantisce una corrispondenza esatta tra le pellicole fotografiche e il fotoresist. 
 L'operatore carica il primo film sui perni, poi il pannello rivestito e poi il secondo film. Il piano della stampante ha perni di registrazione che corrispondono ai fori negli strumenti fotografici e nel pannello, assicurando che gli strati superiore e inferiore siano allineati con precisione.  

La pellicola e il cartone si allineano e ricevono un'esplosione di luce UV. La luce attraversa le parti trasparenti della pellicola, indurendo il fotoresist sul rame sottostante. L'inchiostro nero del plotter impedisce alla luce di raggiungere le aree non destinate a indurirsi e sono previste per la rimozione.

Sotto le aree nere, la resistenza rimane non indurita. La camera bianca utilizza l'illuminazione gialla poiché il fotoresist è sensibile alla luce UV.

Dopo che il pannello si è preparato, viene lavato con una soluzione alcalina che rimuove qualsiasi fotoresist non indurito. Un lavaggio finale a pressione rimuove qualsiasi altra cosa rimasta sulla superficie. La tavola viene quindi asciugata.

Il prodotto emerge con resistenza coprendo adeguatamente le zone di rame destinate a rimanere nella forma finale. Un tecnico esamina le schede per assicurarsi che non si verifichino errori durante questa fase. Tutto il resist presente a questo punto denota il rame che uscirà nel PCB finito.

Leggi anche: Progettazione PCB | Diagramma di flusso del processo di produzione di PCB, PPT e PDF

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FASE 4: incisione su rame - Rimozione del rame indesiderato
Nella fabbricazione di PCB, l'incisione è un processo di rimozione del rame indesiderato (Cu) dal circuito stampato. Il rame indesiderato non è altro che il rame non di circuito rimosso dalla scheda. Di conseguenza, si ottiene la configurazione circuitale desiderata. Durante questo processo, il rame di base o il rame iniziale viene rimosso dalla scheda.

Il fotoresist non indurito viene rimosso e il resist indurito protegge il rame desiderato, la scheda procede alla rimozione del rame indesiderata. Usiamo mordenzante acido per lavare via il rame in eccesso. Nel frattempo, il rame che desideriamo mantenere rimane completamente coperto sotto lo strato di foto-resist.

Prima del processo di incisione, l'immagine del circuito desiderata dal progettista viene trasferita su un PCB mediante un processo chiamato fotolitografia. Questo forma un progetto che decide quale parte del rame deve essere rimossa.

I produttori di PCB di solito utilizzano un processo di incisione a umido. Nell'incisione a umido, il materiale indesiderato si dissolve quando viene immerso in una soluzione chimica.

Esistono due metodi di incisione a umido:

● Attacco acido (cloruro ferrico e cloruro rameico).
● Incisione alcalina (ammoniacale)

Il metodo acido viene utilizzato per incidere gli strati interni in un PCB. Questo metodo coinvolge solventi chimici come Cloruro ferrico (FeCl3) OR Cloruro rameico (CuCl2).

Il metodo alcalino viene utilizzato per incidere gli strati esterni in un PCB. Qui, le sostanze chimiche utilizzate sono cloruro di rame (CuCl2 Castle, 2H2O) + cloridrato (HCl) + perossido di idrogeno (H2O2) + composizione dell'acqua (H2O). Il metodo alcalino è un processo veloce ed è un po 'costoso.

I parametri importanti da considerare durante il processo di incisione sono la velocità del movimento del pannello, lo spruzzo delle sostanze chimiche e la quantità di rame da incidere. L'intero processo è implementato in una camera di nebulizzazione ad alta pressione trasportata.

Il processo è attentamente controllato per garantire che le larghezze dei conduttori finiti siano esattamente come progettate. Ma i progettisti dovrebbero essere consapevoli che le lamine di rame più spesse richiedono spazi più ampi tra i binari. L'operatore controlla attentamente che tutto il rame indesiderato sia stato inciso

Una volta che il rame indesiderato viene rimosso, la scheda viene elaborata per lo stripping dove lo stagno o stagno / magro o il fotoresist viene rimosso dalla scheda. 

Ora, il rame indesiderato viene rimosso con l'aiuto di una soluzione chimica. Questa soluzione rimuoverà il rame in eccesso senza danneggiare il fotoresist indurito.  

Leggi anche: Come riciclare un circuito stampato di scarto? | Cose che dovresti sapere

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STEP 5: Allineamento degli strati - Laminazione degli strati insieme
Insieme a sottili strati di lamina di rame per coprire le superfici esterne dei lati superiore e inferiore della scheda, le coppie di strati vengono impilate per creare un "sandwich" PCB. Per facilitare l'incollaggio degli strati, ogni coppia di strati avrà un foglio di “preimpregnato” inserito tra di loro. Prepreg è un materiale in fibra di vetro impregnato di resina epossidica che si scioglierà durante il calore e la pressione del processo di laminazione. Quando il preimpregnato si raffredda, legherà insieme le coppie di strati.

Per produrre un PCB multistrato, strati alternati di fogli di fibra di vetro infusi con resina epossidica chiamati materiali preimpregnati e nucleo conduttivo vengono laminati insieme ad alta temperatura e pressione utilizzando una pressa idraulica. La pressione e il calore fanno sciogliere il preimpregnato e uniscono gli strati. Dopo il raffreddamento, il materiale risultante segue gli stessi processi di produzione di un PCB a doppia faccia. Ecco ulteriori dettagli sul processo di laminazione utilizzando un PCB a 4 strati come esempio:

Per un PCB a 4 strati con uno spessore finito di 0.062 ", tipicamente inizieremo con un materiale d'anima FR4 rivestito di rame che ha uno spessore di 0.040 pollici. Il nucleo è già stato elaborato attraverso l'imaging dello strato interno, ma ora richiede gli strati di rame preimpregnato e esterno. Il prepreg è chiamato fibra di vetro “B stage”. Non è rigido finché non vengono applicati calore e pressione. Quindi, permettendogli di fluire e legare insieme gli strati di rame mentre polimerizza. Il rame è un foglio molto sottile, tipicamente 0.5 once. (0.0007 pollici) o 1 oz. (0.0014 pollici) di spessore, che viene aggiunto all'esterno del preimpregnato. La pila viene quindi collocata tra due piastre di acciaio spesse e collocata nella pressa di laminazione (il ciclo della pressa varia in base a una varietà di fattori, tra cui il tipo di materiale e lo spessore). Ad esempio, il materiale FR170 da 4Tg viene tipicamente utilizzato per molte presse di parti a 375 ° F per 150 minuti a 300 PSI. Dopo il raffreddamento, il materiale è pronto per passare al processo successivo.

Comporre insieme la tavola in questa fase è necessaria molta attenzione ai dettagli per mantenere il corretto allineamento della circuiteria sui diversi strati. Una volta che la pila è completa, gli strati a sandwich vengono laminati e il calore e la pressione del processo di laminazione fonderanno gli strati insieme in un circuito stampato.

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STEP 6: Foratura di fori - Per il fissaggio dei componenti
Via, montaggio e altri fori vengono perforati attraverso il PCB (di solito in pile di pannelli, a seconda della profondità del trapano). La precisione e le pareti pulite dei fori sono essenziali e l'ottica sofisticata lo fornisce.

Per trovare la posizione degli obiettivi di perforazione, un localizzatore di raggi X identifica i punti di destinazione di perforazione appropriati. Quindi, vengono praticati i fori di registrazione appropriati per fissare la pila per la serie di fori più specifici.

Prima della perforazione, il tecnico posiziona una tavola di materiale tampone sotto il bersaglio della perforazione per garantire che venga eseguito un foro pulito. Il materiale di uscita impedisce qualsiasi lacerazione non necessaria sulle uscite del trapano.

Un computer controlla ogni micromovimento del trapano: è naturale che un prodotto che determina il comportamento delle macchine faccia affidamento sui computer. La macchina computerizzata utilizza il file di foratura dal progetto originale per identificare i punti corretti da perforare.

Le punte utilizzano mandrini azionati ad aria che girano a 150,000 giri / min. A questa velocità, potresti pensare che la perforazione avvenga in un lampo, ma ci sono molti fori da praticare. Un PCB medio contiene ben più di cento punti di alesaggio intatti. Durante la perforazione, ognuno ha bisogno del proprio momento speciale con il trapano, quindi ci vuole tempo. I fori successivamente ospitano le vie ei fori di montaggio meccanico per il PCB. L'apposizione finale di queste parti avviene successivamente, dopo la placcatura.

Una volta praticati i fori, vengono puliti utilizzando processi chimici e meccanici per rimuovere macchie di resina e detriti causati dalla perforazione. L'intera superficie esposta del pannello, compreso l'interno dei fori, viene quindi rivestita chimicamente con un sottile strato di rame. Questo crea una base metallica per galvanizzare il rame aggiuntivo nei fori e sulla superficie nella fase successiva.

Dopo il completamento della foratura, il rame aggiuntivo che riveste i bordi del pannello di produzione viene rimosso da uno strumento di profilatura.

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PASSAGGIO 7: ispezione ottica automatizzata (solo PCB multistrato)
Dopo la laminazione, è impossibile risolvere gli errori negli strati interni. Il pannello viene quindi sottoposto ad ispezione ottica automatica prima dell'incollaggio e della laminazione. La macchina esegue la scansione degli strati utilizzando un sensore laser e lo confronta con il file Gerber originale per elencare eventuali discrepanze.

Dopo che tutti gli strati sono puliti e pronti, devono essere ispezionati per l'allineamento. Sia lo strato interno che quello esterno saranno allineati con l'aiuto di fori praticati in precedenza. Una punzonatrice ottica trapana uno spillo sui fori per mantenere allineati gli strati. Successivamente, inizia il processo di ispezione per assicurarsi che non vi siano imperfezioni.

L'ispezione ottica automatizzata, o AOI, viene utilizzata per ispezionare gli strati di un PCB multistrato prima di laminare gli strati insieme. L'ottica ispeziona gli strati confrontando l'immagine effettiva sul pannello con i dati di progettazione del PCB. Eventuali differenze, con rame extra o rame mancante, potrebbero causare cortocircuiti o aperture. Ciò consente al produttore di rilevare eventuali difetti che potrebbero prevenire problemi una volta che gli strati interni sono stati laminati insieme. Come puoi immaginare, è molto più facile correggere un corto o un aperto trovato in questa fase, al contrario di una volta che gli strati sono stati laminati insieme. Infatti, se un open o un corto non viene scoperto in questa fase, probabilmente non verrà scoperto fino alla fine del processo di produzione, durante i test elettrici, quando è troppo tardi per correggerlo.

Gli eventi più comuni che si verificano durante il processo dell'immagine del livello che provocano un problema correlato breve o aperto sono:

● L'immagine è esposta in modo errato, causando un aumento / diminuzione delle dimensioni delle caratteristiche.
● La scarsa pellicola secca resiste all'adesione che può causare intaccature, tagli o fori di spillo nel motivo inciso.
● Il rame lo è sottoinciso, lasciando rame indesiderato o causando la crescita delle dimensioni o dei cortocircuiti.
● Il rame lo è sovrainciso, rimuovendo le caratteristiche in rame necessarie, creando tagli o dimensioni ridotte delle caratteristiche.

In definitiva, l'AOI è una parte importante del processo di produzione che aiuta a garantire l'accuratezza, la qualità e la consegna puntuale di un PCB.

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STEP 8: OSSIDO (solo PCB multistrato)

Ossido (chiamato ossido nero o ossido marrone a seconda del processo), è un trattamento chimico degli strati interni di PCB multistrato prima della laminazione, per aumentare la rugosità del rame placcato per migliorare la forza di adesione del laminato. Questo processo aiuta a prevenire la delaminazione o la separazione tra uno qualsiasi degli strati di materiale di base o tra il laminato e il foglio conduttivo, una volta completato il processo di produzione.

STEP 9: Acquaforte dello strato esterno e strisce finali

Fotoresist Stripping

Una volta che il pannello è stato placcato, il foto-resist diventa indesiderabile e deve essere rimosso dal pannello. Questo viene fatto in un file processo orizzontale contenente una soluzione alcalina pura che rimuove efficacemente il fotoresist lasciando il rame di base del pannello esposto per la rimozione nel successivo processo di incisione.

Acquaforte finale
La latta custodisce il rame ideale in questa fase. Il rame esposto indesiderabile e il rame sotto il resto dello strato di resist sono stati rimossi. In questa incisione, usiamo mordenzante ammoniacale per incidere il rame indesiderato. Nel frattempo, lo stagno assicura il rame richiesto durante questa fase.

Le regioni e le connessioni conduttrici vengono legittimamente stabilite in questa fase.

Sverniciatura dello stagno
Dopo il processo di incisione, il rame presente sul PCB viene ricoperto dall'etch resist, ovvero lo stagno, che non è più necessario. Perciò, lo togliamo prima di procedere oltre. Puoi usare acido nitrico concentrato per rimuovere la lattina. L'acido nitrico è molto efficace nella rimozione dello stagno e non danneggia le piste del circuito di rame sotto lo stagno metallico. Quindi, ora hai un contorno chiaro e distinto di rame sul PCB.

Una volta completata la placcatura sul pannello, il film secco resiste a ciò che rimane e il rame sottostante deve essere rimosso. Il pannello ora passerà attraverso il processo strip-etch-strip (SES). Il pannello viene spogliato del resist e il rame che è ora esposto e non coperto da stagno verrà inciso via in modo che rimangano solo le tracce e le pastiglie attorno ai fori e altri motivi di rame. La pellicola secca viene rimossa dai pannelli stagnati e il rame esposto (non protetto dallo stagno) viene asportato lasciando la configurazione circuitale desiderata. A questo punto, la circuiteria fondamentale della scheda è completata

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STEP 10: Maschera per saldatura, serigrafia e finiture superficiali
Per proteggere la scheda durante l'assemblaggio, il materiale della maschera di saldatura viene applicato utilizzando un processo di esposizione ai raggi UV simile a quello utilizzato con il fotoresist. Questa maschera per saldatura lo farà coprire l'intera superficie della scheda ad eccezione dei pad metallici e delle caratteristiche che verranno saldate. Oltre alla maschera di saldatura, i designatori di riferimento dei componenti e altri contrassegni sulla scheda sono serigrafati sulla scheda. Sia la maschera di saldatura che l'inchiostro serigrafico vengono polimerizzati cuocendo il circuito stampato in un forno.

Il circuito stampato avrà anche una finitura superficiale applicata alle sue superfici metalliche esposte. Questo aiuta a proteggere il metallo esposto e aiuta nell'operazione di saldatura durante l'assemblaggio. Un esempio di finitura superficiale è livellamento della saldatura ad aria calda (HASL). Il pannello viene prima rivestito con flusso per prepararlo per la saldatura e quindi immerso in un bagno di lega per saldatura fusa. Quando la scheda viene rimossa dal bagno di saldatura, un'esplosione di aria calda ad alta pressione rimuove la saldatura in eccesso dai fori e leviga la saldatura sulla superficie metallica.

L'applicazione Solder Mask

Una maschera di saldatura viene applicata su entrambi i lati della scheda, ma prima i pannelli vengono ricoperti con un inchiostro per maschera di saldatura epossidica. Le schede ricevono un lampo di luce UV, che passa attraverso una maschera di saldatura. Le porzioni coperte rimangono non indurite e verranno rimosse.

Infine, la scheda viene messa in un forno per curare la maschera di saldatura.

Il verde è stato scelto come colore della maschera di saldatura standard perché non affatica gli occhi. Prima che le macchine potessero ispezionare i PCB durante il processo di produzione e assemblaggio, erano tutte ispezioni manuali. La luce superiore utilizzata dai tecnici per controllare le schede non si riflette su una maschera di saldatura verde ed è la migliore per i loro occhi.

La Nomenclatura (serigrafia)

La serigrafia o la creazione di profili è il processo di stampa di tutte le informazioni critiche sul PCB, come l'ID del produttore, i numeri dei componenti del nome dell'azienda, i punti di debug. Ciò è utile durante la manutenzione e la riparazione.

È il passaggio cruciale perché, in questo processo, le informazioni critiche vengono stampate sulla lavagna. Una volta terminato, il pannello passerà attraverso l'ultima fase di rivestimento e stagionatura. La serigrafia è la stampa di dati di identificazione leggibili, come i numeri di parte, il localizzatore del pin 1 e altri contrassegni. Questi possono essere stampati con una stampante a getto d'inchiostro.

È anche il processo più artistico di produzione di PCB. La scheda quasi completata riceve la stampa di lettere leggibili dall'uomo, normalmente utilizzate per identificare componenti, punti di prova, numeri di parte PCB e PCBA, simboli di avvertenza, loghi aziendali, codici data e marchi del produttore. 

Il PCB passa infine all'ultima fase di rivestimento e polimerizzazione.

La finitura superficiale oro o argento

Il PCB è placcato in oro o argento per aggiungere ulteriore capacità di saldatura alla scheda, che aumenterà il legame della saldatura.  

L'applicazione di ciascuna finitura superficiale può variare leggermente nel processo, ma comporta l'immersione del pannello in un bagno chimico per rivestire il rame esposto con la finitura desiderata.

Il processo chimico finale utilizzato per produrre un PCB è l'applicazione della finitura superficiale. Mentre la maschera di saldatura copre la maggior parte dei circuiti, la finitura superficiale è progettata per prevenire l'ossidazione del rame esposto rimanente. Questo è importante perché il rame ossidato non può essere saldato. Ci sono molte diverse finiture superficiali che possono essere applicate a un circuito stampato. Il più comune è il livello di saldatura ad aria calda (HASL), che viene offerto sia come led che senza piombo. Ma a seconda delle specifiche del PCB, dell'applicazione o del processo di assemblaggio, le finiture superficiali adatte possono includere Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG), Soft Gold, Hard Gold, Immersion Silver, Immersion Tin, Organic Solderability Preservative (OSP) e altri.

Il PCB viene quindi placcato con una finitura di livellamento HASL o saldatura ad aria calda senza piombo, oro, argento o. Questo viene fatto in modo che i componenti possano essere saldati ai pad creati e per proteggere il rame.

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STEP 12: Test elettrico - Test con sonde volanti
Come precauzione finale per il rilevamento, la scheda verrà testata dal tecnico per la funzionalità. A questo punto, utilizzano la procedura automatizzata per confermare la funzionalità del PCB e la sua conformità al progetto originale. 

Di solito, una versione avanzata di test elettrici chiamata Test della sonda volante che dipende dallo spostamento delle sonde per testare le prestazioni elettriche di ciascuna rete su un circuito stampato nudo verrà utilizzato nel test elettrico. 

Le schede vengono testate in una netlist, fornita dal cliente con i propri file di dati o creata dai file di dati del cliente dal produttore del PCB. Il tester utilizza più bracci mobili, o sonde, per contattare i punti sui circuiti in rame e inviare un segnale elettrico tra di loro. 

Eventuali cortometraggi o aperture verranno identificati, consentendo all'operatore di effettuare una riparazione o di scartare il PCB come difettoso. A seconda della complessità del progetto e del numero di punti di prova, il completamento di un test elettrico può richiedere da pochi secondi a più ore.

Inoltre, a seconda di vari fattori come la complessità del progetto, il numero di strati e il fattore di rischio dei componenti, alcuni clienti scelgono di rinunciare ai test elettrici per risparmiare tempo e costi. Questo può andare bene per semplici PCB a doppia faccia in cui non molte cose possono andare storte, ma consigliamo sempre test elettrici su progetti multistrato indipendentemente dalla complessità. (Suggerimento: fornire al produttore una "netlist" oltre ai file di progettazione e alle note di fabbricazione è un modo per evitare che si verifichino errori imprevisti.)

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STEP 13: Fabbricazione - Profilazione e V-Scoring

Una volta che un pannello PCB ha completato il test elettrico, le singole schede sono pronte per essere separate dal pannello. Questo processo viene eseguito da una macchina CNC, o Router, che indirizza ogni scheda fuori dal pannello alla forma e alle dimensioni desiderate. Le punte della fresatrice tipicamente utilizzate hanno una dimensione compresa tra 0.030 e 0.093 e per accelerare il processo, è possibile impilare più pannelli a due o tre altezze a seconda dello spessore complessivo di ciascuno. Durante questo processo, la macchina CNC è anche in grado di fabbricare scanalature, smussi e bordi smussati utilizzando una varietà di diverse dimensioni di punte del router.

Il processo di instradamento è un file processo di fresatura in cui viene utilizzata una punta di fresatura per tagliare il profilo del contorno della tavola desiderato. I pannelli sono "appuntato e impilato"Come fatto in precedenza durante il processo" Drill ". La pila normale è da 1 a 4 pannelli.

Per profilare i PCB e ritagliarli dal pannello di produzione, è necessario tagliare, che è tagliare schede diverse dal pannello originale. Il metodo utilizzato si concentra sull'utilizzo di una fresatrice o di una scanalatura a V. Una fresatrice lascia piccole linguette lungo i bordi della scheda mentre la scanalatura a V taglia i canali diagonali lungo entrambi i lati della scheda. Entrambi i modi consentono alle schede di uscire facilmente dal pannello.

Invece di instradare singole schede piccole, i PCB possono essere instradati come array contenenti più schede con schede o linee di punteggio. Ciò consente un più facile assemblaggio di più schede contemporaneamente consentendo all'assemblatore di rompere le singole schede quando l'assemblaggio è completo.

Infine, le schede saranno controllate per la pulizia, gli spigoli vivi, le sbavature, ecc. E pulite secondo necessità.


STEP 14: Microsezione - Il passo in più

Il micro sezionamento (noto anche come sezione trasversale) è una fase facoltativa nel processo di produzione di PCB, ma è uno strumento prezioso utilizzato per convalidare la costruzione interna di un PCB sia a scopo di verifica che di analisi dei guasti. Per creare un campione per l'esame microscopico del materiale, una sezione trasversale del PCB viene tagliata e posizionata in un acrilico morbido che si indurisce attorno ad esso a forma di disco da hockey. La sezione viene quindi lucidata e visualizzata al microscopio. È possibile eseguire un'ispezione dettagliata controllando numerosi dettagli come gli spessori di placcatura, la qualità della perforazione e la qualità delle interconnessioni interne.

STEP 15: Ispezione finale - Controllo qualità PCB

Nell'ultima fase del processo, gli ispettori dovrebbero sottoporre ogni PCB a un accurato controllo finale. Controllo visivo del PCB rispetto ai criteri di accettazione. Utilizzando l'ispezione visiva manuale e AVI: confronta PCB con Gerber e ha una velocità di controllo più rapida rispetto agli occhi umani, ma richiede comunque la verifica umana. Tutti gli ordini sono inoltre soggetti a un'ispezione completa che include dimensioni, saldabilità, ecc per garantire che il prodotto soddisfi gli standard dei nostri clientie prima di imballare e spedire, viene eseguito un controllo di qualità al 100% a bordo dei lotti.

L'ispettore valuterà quindi i PCB per assicurarsi che soddisfino sia i requisiti del cliente sia gli standard delineati nei documenti guida del settore:

● IPC-A-600 - Accettabilità dei pannelli stampati, che definisce uno standard di qualità a livello di settore per l'accettazione dei PCB.
● IPC-6012 - Qualifica e specifica delle prestazioni per schede rigide, che stabilisce i tipi di schede rigide e descrive i requisiti da soddisfare durante la fabbricazione per tre classi di prestazioni di schede: Classe 1, 2 e 3.

Un PCB di Classe 1 avrebbe una durata limitata e il requisito è semplicemente la funzione del prodotto di utilizzo finale (es. Apriporta per garage).
Un PCB di Classe 2 è quello in cui si desiderano prestazioni continue, durata estesa e servizio ininterrotto, ma non critico (es. Una scheda madre per PC).

Un PCB di Classe 3 includerebbe l'uso finale in cui prestazioni elevate o prestazioni su richiesta sono fondamentali, i guasti non possono essere tollerati e il prodotto deve funzionare quando richiesto (ad es. Sistemi di controllo del volo o di difesa).

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FASE 16: Confezione: serve ciò di cui hai bisogno
I cartoni vengono avvolti utilizzando materiali conformi alle richieste di imballaggio standard e quindi imballati prima di essere spediti utilizzando la modalità di trasporto richiesta.

E come puoi immaginare, più alta è la classe, più costoso è il PCB. In generale, la differenza tra le classi si ottiene richiedendo tolleranze e controlli più stretti che si traducono in un prodotto più affidabile. 

Indipendentemente dalla classe specificata, le dimensioni dei fori vengono controllate con spilli, la maschera di saldatura e la legenda vengono esaminate visivamente per l'aspetto generale, la maschera di saldatura viene controllata per vedere se c'è qualche invasione sui pad e la qualità e la copertura della superficie la finitura viene esaminata.

Le linee guida per l'ispezione IPC e il modo in cui si relazionano alla progettazione di PCB è molto importante per i progettisti di PCB per acquisire familiarità, anche il processo di ordinazione e produzione è vitale. 

Non tutti i PCB sono creati uguali e la comprensione di queste linee guida contribuirà a garantire che il prodotto realizzato soddisfi le vostre aspettative sia in termini di estetica che di prestazioni.

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