En los dispositivos electrónicos modernos, ya sea un pequeño reloj inteligente o una compleja supercomputadora,tarjeta de circuito impresoLleva las conexiones eléctricas de los componentes electrónicos y es la clave para realizar las funciones de los productos electrónicos. Su proceso de producción es complejo y preciso e involucra numerosos pasos de proceso, cada uno de los cuales juega un papel decisivo en el rendimiento y la calidad del producto final.
Selección y corte de materiales: construcción de una base sólida para la producción de PCB
Materias primas cuidadosamente seleccionadas
Seleccione laminados revestidos de cobre-adecuados según los requisitos de diseño. El laminado revestido de cobre se compone de una lámina de cobre y un sustrato aislante. Los sustratos aislantes comunes incluyen resina epoxi de fibra de vidrio, poliimida, etc. Los diferentes sustratos tienen diferentes propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas. FR-4 es adecuado para la mayoría de los productos electrónicos comunes, mientras que PI funciona mejor en escenarios de aplicaciones especiales como alta temperatura y alta frecuencia. Al mismo tiempo, es necesario determinar el espesor de la lámina de cobre para laminados revestidos de cobre, que comúnmente incluyen espesores de 18 μm, 35 μm, 70 μm, etc., en función de factores como la capacidad de carga de corriente y los requisitos de transmisión de señales de la placa de circuito.
Operación de corte precisa
Utilice equipos de corte, como máquinas de corte CNC, para cortar laminados revestidos de cobre-de gran-tamaño-en piezas pequeñas que sean adecuadas para su posterior producción y procesamiento. Al cortar, se requiere estrictamente la precisión dimensional y el error generalmente se controla dentro de un rango muy pequeño, como ± 0,1 mm, para cumplir con los requisitos de diseño. Al mismo tiempo, preste atención a la planitud del corte para evitar rebabas o irregularidades en los bordes del tablero, para no afectar los procedimientos de procesamiento posteriores.
Tallado de capa interna: construcción de circuitos centrales de PCB
Preprocesamiento de transferencia gráfica interna.
Después del corte, primero se debe limpiar y dar rugosidad a la superficie del tablero revestido de cobre-. La limpieza tiene como objetivo eliminar impurezas como aceite y polvo de la superficie del tablero y se puede lograr combinando agentes de limpieza químicos con fregado físico. El tratamiento de engrosamiento utiliza métodos como el grabado químico o el esmerilado mecánico para hacer rugosa la superficie del tablero y mejorar la adhesión entre la película seca y la superficie del tablero durante la laminación posterior. Posteriormente, se lleva a cabo un tratamiento de micrograbado para eliminar aún más la capa de óxido de la superficie y activar la superficie de cobre. La cantidad de micrograbado se controla generalmente en aproximadamente 1-2 µm.
Prensado de películas y revelado de exposición.
Aplique la película seca a la superficie del laminado revestido de cobre-tratado presionando en caliente. Los parámetros de temperatura, presión y velocidad del proceso de laminación deben ajustarse en función de las características de la película seca y el estado de la lámina. Generalmente, la temperatura de laminación está entre 100-120 grados C, la presión es de alrededor de 3-5kg/cm² y la velocidad es de alrededor de 1-2m/min. A continuación, coloque el tablero laminado revestido de cobre debajo de la máquina de exposición y exponga la película seca a la luz ultravioleta de acuerdo con el patrón del circuito de la capa interna en el archivo Gerber. La energía de exposición debe controlarse con precisión. Si es demasiado alto, la película seca quedará sobreexpuesta y los gráficos se deformarán. Si es demasiado bajo, la exposición de la película seca será insuficiente y los gráficos aparecerán borrosos. La energía de exposición suele ajustarse entre 80-150 mJ/cm² según el tipo y espesor de la película seca. Posteriormente, la película seca no expuesta se disolvió y eliminó usando un revelador, y se conservó el patrón de la película seca expuesta, logrando el objetivo de transferir el patrón del circuito de la capa interna de la lima Gerber al laminado revestido de cobre. Es necesario controlar estrictamente la concentración, la temperatura y el tiempo de desarrollo del revelador. Por ejemplo, la concentración del revelador es generalmente de alrededor del 1 % al 3 %, la temperatura está entre 30 y 35 grados C y el tiempo de revelado es de alrededor de 60 a 90 s.
Grabado y detección de capas internas.
Coloque el laminado revestido de cobre-revelado en una solución de grabado, lo que corroerá la lámina de cobre que no está protegida por la película seca, formando así un circuito de capa interna. Como soluciones de grabado se utilizan a menudo soluciones de grabado ácidas, como la solución de grabado de cloruro de cobre. Durante el proceso de grabado, es necesario controlar parámetros como la concentración, la temperatura y la velocidad de grabado de la solución de grabado. La concentración de la solución de grabado es generalmente de alrededor de 1-2mol/L, la temperatura está entre 40 y 50 grados C y la velocidad de grabado varía de 1 a 3 μ m/min dependiendo de la densidad de la línea y el equipo de grabado. Después del grabado, limpie el tablero revestido de cobre grabado para eliminar la solución de grabado residual y los iones de cobre. Finalmente, utilice equipos de inspección óptica automática para realizar inspecciones en el circuito interno. El equipo AOI utiliza tecnología de análisis de imágenes y imágenes ópticas para verificar defectos como circuitos abiertos, cortocircuitos y anchos de línea inconsistentes en el circuito. Una vez que la diferencia supere el umbral establecido, se marcará como un punto de defecto.
Proceso de compresión: creación de una estructura de PCB multi-capa
El dorado mejora la fuerza de unión
Realice un tratamiento de dorado en la placa de circuito interior para generar una película de dorado uniforme, rugosa y químicamente activa en la superficie de cobre. Durante el proceso de dorado, la solución de dorado sufre una reacción química con la superficie de cobre y el espesor de la película de dorado es generalmente de alrededor de 0,5 a 1,5 μm. La película de oscurecimiento puede mejorar la adhesión entre el circuito de la capa interna y la lámina semicurada, previniendo eficazmente la aparición de delaminación.
Apilamiento preciso y compresión a alta temperatura y alta presión.
Según las capas de diseño, las placas de circuito de la capa interna y las láminas semicuradas que han pasado por un tratamiento de dorado se apilan en un orden específico. Al laminar, es necesario garantizar el posicionamiento preciso de cada capa y controlar el error dentro de un rango muy pequeño, como ± 0,05 mm. Durante el proceso de laminación, la lámina semicurada unirá las placas de circuito de cada capa y llenará los espacios entre las capas. Luego, coloque los tableros multi-capas apilados en la máquina laminadora para laminarlos. La máquina laminadora funde y hace fluir la hoja semi-sólida a alta temperatura y alta presión, uniendo firmemente las capas de placas de circuito para formar una estructura de placa multi-capa. Los parámetros como la temperatura, la presión y el tiempo de prensado durante el proceso de prensado deben ajustarse con precisión en función de factores como el tipo de tablero, el número de capas y las características de la lámina semicurada. El tiempo de prensado suele ser de entre 60 y 120 minutos.
El posprocesamiento mejora la calidad
Después de la laminación, el tablero multi-capa debe someterse a un pos-procesamiento para eliminar el exceso de materiales, como el exceso de pegamento, de los bordes del tablero, y para pulir y biselar los bordes del tablero para mejorar la calidad de la apariencia y las propiedades mecánicas del tablero multi-capa.
Operación de perforación: abrir canales de conexión eléctrica
Ruta de planificación de programación de perforación
Con base en la información del-agujero pasante en el archivo Gerber, programe el equipo de perforación para determinar la posición de las coordenadas, el tamaño de la apertura, la secuencia de perforación y otra información para cada-agujero pasante. Al programar, es importante equilibrar la eficiencia y la calidad de la perforación, optimizar la secuencia de perforación y reducir el tiempo de viaje inactivo del equipo de perforación.
Perforación precisa y limpieza de paredes de agujeros
Utilice una perforadora CNC para perforar agujeros según los parámetros programados. Al perforar, es necesario controlar estrictamente parámetros como la velocidad de perforación, el avance y la velocidad de la broca. Para brocas de diferentes diámetros y diferentes materiales de lámina, estos parámetros deben ajustarse en consecuencia. Por ejemplo, para brocas con diámetros más pequeños, como 0,2 mm, la velocidad de perforación debe reducirse adecuadamente para evitar que la broca se rompa; Para materiales laminados más duros, es posible que sea necesario aumentar la velocidad de perforación. Durante el proceso de perforación, es necesario garantizar la precisión del diámetro del orificio, con un error normalmente controlado dentro de ± 0,05 mm. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la verticalidad del pozo para evitar agujeros inclinados, ya que pueden afectar la metalización posterior y la calidad de la conexión eléctrica del pozo. Una vez completada la perforación, se debe limpiar la pared del orificio para eliminar residuos, manchas de aceite y otras impurezas generadas durante el proceso de perforación. Se pueden utilizar soplado de aire a alta presión, limpieza química y otros métodos para garantizar que la pared del orificio esté limpia y seca, preparándola para la metalización posterior del orificio.
Metalización y galvanoplastia de agujeros: dotar de conductividad a las paredes de los agujeros
Tratamiento de activación de metalización de poros.
En primer lugar, active la pared de los poros para activar la superficie de cobre de la pared de los poros, lo que facilita el progreso suave del posterior revestimiento químico de cobre. El tratamiento de activación generalmente utiliza una solución de sal de paladio, que adsorbe una capa de átomos de paladio en la superficie de cobre de la pared del poro mediante una reacción química, sirviendo como centro catalítico para el revestimiento de cobre no electrolítico. Durante el proceso de activación, es necesario controlar la concentración, temperatura y tiempo de tratamiento de la solución de activación. La concentración de la solución de activación es generalmente de alrededor de 0,1 a 0,3 g/l, la temperatura está entre 30 y 40 grados C y el tiempo de tratamiento es de alrededor de 3 a 5 minutos.
Cobrizado químico y espesamiento de galvanoplastia.
Realice un revestimiento de cobre no electrolítico en las paredes de los poros activados. La solución química de cobreado contiene sales de cobre, agentes reductores y otros componentes. Bajo la catálisis de átomos de paladio, los iones de cobre se reducen a átomos de cobre en la pared del poro, formando una fina capa de cobre en la pared del poro. Durante el proceso de revestimiento de cobre no electrolítico, es necesario controlar estrictamente parámetros como la concentración, la temperatura, el valor del pH y el tiempo de revestimiento de la solución de revestimiento. La concentración de la solución de revestimiento es generalmente de 10 a 20 g/l de sulfato de cobre y de 5 a 10 g/l de formaldehído, y la temperatura está entre 25 y 35 grados C. La capa de cobre formada por el revestimiento de cobre no electrolítico es relativamente delgada y, para cumplir con los requisitos de rendimiento eléctrico, también se requiere un espesamiento de galvanoplastia. Al galvanizar, se galvaniza una capa de cobre con un espesor específico sobre la piel de cobre expuesta o la pared del orificio del patrón del circuito, y se galvanizan capas de oro, níquel o estaño según sea necesario. El proceso de galvanoplastia también requiere un control preciso de parámetros como la composición, concentración, temperatura y densidad de corriente de la solución de revestimiento para garantizar un espesor de recubrimiento uniforme y un rendimiento excelente.
Conformación de la capa exterior: mejora el diseño del circuito de PCB
Preprocesamiento externo-y transferencia gráfica
De manera similar a la capa interna, primero limpie la superficie exterior para eliminar los contaminantes. A continuación, realice operaciones de laminación, exposición y desarrollo para transferir el patrón del circuito exterior diseñado a la placa. El control de los parámetros del proceso para el prensado, la exposición y el revelado de la película es similar al de la producción del circuito de la capa interna, pero debido a la complejidad de la producción del circuito de la capa externa y los requisitos de mayor precisión, la precisión del control de cada parámetro también es más estricta.
Galvanoplastia gráfica y formación de grabado.
Realice una galvanoplastia gráfica en el patrón del circuito expuesto y desarrollado para espesar el circuito. Una vez completada la galvanoplastia, retire la película seca y luego use una solución de grabado para grabar la capa de cobre desprotegida, formando el circuito de la capa exterior final. Posteriormente se realizarán tratamientos posteriores como decapado de estaño según sea necesario para alcanzar los requisitos de diseño del circuito.
Protección exterior: cuidado de la seguridad del circuito de PCB
Máscara de soldadura fotosensible y tratamiento de superficie.
Aplique una capa de tinta de máscara de soldadura fotosensible en la placa y forme una capa de máscara de soldadura mediante exposición y revelado para proteger el circuito de soldaduras accidentales. Al mismo tiempo, se lleva a cabo un tratamiento superficial como el tratamiento químico con níquel-oro para mejorar el rendimiento de la soldadura y la resistencia a la corrosión. En el proceso de tratamiento químico con níquel-oro, al niquelado le sigue primero el baño de oro. La capa de níquel puede bloquear la difusión del cobre, mientras que la capa de oro tiene buena resistencia a la oxidación y conductividad, lo que puede mejorar significativamente el rendimiento y la confiabilidad de la PCB.
Texto serigrafiado y símbolos de marcado.
La impresión de texto y símbolos de marcado en la placa facilita el posterior montaje y mantenimiento, lo que brinda comodidad para la producción, depuración y mantenimiento de productos electrónicos.
Embalaje de prueba: garantizar la entrega de calidad de PCB
Empaquetado cuidadosamente y entregado de forma segura
Después de pasar la inspección, la placa PCB se empaqueta al vacío y se empaqueta para su envío para garantizar que el producto no se dañe durante el transporte y se entregue sin problemas al cliente.