Che cos'è la produzione di PCB a doppia faccia?

Il PCB a doppia faccia (o PCB a 2 strati) è il circuito stampato con rivestimento in rame su entrambi i lati, superiore e inferiore. C'è uno strato isolante nel mezzo. Per utilizzare i circuiti su entrambi i lati, deve esserci un collegamento di circuito adeguato tra i due lati. I "ponti" tra tali circuiti sono call via. Un via è un piccolo foro sulla scheda PCB rivestito di metallo, che può essere collegato a circuiti su entrambi i lati.

Immagine 1. PCB a doppia faccia

 

Progettazione e Preproduzione

Prima della produzione, il produttore esamina i dati CAD e altre informazioni (film, disegno meccanico e specifiche).

  • Numero di schede per pannello madre
  • Decidi la dimensione del pannello per il motivo più economico.
  • Funzionalità e informazioni da aggiungere durante le pannellature. Come simboli UL, tagliandi di prova, numeri di livello e bordi sono selezionati in questo momento
  • Materiali a strati
  • Dimensioni dei fori
  • Fori per utensili o posizioni di destinazione

Processo di produzione PCB a doppia faccia

La sezione seguente descrive i passaggi necessari per produrre una scheda a doppia faccia con maschera di saldatura su rame nudo (SMOBC), fori passanti placcati (PTH) e contatti placcati in oro e la legenda del componente.

 

  • Preparazione del materiale

Utilizzando le informazioni sul viaggiatore, compresi i numeri e le dimensioni dei pannelli, nonché eventuali istruzioni speciali, il produttore prepara i materiali necessari per elaborare l'ordine. I PCB iniziano con vetro epossidico rivestito di rame come materia prima. Ci sono molti materiali utilizzati nella produzione di PCB tra cui utenti e produttori di PCB possono scegliere. Marchi e materiali diversi hanno caratteristiche diverse e anche materiali diversi offrono vantaggi diversi, come FR4, un substrato ceramico, substrato di ferro, substrato di alluminio, ecc.

Fr-4, uno dei materiali ignifughi ampiamente utilizzati nei substrati di base PCB. La scheda FR4 è economica ed economica e può mantenere la stabilità e la sicurezza della scheda PCB in condizioni di temperatura estreme.

Tuttavia, FR4 non è adatto per PCB ad alta frequenza e ad alta velocità. In questo momento, dobbiamo scegliere materiali ad alta frequenza, come la serie RO4000 di Rogers, la serie RT5000/6000, la serie TLX di Tacanic e così via. Alluminio, metallo o rame come substrato per PCB LED o PCB in alluminio sono utilizzati nell'industria dell'illuminazione a LED.

 

  • Taglio di CCL (laminato rivestito di rame)

Il prossimo passo è tagliare la tavola secondo il requisito. La scheda PCB grezza è piuttosto grande. Sono disponibili varie dimensioni, come 37 x 49 pollici, 41 x 49 pollici e 43 x 49 pollici. Pertanto, viene tagliato nelle dimensioni richieste che possono essere utilizzate nelle macchine. La dimensione della scheda ottenuta dopo il taglio non è in base alla dimensione del circuito; è molto più grande. Le dimensioni del tuo PCB potrebbero essere piccole, quindi più circuiti sulla scheda possono rendere il processo economico.

 

  • Perforazione

Il circuito stampato va a una perforatrice automatica che crea rapidamente fori nella scheda. La macchina cambia le punte da sola; tutto è automatizzato.

 

  • sbavatura

Con il miglioramento dei processi di perforazione, è possibile produrre fori senza bave. Ma la maggior parte dei produttori lavora i pannelli forati attraverso una sbavatrice. I pannelli passano attraverso spazzole o ruote abrasive che rimuovono meccanicamente eventuali bruciature di rame ai bordi dei fori. La sbavatura rimuove anche le impronte e gli ossidi per creare una superficie liscia e lucida.

 

  • Deposizione di rame chimico (placcatura di fori passanti, PTH)

Deposizione chimica di Cu attraverso i fori poiché i fori sono inizialmente composti da resina epossidica. Dopo la deposizione di Cu, il pannello viene immerso in una soluzione acida e anti-appannamento per prevenire l'ossidazione. È di due tipi: orizzontale e verticale. PTH orizzontale è per la deposizione di carbonio e PTH verticale è per la deposizione di Cu. Il rame chimico è uno dei passaggi più importanti PCB a doppia faccia e processi di produzione di PCB multistrato. Perché tutti i PCB con 2 o più strati utilizzano fori passanti placcati per collegare i conduttori tra gli strati.

 

Immagine 2. Deposizione di rame chimico (placcatura di fori passanti, PTH)

 

  • Imaging fotografico

Nell'imaging fotografico, un modello di circuito dell'immagine negativa viene trasferito al pannello PCB. Innanzitutto, il pannello è ricoperto da uno strato di fotoresist. Il materiale fotoresist più comune è la pellicola a secco, la resistenza alla placcatura è un fotopolimero sensibile alla luce ultravioletta (UV). Viene fornito in rotolo e applicato elaborando il pannello tramite rulli riscaldati su una laminatrice a rullo caldo. Una volta applicata la pellicola, la scheda è pronta per essere esposta alla luce UV per la stampa del circuito.

L'intero processo viene eseguito in una stanza dove ci sono solo luci gialle. È perché le pellicole fotoresistive sono sensibili ad altre luci. Il film che ha il design del circuito viene applicato sulla scheda; si applica su entrambi i lati. Quindi, la scheda passa attraverso una camera di luce UV. Quando la scheda viene esposta ai raggi UV, la parte del circuito si indurisce, mentre la parte in eccesso rimane la stessa.

 

  • Placcatura del modello

Per prima cosa i pannelli vengono fissati in rack di placcatura e immersi in una serie di bagni chimici che puliscono il modello di rame che costituisce il circuito. Successivamente, i pannelli vengono immersi in una soluzione di ramatura. La soluzione e i pannelli hanno cariche elettrolitiche opposte. Queste polarità opposte fanno migrare gli ioni rame nelle aree di rame non rivestite del pannello, depositando lo spessore desiderato di rame sulla superficie delle piastre e nei fori. Dopo la ramatura i pannelli vengono spostati da un bagno all'altro. Lo schema del circuito è ricoperto di rame extra, è ulteriormente elettroplaccato con stagno o stagno/piombo.

 

  • Sviluppo e incisione

I pannelli vengono posizionati in un serbatoio o in una macchina a spruzzo per rimuovere il materiale di imaging. Questo passaggio è anche chiamato resist stripping. Dopo che il resist è stato rimosso, i pannelli vengono posti nell'incisore spray trasportato o nel serbatoio batch, dove un agente di attacco chimico (un composto a base di ammoniaca) rimuove il rame scoperto ma non attacca lo stagno o la placcatura di stagno/piombo, che protegge il rame sottostante. La placcatura in stagno o stagno/piombo è chiamata etch resist. Quindi lo stagno o stagno/piombo viene rimosso chimicamente dal rame, rivelando lo schema dei circuiti del rame.

 

  • Mascheratura per saldatura

Verde, bianco, blu e altri colori della maschera di saldatura sul circuito è un sottile strato di polimero che funge da isolante tra due linee conduttrici. Previene la formazione di cortocircuiti. La maschera viene applicata su tutta la tavola e quindi asciugata. Rimuovere la maschera di saldatura in eccesso che si trova sul circuito. Sulla scheda viene applicata una pellicola che contiene schemi di circuito. Quindi la scheda passa attraverso una camera UV. La saldatura diversa dal circuito viene indurita mentre la maschera di saldatura sul circuito rimane la stessa. Infine, viene pulita la maschera di saldatura sul circuito.

 

  • Finitura superficiale

Il rame sulla scheda può subire ossidazione. Non può durare a lungo. Pertanto, è necessario applicare una finitura superficiale sul rame per proteggerlo dall'ossidazione. Sono disponibili molti tipi di finiture superficiali e i clienti possono scegliere in base alle loro esigenze. Puoi scegliere HASL, OSP, ENIG, ENEG, ENEPIG, Immersion tin, Immersion silver, ecc.

 

  • Placcatura in oro e nichel

Vengono utilizzate altre finiture di placcatura, più comunemente oro. Tuttavia, il rame e l'oro tendono a diffondersi l'uno nell'altro allo stato solido (con il rame che lo fa a una velocità maggiore); il processo è accelerato dall'aumento della temperatura. Il rame su una superficie in traccia si ossida, con conseguente aumento della resistenza al contatto (il rame che migra nell'oro può causare l'appannamento e la corrosione dell'oro). Questo può essere ridotto al minimo placcando uno strato barriera tra il rame e l'oro. Il nichel è comunemente usato come strato barriera per impedire all'oro di migrare nel rame sui binari. (La barriera al nichel aiuta a ridurre sia il numero che l'effetto dei pori rispetto alla placcatura in oro direttamente sulla base di rame.) Il rivestimento protettivo al nichel offre numerosi vantaggi. Serve come supporto per l'oro per una durezza extra oltre a fornire un efficace strato di barriera alla diffusione tra oro e rame. Il nichel/oro fornisce una finitura resistente al calore e alla corrosione, stabile dal punto di vista ambientale, saldabile a filo e durevole (il sottopiatto in nichel migliora le caratteristiche di usura dell'oro), anche se a un costo maggiore rispetto alle semplici finiture di saldatura. Tradizionalmente, la placcatura in nichel/oro è stata applicata su tracce di rame utilizzate per i contatti della tastiera o le dita dei bordi per fornire il rivestimento conduttivo e resistente alla corrosione. Questo approccio offre vantaggi per la saldatura,

 

  • Applicazione della legenda dei componenti

Le etichette sul PCB sono chiamate serigrafie. Questi possono essere utilizzati per contrassegnare i componenti e inserire il logo. In questo passaggio, la scheda PCB entra in una stampante gigante che stampa le etichette sulla scheda. Le serigrafie sono disponibili in vari colori, come rosso, blu, giallo e nero, ma il colore standard è il bianco.

 

  • Separazione o Taglio

una macchina da taglio taglia i circuiti e li separa.

 

  • Test elettrici

A tale scopo viene utilizzato il Flying Probe Test. È un semplice test in cui ci sono più sonde. Le sonde sono posizionate sopra le connessioni e la corrente viene fatta passare attraverso di esse. Controlla se il circuito funziona come previsto o meno. Ad esempio, se non c'è connessione tra due percorsi, la corrente non dovrebbe passare se le sonde sono collegate ad essi.

 

Immagine 3. Processo di produzione PCB a doppia faccia

 

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