Flusso del processo di produzione di PCB

La produzione di PCB prevede diversi processi complessi, a partire dalla creazione di pellicole fotografiche, essenziali per trasferire gli schemi circuitali sulle schede di produzione. Questo articolo esplora il ruolo delle pellicole fotografiche nella produzione di PCB, insieme al processo di fabbricazione di base e ai requisiti per la produzione ingegneristica di PCB.

Produzione di pellicole fotografiche

La produzione di un circuito stampato (PCB) inizia con la realizzazione delle pellicole fotografiche, fondamentali per garantire la qualità del prodotto finale. Ogni tipo di PCB richiede almeno un set di pellicole fotografiche corrispondenti. Queste pellicole trasferiscono vari motivi sui pannelli di produzione utilizzando un processo di fotolitografia.

Gli usi delle pellicole fotografiche nella produzione di PCB includono:

• Trasferimento di modelli per la maschera fotoresist, inclusi modelli di circuiti e modelli di maschere di saldatura.
• Creazione di modelli per la stampa serigrafica, inclusi modelli e caratteri di maschere di saldatura.
• Fornitura di riferimenti di programmazione di macchine CNC per la lavorazione (foratura e fresatura) e riferimenti di fori.

Con il progresso dell'industria elettronica, i PCB devono essere più densi, con tracce più fini e diametri di foratura più piccoli. Di conseguenza, il processo di produzione è diventato più sofisticato e richiede pellicole fotografiche di alta qualità per produrre PCB di alta qualità. La moderna produzione di PCB richiede che le pellicole fotografiche soddisfino i seguenti criteri:

• Precisione dimensionale che soddisfa i requisiti del PCB, compensando le deviazioni causate dal processo di produzione.
• Conforme alle esigenze progettuali con simboli grafici completi.
• Bordi diritti e netti senza sfocature, con elevato contrasto in bianco e nero per soddisfare i requisiti del processo di fotolitografia.
• Materiale con buona stabilità dimensionale, ovvero minime variazioni dimensionali dovute alle variazioni di temperatura e umidità ambientale.
• Per i PCB a doppia faccia e multistrato, è essenziale l'allineamento preciso dei pad e dei modelli comuni.
• Ogni strato della pellicola fotografica deve essere chiaramente contrassegnato o denominato.
• Il materiale di base della pellicola fotografica dovrebbe trasmettere la lunghezza d'onda della luce richiesta, tipicamente nell'intervallo da 3000 a 4000 Angstrom per la fotosensibilità.

Mentre in precedenza, la produzione di pellicole fotografiche richiedeva prima la creazione di un master fotografico, i recenti progressi nella tecnologia di fotoplottatura laser hanno migliorato significativamente il processo. Questa tecnologia avanzata ha notevolmente migliorato la velocità e la qualità della produzione cinematografica, consentendo la creazione di grafica fine e ad alta precisione che prima era impossibile, perfezionando così la tecnologia CAM nella produzione di PCB.

Materiale del substrato

I laminati rivestiti in rame (CCL), noti anche come laminati rivestiti in rame o pannelli rivestiti in rame, fungono da materiale di substrato per la produzione di PCB. Il metodo più utilizzato per produrre PCB, il metodo di incisione, incide selettivamente il laminato rivestito di rame per ottenere le configurazioni circuitali desiderate. I laminati rivestiti in rame svolgono principalmente le funzioni di conduzione, isolamento e supporto dell'intero PCB, incidendo in modo significativo sulle prestazioni, sulla qualità e sui costi di produzione.

Processo di produzione di base

Il processo di produzione di base dei PCB varia in base al numero di strati del modello di conduttore e può essere classificato in PCB a lato singolo, a doppio lato e multistrato. Il processo di produzione di base dei pannelli monofaccia comprende i seguenti passaggi:

Passaggio 1: progettazione del PCB
Fase 2: revisione del progetto e domande di ingegneria
Passaggio 3: stampa del progetto PCB
Passaggio 4: stampa del rame per lo strato interno
Passaggio 5: incidere gli strati interni o il nucleo per rimuovere il rame
Passaggio 6: allineamento dei livelli
Passaggio 7: ispezione ottica automatizzata
Passaggio 8: laminazione degli strati PCB
Passaggio 9: perforazione
Passaggio 10: placcatura PCB
Passaggio 11: imaging dello strato esterno
Passaggio 12: incisione dello strato esterno
Passaggio 13: AOI del livello esterno
Passaggio 14: applicazione della maschera di saldatura
Passaggio 15: applicazione serigrafica
Passaggio 16: finitura del PCB
Passaggio 17: test di affidabilità elettrica

Per i pannelli a doppia faccia, il processo include passaggi aggiuntivi, come la placcatura a foro passante e metodi di imaging come il metodo SMOBC o il metodo di placcatura grafica, a seconda dell'applicazione.

Nel metodo SMOBC, il vantaggio principale è la prevenzione di ponti di saldatura tra linee sottili e il rapporto costante di piombo-stagno fornisce una migliore saldabilità e conservabilità rispetto alle schede di livellamento ad aria calda.

La produzione ingegneristica dei PCB è fondamentale per garantire la producibilità del progetto e richiede una profonda conoscenza del processo di produzione e del relativo software. Ciò include comuni software di progettazione PCB come Protel, Pads2000 e Autocad, nonché software CAM come View2001 e CAM350, che consentono la modifica, la correzione, la riparazione e la pannellizzazione della grafica del circuito, con la possibilità di produrre dati di automazione per fotoplotting, perforazione e ispezione.

Durante la formazione presso la nostra azienda, ci si aspetta che gli studenti diventino esperti nell'uso del nostro fotoplotter laser e dei prodotti correlati, nonché di varie applicazioni software CAD/CAM elettroniche. Auguriamo a tutti i tirocinanti un'esperienza formativa di successo e un piacevole soggiorno presso la nostra azienda!

Requisiti di base per la produzione ingegneristica di PCB

La qualità di Ingegneria PCB la produzione riflette il livello di abilità del progettista e le capacità produttive e il livello tecnologico del produttore di PCB. La produzione ingegneristica di PCB, che integra progettazione e produzione assistita da computer, richiede elevata precisione e accuratezza; in caso contrario, potrebbe influire sulle prestazioni elettriche del prodotto finale, causando errori, rifiuto del lotto, consegna ritardata e perdite economiche. Pertanto, gli ingegneri PCB devono sempre essere consapevoli delle proprie responsabilità significative, essere meticolosi e prestare molta attenzione nel proprio lavoro. Quando si gestiscono i file di progettazione PCB, è necessario controllare attentamente:

• Se i file ricevuti sono conformi alle regole del progettista e ai requisiti del processo di produzione PCB e includono segni di posizionamento.
• Se la disposizione delle tracce, le distanze tra tracce e pad e la distanza tra gli elementi nello spazio 2D e 3D sono ragionevoli e soddisfano i requisiti di produzione.
• Se le dimensioni del PCB corrispondono ai disegni di lavorazione e se eventuali elementi grafici aggiunti al layout del PCB (come icone o annotazioni) possono causare cortocircuiti del segnale.
• Se sono necessarie modifiche o modifiche per forme di traccia insoddisfacenti.
• Se il PCB dispone di linee di processo, se la maschera di saldatura soddisfa i requisiti del processo di produzione, se le dimensioni della maschera di saldatura sono adeguate e se i segni dei caratteri vengono premuti sui cuscinetti dei componenti, influenzando la qualità dell'assemblaggio, ecc.

Generazione di dati fotoplotativi

1. Step-and-Repeat

Se il design del PCB è troppo piccolo per soddisfare i requisiti del processo di produzione, o se un prodotto è composto da diversi PCB, è necessario combinare più schede piccole in una scheda più grande oppure più PCB utilizzati per un prodotto devono essere assemblati insieme per la produzione. Il primo è simile a un pannello per timbri, che soddisfa le condizioni del processo di produzione di PCB ed è conveniente per l'assemblaggio dei componenti, mentre il secondo prevede l'assemblaggio di più PCB di un prodotto insieme, facilitando la produzione e garantendo che un set di prodotti sia completo e chiaro.

2. Generazione di dati grafici Photoplot

La fondazione di Produzione di PCB è la pellicola fotografica. In precedenza, la creazione di pellicole fotografiche richiedeva prima la creazione di un master fotografico, quindi l'utilizzo del master per la fotografia o la copia. La precisione del master deve corrispondere ai requisiti del PCB e compensare le deviazioni causate dal processo di produzione. Il master può essere fornito dal cliente o creato dal produttore, ma sono necessarie una stretta collaborazione e negoziazione tra le due parti per soddisfare le esigenze dell'utente e le condizioni di produzione.

Nei casi in cui l'utente fornisce il master, il produttore deve ispezionarlo e approvarlo e l'utente può valutare e approvare il PCB originale o prodotto per primo. I metodi per creare il master includono il disegno manuale, l'incollaggio e il disegno CAD. Con lo sviluppo della tecnologia informatica, la tecnologia CAD PCB ha compiuto progressi significativi. Anche il livello della tecnologia di produzione dei PCB è rapidamente migliorato verso schede multistrato, a linee sottili, a fori piccoli e ad alta densità. Il tradizionale processo di produzione di lastre di pellicola non è più in grado di soddisfare le esigenze di progettazione dei PCB, portando alla nascita del photop

Utilizzando un plotter ottico, è possibile inviare direttamente i file di dati grafici PCB progettati dal CAD nel sistema informatico del plotter ottico e controllare il plotter ottico per utilizzare la luce per disegnare la grafica direttamente sulla pellicola. Quindi, dopo lo sviluppo e il fissaggio, si ottiene la lastra di pellicola. La base della pellicola in cartone stampato prodotta utilizzando la tecnologia di verniciatura con luce è veloce, di alta precisione e di buona qualità.

Evita inoltre gli errori umani che possono verificarsi durante la mappatura o il disegno manuale delle mappe di base, migliorando notevolmente l'efficienza del lavoro e riducendo i tempi di stampa dei pannelli. Ciclo produttivo. Utilizzando il plotter laser della nostra azienda, possiamo completare in un breve periodo di tempo un lavoro che in passato richiedeva molto tempo a molte persone, e i fili sottili e le piastre master ad alta densità che disegna non hanno eguali nelle operazioni manuali. In base alle diverse strutture dei plotter laser, possono essere suddivisi in tipo piatto, tipo a tamburo interno (tamburo interno) e tipo a tamburo esterno (tamburo esterno).

Il formato dati standard utilizzato dai fotoplotter è il formato Gerber-RS274, che è anche il formato dati standard nel settore della progettazione e produzione di schede stampate. Il nome del formato Gerber deriva dall'azienda americana Gerber, pioniera nella progettazione e produzione di fotoplotter.

La generazione di dati di disegno di luce consiste nel convertire i dati di progettazione generati dal software CAD in dati di disegno di luce (principalmente dati Gerber), che vengono modificati e modificati dal sistema CAM per completare la preelaborazione del disegno di luce (imposizione, mirroring, ecc.) per ottenere Requisiti del processo di produzione del cartone stampato. I dati elaborati vengono quindi inviati al light plotter, dove vengono convertiti in dati raster dall'elaboratore di dati immagine raster del light plotter. Questi dati raster vengono inviati al plotter a luce laser attraverso un algoritmo di riduzione della compressione ad alta velocità per completare il light painting.

3.Formato dati fotoplotting

Il formato dei dati di plottaggio fotografico si basa sul formato dati Gerber dei plotter fotografici vettoriali, che è stato ampliato e reso compatibile con i formati HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language), AutoCAD DXF, TIFF e altri formati di dati grafici specializzati e generali. Alcuni sviluppatori CAD e CAM hanno anche esteso il formato dati Gerber.

Quella che segue è una breve introduzione ai dati Gerber.

Il nome formale dei dati Gerber è formato Gerber RS-274. A ciascun simbolo sul disco di un plotter fotografico vettoriale viene assegnato un codice D corrispondente nei dati Gerber. Ciò consente al fotoplotter di controllare e selezionare il disco tramite il D-code, disegnando la grafica corrispondente. Elencando i codici D e le forme, dimensioni e metodi di esposizione corrispondenti ai simboli, si ottiene una tabella dei codici D. Questa tabella del codice D funge da ponte dalla progettazione CAD all'utilizzo di questi dati da parte del plotter fotografico per il fotoplotting. Quando forniscono i dati di fotoplotting Gerber, gli utenti devono fornire anche la tabella del codice D corrispondente. In questo modo il fotoplotter può determinare quale disco di simboli utilizzare per l'esposizione in base alla tabella D-code, disegnando così la grafica corretta.

In una tabella del codice D, dovrebbe generalmente includere il codice D, la forma e la dimensione di ciascun disco corrispondente al codice D e il metodo di esposizione del disco. Prendendo un esempio di tabella di codici D dal software CAD elettronico più comunemente utilizzato Protel in Cina, la sua estensione è .APT, che è un file ASCII e può essere modificato con qualsiasi software di editing non testuale.

D11 CIRCOLARE 7.333 7.333 0.000 LINEA
D12 CIRCOLARE 7.874 7.874 0.000 MULTI
D13 QUADRATO 7.934 7.934 0.000 LINEA
D14 CIRCOLARE 8.000 8.000 0.000 LINEA
D15 CIRCOLARE 10.000 10.000 0.000 LINEA
D16 CIRCOLARE 11.811 11.811 0.000 LINEA
D17 CIRCOLARE 12.000 12.000 0.000 MULTI
D18 CIRCOLARE 16.000 16.000 0.000 MULTI
D19 CIRCOLARE 19.685 19.685 0.000 MULTI
D20 TONDO 24.000 24.000 0.000 MULTI
D21 CIRCOLARE 29.528 29.528 0.000 MULTI
D22 CIRCOLARE 30.000 30.000 0.000 FLASH
D23 TONDO 31.000 31.000 0.000 MULTI
D24 ARROTONDATO 31.496 31.496 0.000 FLASH
D25 TONDO 39.000 39.000 0.000 MULTI
D26 TONDO 39.370 39.370 0.000 MULTI

Nella tabella sopra, ogni riga definisce un codice D, inclusi sei parametri:

1.La prima colonna è il numero del codice D, composto dalla lettera "D" seguita da un numero.

2.La seconda colonna è la descrizione della forma del simbolo rappresentato dal codice D, ad esempio CIRCULAR che indica che la forma del simbolo è circolare e SQUARE che indica che la forma del simbolo è quadrata.

3.La terza e la quarta colonna definiscono le dimensioni del simbolo grafico nelle direzioni X e Y, in mil; 1 mil = 1/1000 di pollice, pari approssimativamente a 0.0254 millimetri.

4.La quinta colonna riporta la dimensione del foro centrale nel grafico del simbolo, anch'essa in mil.

5.La sesta colonna indica la modalità di utilizzo del disco dei simboli, ad esempio LINE che indica che il simbolo viene utilizzato per disegnare linee, FLASH che indica che viene utilizzato per esporre piazzole di saldatura e MULTI che indica che può essere utilizzato per entrambe le linee di disegno ed esporre i cuscinetti di saldatura.

Nel formato Gerber RS-274, oltre a utilizzare i codici D per definire i dischi dei simboli, i codici D vengono utilizzati anche per il controllo dell'esposizione dei fotoplotter; inoltre, alcuni altri comandi vengono utilizzati per il controllo e il funzionamento dei fotoplotter. Il formato dei dati Gerber generato da diversi software CAD può presentare alcune piccole differenze, ma la struttura generale rimane invariata come formato Gerber-RS0274.

Conclusione

La produzione di PCB dipende in larga misura dalla precisione e dalla qualità delle pellicole fotografiche, che fungono da modello per i modelli dei circuiti. Con l'avanzare della tecnologia, aumenta la richiesta di PCB ad alta densità con tracce più fini e diametri di foratura più piccoli, rendendo necessario l'uso di pellicole fotografiche di alta qualità. Gli ingegneri PCB svolgono un ruolo cruciale nel garantire la producibilità e la qualità dei prodotti Disegni PCB, che richiedono una meticolosa attenzione ai dettagli e una profonda comprensione del processo produttivo.

Aderendo a requisiti rigorosi e sfruttando tecnologie avanzate, i produttori di PCB possono produrre PCB di alta qualità in grado di soddisfare le richieste in evoluzione del settore elettronico.