Che cosa è la fabbricazione di PCB
La fabbricazione di PCB si riferisce al processo di produzione di circuiti stampati (PCB), componenti essenziali nei dispositivi elettronici. La fabbricazione di PCB comporta la creazione di una scheda fisica che fornisce le connessioni elettriche tra vari componenti elettronici, come circuiti integrati (IC), resistori, condensatori e connettori, in modo compatto e organizzato.
Til processo di fabbricazione del PCB
Fase 1: Progettazione del layout del circuito
Il circuito elettrico viene progettato con un software ECAD. I dati di layout vengono convertiti in file Gerber contenenti le coordinate per gli strati di rame, la maschera di saldatura, la serigrafia, i fori, ecc. Le verifiche delle regole di progettazione convalidano la producibilità.
Fase 2: Stampare la pellicola
Una stampante fotoplotter specializzata crea negativi ad alta risoluzione per ogni strato su fogli di plastica trasparente rivestiti con emulsione fotosensibile. I fori di registrazione allineano con precisione gli strati.
Fase 3: Rivestire il laminato rivestito in rame
Il substrato grezzo del PCB viene pulito e laminato con uno strato di fotoresist. Per favorire l'adesione del fotoresist, può essere utilizzato un promotore di adesione.
Fase 4: esporre selettivamente il fotoresist
I negativi della pellicola vengono accuratamente allineati alla laminazione utilizzando perni di registrazione. Una sorgente di luce UV espone selettivamente il fotoresist in base all'immagine dello strato.
Fase 5: Sviluppo e incisione dello strato
La scheda viene immersa in una soluzione chimica di sviluppo per sciogliere il resist non esposto. Il mordenzante rimuove il rame non protetto dal resist, creando così delle strutture conduttive.
Fase 6: impilamento e laminazione degli strati
I singoli strati interni ed esterni vengono allineati utilizzando fori di registrazione o un sistema di visione. Gli strati di preimpregnato e foglio di rame vengono impilati con precisione e laminati insieme sotto calore e pressione.
Passaggio 7: praticare i fori
I fori per i terminali dei componenti e i via che collegano gli strati vengono forati con precisione utilizzando un trapano a controllo numerico computerizzato (CNC). Le pareti dei fori vengono sbavate.
Fase 8: Galvanotecnica
Un sottile strato di rame viene depositato autocataliticamente su tutte le superfici esposte per fornire conduttività di base per la galvanica.
Fase 9: applicare la maschera di saldatura
La maschera di saldatura fotosensibile liquida (LPI) viene applicata sull'intera scheda e polimerizzata per proteggere le tracce di rame dall'ossidazione e prevenire la formazione di ponti di saldatura.
Fase 10: Finitura delle superfici
Il rame esposto viene rivestito con HASL (Hot Air Solder Leveling), conservante organico per la saldabilità (OSP), argento per immersione o oro per immersione.
Fase 11: Stampa serigrafica
I riferimenti, i simboli, le informazioni aziendali, i profili delle schede e altre marcature vengono stampati utilizzando inchiostro serigrafico.
Passaggio 12: test elettrico
I test di continuità, di isolamento e i test in-circuit o a sonda mobile verificano che non vi siano circuiti aperti o cortocircuiti.
Fase 13: Separare le schede
Il taglio, la fresatura o l'incisione con scanalatura a V separano le singole tavole dalle tavole più grandi.
Passaggio 14: ispezione di qualità finale
Ispezioni elettriche, visive e meccaniche garantiscono che le schede siano conformi alle specifiche prima della spedizione.
5 tipi di tecniche di fabbricazione di PCB
Ora, parliamo delle diverse tecniche per realizzare circuiti stampati, dal fai da te alla produzione professionale:
- Piastre forate e piastre sperimentali
Il modo più semplice per realizzare un PCB è con le cosiddette piastre sperimentali. Si tratta di PCB realizzati in carta rigida o resina epossidica (GRP), forati con un passo di 2.54 mm (= un decimo di pollice). Lo strato di rame è disposto intorno a questi fori sotto forma di piazzole o strisce. Ciò significa che è possibile realizzare rapidamente circuiti più piccoli. I componenti vengono inseriti sul lato senza rame e saldati sull'altro lato. Le connessioni possono essere realizzate con fili sottili e trefoli. Tuttavia, questo tipo di circuito stampato non è soddisfacente a lungo termine. Sembra semplicemente troppo "artigianale".
- Fresatura di circuiti stampati
Un'altra opzione per il servizio di fabbricazione di PCB consiste nel prendere una scheda rivestita di rame e fresarvi le piste conduttrici. Un supporto per trapano e una piccola punta da trapano ad alta velocità sono sufficienti. Le piste conduttrici corrispondenti possono essere fresate a mano libera o con un fermo utilizzando una piccola fresa appuntita. Successivamente vengono praticati i fori per i componenti.
Sebbene questa opzione sia disponibile per lunghe piste conduttrici dritte, come l'illuminazione delle carrozze passeggeri, il limite del possibile viene rapidamente raggiunto con schede PCB più complesse. Inoltre, fresare i percorsi a mano libera richiede molta abilità. Questo metodo è quindi utilizzabile solo in misura molto limitata, a meno che non si disponga di una fresa con tavola XY motorizzata.
- circuiti stampati incisi
La tecnica di incisione dei PCB prevede la rimozione selettiva del rame da un substrato per formare le tracce del circuito. Innanzitutto, il layout del circuito viene progettato e mappato su una scheda laminata in rame. La scheda viene quindi preparata per l'incisione utilizzando un materiale di mascheratura, come un inchiostro impermeabile o un toner, per proteggere le tracce. La scheda viene immersa in una soluzione di incisione che rimuove il rame indesiderato non protetto dalla maschera. Successivamente, la maschera viene rimossa e viene applicata una maschera di saldatura. Infine, vengono praticati i fori per completare il PCB. L'incisione consente la prototipazione fai-da-te, ma i metodi manuali presentano limitazioni in termini di larghezza delle tracce e volume di produzione. Per la produzione industriale, processi fotolitografici più avanzati trasferiscono il layout con precisione sulle schede. L'incisione rimuove quindi selettivamente il rame in base al layout per produrre in modo efficiente circuiti stampati di qualità.
- Metodo di trasferimento del toner
Il metodo di trasferimento del toner stampa un layout speculare su carta patinata utilizzando una stampante laser. Il toner viene quindi trasferito su una scheda di rame pulita mediante pressatura a caldo con un ferro da stiro, creando un pattern di resist per l'incisione. In alternativa, il toner può essere trasferito chimicamente utilizzando carta da rivista e solvente per smalto. Entrambi i metodi consentono agli hobbisti di produrre PCB precisi con tracce sottili a casa. Le schede vengono quindi incise per rimuovere il rame esposto, lasciando le tracce desiderate protette dal toner.
- Servizio professionale di fabbricazione di PCB
Invece di realizzare i PCB da soli, è possibile inviare i file di progettazione a un produttore di PCB professionale. Questi utilizzano processi avanzati come la fotolitografia per produrre schede di qualità professionale con caratteristiche estremamente precise. Il processo dettagliato è descritto sopra. Questo è ideale per la produzione di massa o per schede multistrato complesse. Si tratta di un servizio offerto da aziende specializzate che utilizzano processi di livello industriale per la produzione di PCB di alta qualità e di livello produttivo. Questi servizi sono adatti alla produzione di massa o quando sono richiesti PCB precisi e affidabili.
Riassumendo, le prime tre sono tecniche di fabbricazione di PCB domestiche, il trasferimento del toner è un metodo amatoriale, mentre i servizi di fabbricazione professionali vengono utilizzati per produrre PCB di qualità produttiva utilizzando processi industriali.
Qual è lo standard per la fabbricazione di PCB?
- Standard IPC
L'Association Connecting Electronics Industries (IPC) è un'organizzazione leader che definisce gli standard per l'industria manifatturiera elettronica, inclusa la fabbricazione di circuiti stampati (PCB). Gli standard IPC coprono vari aspetti della progettazione, produzione e assemblaggio dei PCB. Alcuni degli standard IPC più rilevanti includono IPC-A-600, IPC-2221 e IPC-6012.
- Certificazione UL
Underwriters Laboratories (UL) fornisce servizi di certificazione per i PCB per garantirne la conformità agli standard di sicurezza e prestazioni. La certificazione UL è spesso richiesta per i PCB utilizzati in applicazioni critiche, come l'elettronica di consumo e i prodotti elettrici.
- Norme ISO
L'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) ha diversi standard relativi alla fabbricazione di PCB, tra cui ISO 9001 e ISO 14001. Questi standard riguardano il controllo di qualità, la responsabilità ambientale e la gestione dei processi nella produzione di PCB.
- Conformità RoHS e REACH
Normative come RoHS e REACH nell'Unione Europea limitano l'uso di determinati materiali pericolosi nei PCB e nei prodotti elettronici. Il rispetto di queste normative è fondamentale per la produzione globale di PCB.
- Standard J-STD
Il Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) pubblica standard relativi al settore elettronico, tra cui l'assemblaggio e la saldatura di PCB. J-STD-001 e J-STD-002 sono esempi di standard che riguardano i processi e i requisiti di saldatura.
Collabora con un produttore di PCB affidabile
La realizzazione di circuiti stampati è un processo estremamente complesso in cui anche il più piccolo errore può tradursi in costosi inconvenienti per le aziende. Pertanto, quando si cerca un partner per la produzione di PCB, è consigliabile rivolgersi a produttori con una comprovata esperienza e affidabilità. MOKO Technology, con quasi vent'anni di esperienza pratica nella produzione e nell'assemblaggio di PCB, non solo offre prodotti di qualità superiore, ma si distingue anche per la rapidità di consegna. Non esitate a contattarci oggi stesso per un preventivo per i nostri servizi di produzione di PCB.
