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Produzione di PCB Include: Il processo di produzione dei PCB è molto importante per chiunque sia coinvolto nel settore elettronico. Circuiti stampati, PCB, sono ampiamente utilizzati come base per i circuiti elettronici. I circuiti stampati vengono utilizzati per fornire la base meccanica su cui è possibile costruire il circuito. Di conseguenza, praticamente tutti i circuiti utilizzano circuiti stampati e sono progettati e utilizzati in quantità di milioni.
Sebbene oggi i PCB costituiscano la base di praticamente tutti i circuiti elettronici, tendono ad essere dati per scontati. Tuttavia la tecnologia in questo settore dell’elettronica sta facendo passi avanti. Le dimensioni delle tracce stanno diminuendo, il numero di strati nelle schede sta aumentando per soddisfare la maggiore connettività richiesta, e le regole di progettazione vengono migliorate per garantire che i dispositivi SMT più piccoli possano essere gestiti e che i processi di saldatura utilizzati nella produzione possano essere adattati. Il processo di produzione dei PCB può essere realizzato in vari modi ed esistono numerose varianti. Nonostante le tante piccole variazioni, le fasi principali del processo di produzione dei PCB sono le stesse.
Costituenti del PCB: Circuiti stampati, PCB, può essere costituito da diverse sostanze. Il più utilizzato sotto forma di pannello a base di fibra di vetro noto come FR4. Ciò fornisce un ragionevole grado di stabilità alle variazioni di temperatura e non si rompe in modo grave, pur non essendo eccessivamente costoso. Altri materiali più economici sono disponibili per i PCB in prodotti commerciali a basso costo. Per progetti a radiofrequenza ad alte prestazioni in cui la costante dielettrica del substrato è importante, e sono necessari bassi livelli di perdita, quindi è possibile utilizzare circuiti stampati a base di PTFE, anche se sono molto più difficili da lavorare.
Per realizzare un PCB con piste per i componenti, si ottiene prima il pannello rivestito in rame. Questo è costituito dal materiale del substrato, tipicamente FR4, con rivestimento in rame normalmente su entrambi i lati. Questo rivestimento in rame è costituito da un sottile strato di lamiera di rame incollata al pannello. Questo legame è normalmente molto buono per FR4, ma la natura stessa del PTFE rende tutto ciò più difficile, e questo aggiunge difficoltà alla lavorazione dei PCB in PTFE.
Processo di produzione di PCB di base: Una volta scelte e disponibili le schede PCB nude, il passaggio successivo consiste nel creare le tracce richieste sulla scheda e rimuovere il rame indesiderato. La produzione dei PCB viene normalmente ottenuta utilizzando un processo di attacco chimico. La forma più comune di attacco chimico utilizzata con i PCB è il cloruro ferrico.
Per ottenere il corretto schema delle tracce, viene utilizzato un processo fotografico. In genere il rame sui circuiti stampati nudi è ricoperto da un sottile strato di fotoresist. Viene poi esposto alla luce attraverso una pellicola fotografica o una fotomaschera che dettaglia le tracce desiderate. In questo modo l'immagine delle tracce viene trasferita sul fotoresist. Con questo completo, il fotoresist viene inserito in uno sviluppatore in modo che solo le aree della scheda in cui sono necessarie le tracce siano coperte dal resist.
La fase successiva del processo consiste nel posizionare i circuiti stampati nel cloruro ferrico per incidere le aree in cui non sono necessari binari o rame. Conoscere la concentrazione del cloruro ferrico e lo spessore del rame sulla scheda, viene inserito nella schiuma di mordenzatura per il tempo richiesto. Se i circuiti stampati rimangono nell'incisione per troppo tempo, in tal caso si perde parte della definizione poiché il cloruro ferrico tenderà a indebolire il fotoresist.
Anche se la maggior parte Schede PCB stanno producendo utilizzando l'elaborazione fotografica, sono disponibili anche altri metodi. Uno è utilizzare una fresatrice specializzata altamente precisa. La macchina viene quindi controllata per fresare via il rame in quelle aree in cui il rame non è necessario. Il controllo è ovviamente automatizzato e guidato da file generati dal software di progettazione PCB. Questa forma di produzione di PCB non è adatta per grandi quantità, ma è un'opzione ideale in molti casi in cui sono necessarie quantità molto piccole di prototipi di PCB.
Un altro metodo talvolta utilizzato per un prototipo di PCB è quello di stampare inchiostri resistenti all'incisione sul PCB utilizzando un processo di serigrafia.
Circuiti stampati multistrato: Con l'aumento della complessità dei circuiti elettronici, non è sempre possibile fornire tutta la connettività necessaria utilizzando solo i due lati del PCB. Ciò si verifica abbastanza comunemente quando vengono progettati microprocessori densi e altre schede simili. In questo caso sono necessarie tavole multistrato. La produzione di circuiti stampati multistrato, sebbene utilizzi gli stessi processi delle schede a strato singolo, richiede un grado considerevolmente maggiore di precisione e controllo del processo di produzione.
Le tavole sono realizzate utilizzando tavole singole molto più sottili, uno per ogni strato, e questi vengono poi uniti insieme per produrre il PCB complessivo. All'aumentare del numero di strati, quindi le singole schede devono diventare più sottili per evitare che il PCB finito diventi troppo spesso. Inoltre la registrazione tra gli strati deve essere molto accurata per garantire che eventuali fori siano allineati.
Per unire insieme i diversi strati, la scheda viene riscaldata per polimerizzare il materiale legante. Ciò può portare ad alcuni problemi di deformazione. I pannelli multistrato di grandi dimensioni possono presentare una deformazione evidente se non sono progettati correttamente. Ciò può verificarsi soprattutto se, per esempio uno degli strati interni è un piano di potenza o un piano di massa. Mentre questo di per sé va bene, se alcune aree ragionevolmente significative devono essere lasciate libere dal rame. Ciò può creare tensioni all'interno del PCB che possono portare a deformazioni.
Fori e vie del PCB:Fori, spesso chiamati fori o vie sono necessari all'interno di un PCB per collegare insieme i diversi strati in punti diversi. Potrebbero essere necessari anche dei fori per consentire il montaggio di componenti con piombo sul PCB. Inoltre potrebbero essere necessari alcuni fori di fissaggio. Normalmente le superfici interne dei fori hanno uno strato di rame in modo da collegare elettricamente gli strati della scheda. Questi “fori passanti placcati” sono prodotti utilizzando un processo di placcatura. In questo modo è possibile collegare gli strati della tavola.
La perforazione viene poi eseguita utilizzando macchine perforatrici a controllo numerico, i dati forniti dal software di progettazione CAD PCB. Vale la pena notare che ridurre il numero di fori di diverse dimensioni può aiutare a ridurre il costo di produzione del PCB. Potrebbe essere necessario che alcuni fori esistano solo al centro della tavola, ad esempio quando è necessario collegare gli strati interni della scheda. Questi “vie cieche” vengono forati negli strati rilevanti prima che gli strati PCB vengano incollati insieme.
Placcatura e resistenza alla saldatura PCB: Quando si salda un PCB è necessario mantenere le zone da non saldare protette da uno strato di cosiddetto solder resist. L'aggiunta di questo strato aiuta a prevenire cortocircuiti indesiderati sulle schede PCB causati dalla saldatura. Il solder resist normalmente è costituito da uno strato polimerico e protegge la scheda dalla saldatura e da altri contaminanti. Il colore del resistore di saldatura è normalmente verde intenso o rosso.
Per abilitare i componenti aggiunti alla scheda, sia con piombo che SMT per saldarlo facilmente alla scheda, le aree esposte del pannello sono normalmente “stagnato” o placcato con saldatura. Occasionalmente tavole, o le aree delle tavole possono essere placcate in oro. Ciò può essere applicabile se si devono utilizzare alcune dita in rame per i collegamenti ai bordi. Poiché l'oro non si ossida, e offre una buona conduttività e fornisce una buona connessione a basso costo.
Serigrafia PCB:Spesso è necessario stampare del testo e posizionare altri piccoli identificativi stampati su un PCB. Questo può aiutare a identificare la scheda, e anche nel contrassegnare le posizioni dei componenti per facilitare la ricerca dei guasti, ecc. Per aggiungere i contrassegni alla scheda viene utilizzata una serigrafia generata dal software di progettazione PCB, dopo che gli altri processi produttivi della tavola nuda sono stati completati.
Prototipo PCB: Come parte di qualsiasi processo di sviluppo è normalmente consigliabile realizzare un prototipo prima di avviare la produzione completa. Lo stesso vale per i circuiti stampati, dove normalmente viene prodotto e testato un prototipo di PCB prima della produzione completa. In genere è necessario produrre rapidamente un prototipo di PCB poiché c'è sempre pressione per completare la fase di progettazione hardware dello sviluppo del prodotto. Poiché lo scopo principale del prototipo PCB è testare il layout reale, spesso è accettabile utilizzare un processo di produzione PCB leggermente diverso poiché sarà necessaria solo una piccola quantità di schede prototipo PCB. Tuttavia è sempre saggio attenersi il più possibile al processo di produzione finale del PCB per garantire che vengano apportate poche modifiche e che vengano introdotti pochi nuovi elementi nel circuito stampato finale..
Il processo di produzione dei PCB è un elemento essenziale del ciclo di vita della produzione elettronica. La produzione di PCB impiega molte nuove aree tecnologiche e ciò ha consentito di apportare miglioramenti significativi sia nella riduzione delle dimensioni dei componenti che delle piste utilizzate, e nell'affidabilità delle schede.
Possiamo produrre molti tipi di cavità in schede PCB ad alto strato. Se hai domande, non esitate a contattarci con info@alcantapcb.com , saremo felici di aiutarti.