Processus de fabrication de PCB | 16 étapes pour fabriquer une carte PCB

«La fabrication de PCB est très importante dans l'industrie des PCB, elle est étroitement liée à la conception de PCB, mais connaissez-vous vraiment toutes les étapes de fabrication de PCB dans la production de PCB? Dans cette part, nous vous montrerons 16 étapes du processus de fabrication des PCB. Y compris quels sont-ils et comment ils fonctionnent dans le processus de fabrication des PCB ----- FMUSER "

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Contenu suivant

ÉTAPE 1: Conception de circuits imprimés - Conception et sortie
ÉTAPE 2: Tracé de fichiers PCB - Génération de films de conception de PCB
ÉTAPE 3: Transfert d'image des couches intérieures - IMPRIMER LES COUCHES INTÉRIEURES
ÉTAPE 4: Gravure sur cuivre - Suppression du cuivre indésirable
ÉTAPE 5: Alignement des calques - stratification des calques ensemble
ÉTAPE 6: Perçage de trous - Pour la fixation des composants
ÉTAPE 7: Inspection optique automatisée (PCB multicouche uniquement)
ÉTAPE 8: OXYDE (PCB multicouche uniquement)
ÉTAPE 9: Gravure de la couche externe et marquage final
ÉTAPE 10: Masque de soudure, sérigraphie et finitions de surface
ÉTAPE 12: Test électrique - Test de sonde volante
ÉTAPE 13: Fabrication - Profilage et V-Scoring
ÉTAPE 14: Microsection - L'étape supplémentaire
ÉTAPE 15: Inspection finale - Contrôle de la qualité des PCB
ÉTAPE 16: Emballage - Sert ce dont vous avez besoin

ÉTAPE 1: Conception de circuits imprimés - Conception et production

Conception de circuits imprimés

La conception de circuits imprimés est l'étape initiale du processus de gravure tandis que l'étape d'ingénieur CAM est la première étape de la fabrication de circuits imprimés d'une nouvelle carte de circuits imprimés, 

Le concepteur analyse l'exigence et sélectionne les composants appropriés tels que le processeur, l'alimentation électrique, etc. Créez un plan qui répond à toutes les exigences.

Vous pouvez également utiliser n'importe quel logiciel de votre choix avec certains logiciels de conception de circuits imprimés couramment utilisés tels que Altium Designer, OrCAD, Autodesk EAGLE, KiCad EDA, Pads, etc. 

Mais rappelez-vous toujours que les cartes de circuits imprimés doivent être rigoureusement compatibles avec une disposition de PCB créée par le concepteur à l'aide d'un logiciel de conception de PCB. Si vous êtes un concepteur, vous devez informer votre fabricant contractuel de la version du logiciel de conception de PCB utilisée pour concevoir le circuit, car elle permet d'éviter les problèmes causés par des écarts avant la fabrication de PCB. 

Une fois le dessin prêt, imprimez-le sur le papier transfert. Assurez-vous que le motif s'adapte à l'intérieur du côté brillant du papier.

Il existe également de nombreuses terminologies de circuits imprimés dans la fabrication de circuits imprimés, la conception de circuits imprimés, etc.

A lire également: Glossaire de terminologie PCB (pour les débutants) | Conception de PCB

Sortie de conception de PCB
Habituellement, les données arrivent dans un format de fichier connu sous le nom de Gerber étendu (Gerber est également appelé RX274x), qui est le programme le plus fréquemment utilisé, bien que d'autres formats et bases de données puissent être utilisés.

Différents logiciels de conception de circuits imprimés nécessitent éventuellement différentes étapes de génération de fichiers Gerber, ils codent tous des informations vitales complètes, y compris les couches de suivi du cuivre, le dessin de forage, la notation des composants et d'autres paramètres.

Une fois qu'une mise en page de conception pour le PCB est introduite dans le logiciel Gerber Extended, tous les différents aspects de la conception sont examinés pour garantir l'absence d'erreurs.

Après un examen approfondi, la conception de PCB terminée est transportée dans une maison de fabrication de PCB pour la production. À l'arrivée, la conception subit un deuxième contrôle par le fabricant, connu sous le nom de contrôle de conception pour la fabrication (DFM), qui garantit:
● La conception de PCB est manufacturable 

● La conception des circuits imprimés satisfait aux exigences relatives aux tolérances minimales pendant le processus de fabrication

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Lisez aussi: Qu'est-ce qu'une carte de circuit imprimé (PCB)? Tout ce que tu dois savoir

ÉTAPE 2: Tracé de fichiers PCB - Génération de films de conception de PCB

Une fois que vous avez décidé de la conception de votre PCB, l'étape suivante consiste à l'imprimer. Cela a généralement lieu dans une chambre noire à température et humidité contrôlées. Différentes couches du film photo PCB sont alignées en perforant des trous de repérage précis dans chaque feuille de film. Le film est créé pour aider à créer une figure du chemin du cuivre.

Conseils: En tant que concepteur de PCB, après avoir sorti vos fichiers schématiques de PCB, n'oubliez pas de rappeler aux fabricants d'effectuer une vérification DFM 

Une imprimante spéciale appelée photoplotter laser est couramment utilisée dans l'impression de PCB, bien qu'il s'agisse d'une imprimante laser, ce n'est pas une imprimante laser à jet standard. 

Mais ce processus de tournage n'est plus adéquat pour la miniaturisation et les avancées technologiques. Il devient obsolète à certains égards. 

De nombreux fabricants renommés réduisent ou éliminent maintenant l'utilisation de films en utilisant un équipement d'imagerie directe laser (LDI) spécial qui imprime directement sur le film sec. Avec l'incroyable technologie d'impression précise du LDI, un film très détaillé de la conception du PCB est fourni et les coûts ont été réduits.

Le photoplotter laser prend les données de la carte et les convertit en une image pixel, puis un laser les écrit sur le film et le film exposé est automatiquement développé et déchargé pour l'opérateur. 

Le produit final donne une feuille de plastique avec un négatif photo du PCB à l'encre noire. Pour les couches internes du PCB, l'encre noire représente les parties conductrices en cuivre du PCB. La partie claire restante de l'image désigne les zones de matériau non conducteur. Les couches extérieures suivent le modèle opposé: clair pour le cuivre, mais le noir se réfère à la zone qui sera gravée. Le traceur développe automatiquement le film et le film est stocké en toute sécurité pour éviter tout contact indésirable.

Chaque couche de PCB et de masque de soudure reçoit sa propre feuille de film transparent et noir. Au total, un PCB à deux couches a besoin de quatre feuilles: deux pour les couches et deux pour le masque de soudure. De manière significative, tous les films doivent correspondre parfaitement les uns aux autres. Lorsqu'ils sont utilisés en harmonie, ils cartographient l'alignement du PCB.

Pour obtenir un alignement parfait de tous les films, des trous d'enregistrement doivent être percés dans tous les films. L'exactitude du trou se produit en ajustant la table sur laquelle repose le film. Lorsque les minuscules calibrages de la table conduisent à une correspondance optimale, le trou est poinçonné. Les trous s'insèrent dans les broches d'enregistrement à l'étape suivante du processus d'imagerie.

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ÉTAPE 3: Transfert d'image des couches internes - Impression des couches internes

Cette étape s'applique uniquement aux cartes de plus de deux couches. Les panneaux simples à deux couches passent au perçage. Les cartes multicouches nécessitent plus d'étapes.

La création de films à l'étape précédente vise à tracer une figure du chemin du cuivre. Il est maintenant temps d'imprimer la figure sur le film sur une feuille de cuivre.

La première étape consiste à nettoyer le cuivre.
Dans la construction de circuits imprimés, la propreté est importante. Le stratifié cuivré est nettoyé et passé dans un environnement décontaminé. N'oubliez jamais de vous assurer qu'aucune poussière ne pénètre sur la surface où elle pourrait provoquer un court-circuit ou un circuit ouvert sur le circuit imprimé fini.

Le panneau propre reçoit une couche d'un film photosensible appelé photorésist. L'imprimante utilise de puissantes lampes UV qui durcissent la résine photosensible à travers le film transparent pour définir le motif en cuivre.

Cela garantit une correspondance exacte des films photo à la résine photosensible. 
 L'opérateur charge le premier film sur les broches, puis le panneau enduit puis le deuxième film. Le lit de l'imprimante a des broches d'enregistrement correspondant aux trous dans les outils photo et dans le panneau, garantissant que les couches supérieure et inférieure sont précisément alignées.  

Le film et le carton s'alignent et reçoivent une explosion de lumière UV. La lumière passe à travers les parties claires du film, durcissant la résine photosensible sur le cuivre en dessous. L'encre noire du traceur empêche la lumière d'atteindre les zones qui ne sont pas censées durcir, et elles doivent être supprimées.

Sous les zones noires, la résistance n'est pas durcie. La salle blanche utilise un éclairage jaune car le photorésist est sensible à la lumière UV.

Une fois le panneau préparé, il est lavé avec une solution alcaline qui élimine tout photorésist non durci. Un dernier lavage à pression enlève tout ce qui reste sur la surface. La planche est ensuite séchée.

Le produit émerge avec une résistance couvrant correctement les zones de cuivre destinées à rester dans la forme finale. Un technicien examine les cartes pour s'assurer qu'aucune erreur ne se produit pendant cette étape. Toute la réserve présente à ce stade désigne le cuivre qui émergera dans le PCB fini.

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ÉTAPE 4: Gravure sur cuivre - Suppression du cuivre indésirable
Dans la fabrication de PCB, la gravure est un processus d'élimination du cuivre (Cu) indésirable de la carte de circuit imprimé. Le cuivre indésirable n'est rien d'autre que le cuivre sans circuit qui est retiré de la carte. En conséquence, le modèle de circuit souhaité est obtenu. Au cours de ce processus, le cuivre de base ou le cuivre de départ est retiré de la carte.

La résine photosensible non durcie est retirée et la résine durcie protège le cuivre souhaité, la carte procède à une élimination indésirable du cuivre. Nous utilisons un agent de gravure acide pour laver l'excès de cuivre. Pendant ce temps, le cuivre que nous souhaitons conserver reste entièrement recouvert sous la couche de photorésist.

Avant le processus de gravure, l'image souhaitée par le concepteur du circuit est transférée sur un PCB par un processus appelé photolithographie. Cela forme un plan qui décide quelle partie du cuivre doit être enlevée.

Les fabricants de PCB utilisent généralement un procédé de gravure humide. Lors de la gravure humide, le matériau indésirable se dissout lorsqu'il est immergé dans une solution chimique.

Il existe deux méthodes de gravure humide:

● Gravure acide (chlorure ferrique et chlorure cuivrique).
● Gravure alcaline (ammoniacale)

La méthode acide est utilisée pour graver les couches internes d'un PCB. Cette méthode implique des solvants chimiques comme Chlorure ferrique (FeCl3) OR Chlorure de cuivre (CuCl2).

La méthode alcaline est utilisée pour graver les couches externes d'un PCB. Ici, les produits chimiques utilisés sont chlorure de cuivre (Château CuCl2, 2H2O) + chlorhydrate (HCl) + peroxyde d'hydrogène (H2O2) + composition de l'eau (H2O). La méthode alcaline est un processus rapide et un peu cher.

Les paramètres importants à prendre en compte pendant le processus de gravure sont la vitesse du mouvement du panneau, une pulvérisation des produits chimiques et la quantité de cuivre à décaper. L'ensemble du processus est mis en œuvre dans une chambre de pulvérisation haute pression à convoyeur.

Le processus est soigneusement contrôlé pour s'assurer que les largeurs de conducteurs finis sont exactement comme prévu. Mais les concepteurs doivent être conscients que les feuilles de cuivre plus épaisses nécessitent des espaces plus larges entre les rails. L'opérateur vérifie soigneusement que tout le cuivre indésirable a été gravé

Une fois que le cuivre indésirable est enlevé, la carte est traitée pour le décapage où l'étain ou l'étain / maigre ou le photorésist est retiré de la carte. 

Désormais, le cuivre indésirable est éliminé à l'aide d'une solution chimique. Cette solution éliminera le cuivre supplémentaire sans endommager la résine photosensible durcie.  

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ÉTAPE 5: Alignement des couches - Laminage des couches ensemble
Avec de fines couches de feuille de cuivre pour couvrir les surfaces externes des côtés supérieur et inférieur de la carte, les paires de couches sont empilées pour créer un «sandwich» PCB. Pour faciliter le collage des couches, chaque paire de couches aura une feuille de «préimprégné» insérée entre elles. Prepreg est un matériau en fibre de verre imprégné de résine époxy qui fondra pendant la chaleur et la pression du processus de stratification. Au fur et à mesure que le préimprégné refroidit, il liera les paires de couches ensemble.

Pour produire un PCB multicouche, des couches alternées de feuilles de fibre de verre infusées d'époxy appelées préimprégnés et des matériaux conducteurs conducteurs sont stratifiées ensemble sous haute température et pression à l'aide d'une presse hydraulique. La pression et la chaleur font fondre le préimprégné et relient les couches ensemble. Après refroidissement, le matériau obtenu suit les mêmes processus de fabrication qu'un PCB double face. Voici plus de détails sur le processus de stratification en utilisant un PCB à 4 couches comme exemple:

Pour un PCB à 4 couches avec une épaisseur finie de 0.062 ”, nous commencerons généralement avec un matériau d'âme FR4 revêtu de cuivre d'une épaisseur de 0.040 po. Le noyau a déjà été traité par imagerie de la couche interne, mais nécessite maintenant le préimprégné et les couches de cuivre externes. Le préimprégné est appelé fibre de verre «stade B». Il n'est pas rigide tant que la chaleur et la pression ne lui sont pas appliquées. Ainsi, lui permettant de s'écouler et de lier les couches de cuivre ensemble pendant qu'il durcit. Le cuivre est une feuille très mince, généralement 0.5 oz. (0.0007 po) ou 1 oz. (0.0014 po) d'épaisseur, qui est ajouté à l'extérieur du préimprégné. L'empilement est ensuite placé entre deux plaques d'acier épaisses et placé dans la presse à plastifier (le cycle de presse varie en fonction de divers facteurs, y compris le type de matériau et l'épaisseur). À titre d'exemple, 170Tg de matériau FR4 généralement utilisé pour de nombreuses presses de pièces à 375 ° F pendant 150 minutes à 300 PSI. Après refroidissement, le matériau est prêt à passer au processus suivant.

Composer le tableau ensemble pendant cette phase, il faut beaucoup d'attention aux détails pour maintenir l'alignement correct des circuits sur les différentes couches. Une fois la pile terminée, les couches en sandwich sont stratifiées, et la chaleur et la pression du processus de stratification fusionneront les couches ensemble en une seule carte de circuit imprimé.

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ÉTAPE 6: Perçage de trous - Pour la fixation des composants
Vias, montage et autres trous sont percés à travers le PCB (généralement dans des piles de panneaux, en fonction de la profondeur du foret). La précision et la propreté des parois des trous sont essentielles, et des optiques sophistiquées le permettent.

Pour trouver l'emplacement des cibles de forage, un localisateur à rayons X identifie les points cibles de forage appropriés. Ensuite, des trous d'enregistrement appropriés sont percés pour sécuriser la pile pour la série de trous plus spécifiques.

Avant le forage, le technicien place une planche de matériau tampon sous la cible de forage pour s'assurer qu'un alésage propre est effectué. Le matériau de sortie empêche toute déchirure inutile à la sortie de la perceuse.

Un ordinateur contrôle chaque micro-mouvement de la perceuse - il est tout à fait naturel qu'un produit qui détermine le comportement des machines s'appuie sur des ordinateurs. La machine informatisée utilise le fichier de forage de la conception originale pour identifier les bons endroits à percer.

Les perceuses utilisent des broches pneumatiques qui tournent à 150,000 XNUMX tr / min. À cette vitesse, vous pourriez penser que le forage se fait en un éclair, mais il y a beaucoup de trous à percer. Un PCB moyen contient bien plus de cent points d'alésage intacts. Pendant le forage, chacun a besoin de son propre moment spécial avec la perceuse, donc cela prend du temps. Les trous abritent plus tard les vias et les trous de montage mécanique pour le PCB. L'apposition définitive de ces pièces intervient plus tard, après le placage.

Une fois les trous percés, ils sont nettoyés à l'aide de procédés chimiques et mécaniques pour éliminer les traces de résine et les débris causés par le forage. La totalité de la surface exposée de la carte, y compris l'intérieur des trous, est ensuite revêtue chimiquement d'une fine couche de cuivre. Cela crée une base métallique pour la galvanoplastie de cuivre supplémentaire dans les trous et sur la surface à l'étape suivante.

Une fois le perçage terminé, le cuivre supplémentaire qui tapisse les bords du panneau de production est enlevé par un outil de profilage.

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ÉTAPE 7: Inspection optique automatisée (PCB multicouche uniquement)
Après le laminage, il est impossible de trier les erreurs dans les couches internes. Par conséquent, le panneau est soumis à une inspection optique automatique avant le collage et la stratification. La machine scanne les couches à l'aide d'un capteur laser et les compare avec le fichier Gerber original pour répertorier les écarts, le cas échéant.

Une fois que toutes les couches sont propres et prêtes, elles doivent être inspectées pour l'alignement. Les couches intérieure et extérieure seront alignées à l'aide de trous percés plus tôt. Une poinçonneuse optique perce une épingle sur les trous pour maintenir les couches alignées. Après cela, le processus d'inspection commence pour s'assurer qu'il n'y a pas d'imperfections.

L'inspection optique automatisée, ou AOI, est utilisée pour inspecter les couches d'un PCB multicouche avant de stratifier les couches ensemble. L'optique inspecte les couches en comparant l'image réelle sur le panneau aux données de conception du PCB. Toute différence, avec du cuivre supplémentaire ou du cuivre manquant, pourrait entraîner des courts-circuits ou des ouvertures. Cela permet au fabricant de détecter tout défaut qui pourrait éviter des problèmes une fois que les couches internes sont stratifiées ensemble. Comme vous pouvez l'imaginer, il est beaucoup plus facile de corriger un court ou un ouvert trouvé à ce stade, par opposition à une fois que les couches ont été stratifiées ensemble. En fait, si un ouvert ou un court n'est pas découvert à ce stade, il ne sera probablement pas découvert avant la fin du processus de fabrication, lors des tests électriques, lorsqu'il est trop tard pour corriger.

Les événements les plus courants qui se produisent pendant le processus d'image de calque et qui entraînent un problème connexe court ou ouvert sont:

● L'image n'est pas exposée correctement, ce qui entraîne une augmentation / diminution de la taille des fonctions.
● Le film sec de mauvaise qualité résiste à l'adhérence qui peut provoquer des entailles, des coupures ou des piqûres dans le motif gravé.
● Le cuivre est sous-gravé, laissant du cuivre indésirable ou provoquant une croissance de la taille ou des courts-circuits.
● Le cuivre est sur-gravé, en supprimant les éléments en cuivre nécessaires, en créant des tailles ou des coupes de fonction réduites.

En fin de compte, l'AOI est une partie importante du processus de fabrication qui permet de garantir la précision, la qualité et la livraison à temps d'un PCB.

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ÉTAPE 8: OXYDE (PCB multicouche uniquement)

Oxyde (appelé oxyde noir ou oxyde brun selon le processus), est un traitement chimique des couches internes de PCB multicouches avant la stratification, pour augmenter la rugosité du cuivre plaqué afin d'améliorer la force de liaison du stratifié. Ce processus permet d'éviter la délamination, ou la séparation entre l'une quelconque des couches de matériau de base ou entre le stratifié et la feuille conductrice, une fois le processus de fabrication terminé.

ÉTAPE 9: gravure de la couche externe et bande finale

Décapage de photorésist

Une fois que le panneau a été plaqué, le photorésistant devient indésirable et doit être retiré du panneau. Ceci est fait dans un processus horizontal contenant une solution alcaline pure qui élimine efficacement le photorésist en laissant le cuivre de base du panneau exposé pour le retrait dans le processus de gravure suivant.

Gravure finale
L'étain garde le cuivre idéal à ce stade. Le cuivre et le cuivre exposés indésirables sous le reste de la couche de réserve subissent une élimination. Dans cette gravure, nous utilisons un décapant ammoniacal pour décaper le cuivre indésirable. Dans l'intervalle, l'étain sécurise le cuivre requis pendant cette étape.

Les régions conductrices et les connexions sont légitimement installées à ce stade.

Décapage d'étain
Après le processus de gravure, le cuivre présent sur le PCB est recouvert par la réserve de gravure, c'est-à-dire l'étain, qui n'est plus nécessaire. Par conséquent, nous le dépouillons avant d'aller plus loin. Vous pouvez utiliser de l'acide nitrique concentré pour retirer l'étain. L'acide nitrique est très efficace pour éliminer l'étain et n'endommage pas les pistes du circuit en cuivre sous le métal étain. Ainsi, vous avez maintenant un contour clair et distinct du cuivre sur le PCB.

Une fois le placage terminé sur le panneau, le film sec résiste à ce qui reste et le cuivre qui se trouve en dessous doit être enlevé. Le panneau va maintenant passer par le processus strip-etch-strip (SES). Le panneau est dépouillé de la réserve et le cuivre qui est maintenant exposé et non recouvert d'étain sera gravé de sorte que seules les traces et les tampons autour des trous et autres motifs de cuivre resteront. Le film sec est retiré des panneaux étamés et le cuivre exposé (non protégé par l'étain) est gravé en laissant le motif de circuit souhaité. À ce stade, le circuit fondamental de la carte est terminé

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ÉTAPE 10: Masque de soudure, sérigraphie et finitions de surface
Pour protéger la carte lors de l'assemblage, le matériau du masque de soudure est appliqué en utilisant un processus d'exposition aux UV similaire à celui utilisé avec le photorésist. Ce masque de soudure couvrir toute la surface de la carte à l'exception des pastilles métalliques et des éléments qui seront soudés. En plus du masque de soudure, les désignations de référence des composants et autres marquages ​​de la carte sont sérigraphiés sur la carte. Le masque de soudure et l'encre de sérigraphie sont polymérisés en cuisant la carte de circuit imprimé dans un four.

La carte de circuit imprimé aura également une finition de surface appliquée sur ses surfaces métalliques exposées. Cela aide à protéger le métal exposé et aide à l'opération de soudage pendant l'assemblage. Un exemple de finition de surface est nivellement par soudure à air chaud (HASL). La carte est d'abord enduite de flux pour la préparer pour la soudure, puis plongée dans un bain de soudure fondue. Lorsque la carte est retirée du bain de soudure, un souffle d'air chaud à haute pression élimine l'excès de soudure des trous et lisse la soudure sur la surface métallique.

L'application du masque de soudure

Un masque de soudure est appliqué sur les deux côtés de la carte, mais avant cela, les panneaux sont recouverts d'une encre de masque de soudure époxy. Les cartes reçoivent un flash de lumière UV, qui passe à travers un masque de soudure. Les parties couvertes restent non durcies et subiront un retrait.

Enfin, la carte est placée dans un four pour durcir le masque de soudure.

Le vert a été choisi comme couleur standard du masque de soudure car il ne fatigue pas les yeux. Avant que les machines puissent inspecter les PCB pendant le processus de fabrication et d'assemblage, il s'agissait d'inspections manuelles. La lumière supérieure utilisée par les techniciens pour vérifier les cartes ne se reflète pas sur un masque de soudure vert et convient mieux à leurs yeux.

La Nomenclature (sérigraphie)

La sérigraphie ou le profilage est le processus d'impression de toutes les informations critiques sur le PCB, telles que l'identifiant du fabricant, les numéros de composants du nom de l'entreprise, les points de débogage. Cela est utile lors de l'entretien et de la réparation.

C'est l'étape cruciale car, dans ce processus, des informations critiques sont imprimées sur le tableau. Une fois cela fait, le panneau passera par la dernière étape de revêtement et de durcissement. La sérigraphie est l'impression de données d'identification lisibles, telles que les numéros de pièce, le localisateur de la broche 1 et d'autres marquages. Ceux-ci peuvent être imprimés avec une imprimante à jet d'encre.

Il est également processus le plus artistique de la fabrication de PCB. La carte presque terminée reçoit l'impression de lettres lisibles par l'homme, normalement utilisées pour identifier les composants, les points de test, les numéros de pièces PCB et PCBA, les symboles d'avertissement, les logos d'entreprise, les codes de date et les marques du fabricant. 

Le PCB passe enfin à la dernière étape de revêtement et de durcissement.

La finition de surface Or ou Argent

Le PCB est plaqué d'or ou d'argent pour ajouter une capacité de soudure supplémentaire à la carte, ce qui augmentera la liaison de la soudure.  

L'application de chaque finition de surface peut varier légèrement au cours du processus, mais implique de plonger le panneau dans un bain chimique pour revêtir tout cuivre exposé avec la finition souhaitée.

Le processus chimique final utilisé pour fabriquer un PCB est l'application de la finition de surface. Alors que le masque de soudure recouvre la plupart des circuits, la finition de surface est conçue pour empêcher l'oxydation du cuivre exposé restant. Ceci est important car le cuivre oxydé ne peut pas être soudé. Il existe de nombreuses finitions de surface différentes qui peuvent être appliquées à une carte de circuit imprimé. Le plus courant est le niveau de soudure à air chaud (HASL), qui est proposé à la fois avec et sans plomb. Mais en fonction des spécifications, de l'application ou du processus d'assemblage du PCB, les finitions de surface appropriées peuvent inclure l'électrolytique Nickel Immersion Gold (ENIG), Soft Gold, Hard Gold, Immersion Silver, Immersion Tin, Organic Solderability Preservative (OSP), etc.

Le circuit imprimé est ensuite plaqué avec une finition de nivellement de soudure à air chaud ou HASL en or, en argent ou sans plomb. Ceci est fait pour que les composants puissent être soudés aux plots créés et pour protéger le cuivre.

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ÉTAPE 12: Test électrique - Test de sonde volante
Comme dernière précaution pour la détection, la carte sera testée par le technicien pour la fonctionnalité. À ce stade, ils utilisent la procédure automatisée pour confirmer la fonctionnalité du PCB et sa conformité à la conception d'origine. 

Habituellement, une version avancée des tests électriques appelée Test de sonde volante qui dépend des sondes mobiles pour tester les performances électriques de chaque réseau sur un circuit imprimé nu sera utilisé dans le test électrique. 

Les cartes sont testées sur une netlist, soit fournie par le client avec ses fichiers de données, soit créées à partir des fichiers de données client par le fabricant de PCB. Le testeur utilise plusieurs bras mobiles, ou sondes, pour entrer en contact avec des points sur les circuits en cuivre et envoyer un signal électrique entre eux. 

Tout short ou ouverture sera identifié, permettant à l'opérateur d'effectuer une réparation ou de jeter le PCB comme étant défectueux. En fonction de la complexité de la conception et du nombre de points de test, un test électrique peut durer de quelques secondes à plusieurs heures.

En outre, en fonction de divers facteurs tels que la complexité de la conception, le nombre de couches et le facteur de risque des composants, certains clients choisissent de renoncer aux tests électriques pour gagner du temps et gagner du temps. Cela peut convenir aux simples PCB double face où peu de choses peuvent mal tourner, mais nous recommandons toujours des tests électriques sur des conceptions multicouches, quelle que soit la complexité. (Conseil: fournir à votre fabricant une «netlist» en plus de vos fichiers de conception et de vos notes de fabrication est un moyen d'éviter que des erreurs inattendues ne se produisent.)

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ÉTAPE 13: Façonnage - Profilage et score V

Une fois qu'un panneau PCB a terminé les tests électriques, les cartes individuelles sont prêtes à être séparées du panneau. Ce processus est effectué par une machine CNC, ou un routeur, qui achemine chaque carte hors du panneau à la forme et à la taille souhaitées. Les bits de routeur généralement utilisés ont une taille de 0.030 à 0.093 et ​​pour accélérer le processus, plusieurs panneaux peuvent être empilés deux ou trois en fonction de l'épaisseur totale de chacun. Au cours de ce processus, la machine CNC est également capable de fabriquer des fentes, des chanfreins et des bords biseautés en utilisant une variété de tailles de fraises différentes.

Le processus de routage est un processus de fraisage dans lequel un trépan de fraisage est utilisé pour couper le profil du contour de carte souhaité. Les panneaux sont "épinglé et empilé»Comme précédemment effectué lors du processus« Forage ». La pile habituelle est de 1 à 4 panneaux.

Pour profiler les PCB et les découper dans le panneau de production, nous avons besoin d'une découpe, c'est-à-dire de découper différentes planches du panneau d'origine. La méthode employée se concentre sur l'utilisation d'une toupie ou d'une rainure en V. Une toupie laisse de petites languettes le long des bords de la carte tandis que la rainure en V coupe des canaux diagonaux le long des deux côtés de la carte. Les deux façons permettent aux planches de sortir facilement du panneau.

Au lieu de router de petites cartes individuelles, les PCB peuvent être acheminés sous forme de tableaux contenant plusieurs cartes avec des onglets ou des lignes de score. Cela permet un assemblage plus facile de plusieurs cartes en même temps tout en permettant à l'assembleur de séparer les cartes individuelles lorsque l'assemblage est terminé.

Enfin, les planches seront vérifiées pour la propreté, les arêtes vives, les bavures, etc., et nettoyées au besoin.


ÉTAPE 14: Microsection - L'étape supplémentaire

La micro-sectionnement (également appelée section transversale) est une étape facultative du processus de fabrication de PCB, mais est un outil précieux utilisé pour valider la construction interne d'un PCB à des fins de vérification et d'analyse des défaillances. Pour créer un spécimen pour l'examen microscopique du matériau, une section transversale du PCB est coupée et placée dans un acrylique souple qui durcit autour de lui sous la forme d'une rondelle de hockey. La section est ensuite polie et visualisée au microscope. Une inspection détaillée peut être effectuée en vérifiant de nombreux détails tels que les épaisseurs de placage, la qualité des forets et la qualité des interconnexions internes.

ÉTAPE 15: Inspection finale - Contrôle de la qualité des PCB

Dans la dernière étape du processus, les inspecteurs doivent donner à chaque PCB une dernière vérification minutieuse. Contrôle visuel du PCB par rapport aux critères d'acceptation. Utilisation de l'inspection visuelle manuelle et AVI - compare le PCB à Gerber et a une vitesse de vérification plus rapide que les yeux humains, mais nécessite toujours une vérification humaine. Toutes les commandes sont également soumises à une inspection complète, y compris les dimensions, la soudabilité, etc. pour s'assurer que le produit répond aux normes de nos clients, et avant l'emballage et l'expédition, un audit qualité à 100% est effectué à bord des lots.

L'inspecteur évaluera ensuite les PCB pour s'assurer qu'ils répondent à la fois aux exigences du client et aux normes décrites dans les documents d'orientation de l'industrie:

● IPC-A-600 - Acceptabilité des cartes imprimées, qui définit une norme de qualité à l'échelle de l'industrie pour l'acceptation des PCB.
● IPC-6012 - Spécification de qualification et de performance pour les panneaux rigides, qui définit les types de panneaux rigides et décrit les exigences à respecter lors de la fabrication pour trois classes de performances de panneaux - Classe 1, 2 et 3.

Un PCB de classe 1 aurait une durée de vie limitée et l'exigence est simplement la fonction du produit d'utilisation finale (par exemple, ouvre-porte de garage).
Un PCB de classe 2 serait celui où des performances continues, une durée de vie prolongée et un service ininterrompu sont souhaités mais pas critiques (par exemple, une carte mère PC).

Un PCB de classe 3 inclurait une utilisation finale où des performances élevées continues ou des performances à la demande sont essentielles, une défaillance ne peut être tolérée et le produit doit fonctionner lorsque cela est nécessaire (ex. Commandes de vol ou systèmes de défense).

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ÉTAPE 16: Emballage - Sert ce dont vous avez besoin
Les planches sont emballées à l'aide de matériaux conformes aux exigences d'emballage standard, puis emballées avant d'être expédiées en utilisant le mode de transport demandé.

Et comme vous pouvez le deviner, plus la classe est élevée, plus le PCB est cher. En général, la différence entre les classes est obtenue en exigeant des tolérances et des contrôles plus stricts qui se traduisent par un produit plus fiable. 

Quelle que soit la classe spécifiée, les tailles des trous sont vérifiées avec des jauges de broches, le masque de soudure et la légende sont examinés visuellement pour l'aspect général, le masque de soudure est vérifié pour voir s'il y a un empiètement sur les pastilles, ainsi que la qualité et la couverture de la surface la finition est examinée.

Il est très important pour les concepteurs de PCB de se familiariser avec les directives d'inspection IPC et leur relation avec la conception des PCB, le processus de commande et de fabrication est également vital. 

Tous les PCB ne sont pas créés de la même manière et la compréhension de ces directives aidera à garantir que le produit fabriqué répond à vos attentes en termes d'esthétique et de performances.

Si vous êtes BESOIN D'AIDE avec Conception de PCB ou avez des questions sur Étapes de fabrication de PCB, n'hésitez pas à partager avec FMUSER, Nous sommes toujours à l'écoute!

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