Panoramica del processo di fabbricazione del circuito stampato (PCB)

Nel 1936, il primo circuito stampato (PCB) fu creato da Paul Eisle. Ma fu solo negli anni ’50, quando l’industria della difesa degli Stati Uniti iniziò a integrare i PCB nei loro sistemi di detonazione di bombe che i circuiti stampati trovarono ampia applicazione. I PCB sono ora utilizzati in quasi tutti i prodotti fabbricati come automobili, telefoni cellulari, personal computer, tra gli altri.

Un riepilogo dei processi di fabbricazione di PCB

I PCB vengono inizialmente fabbricati con l’uso di due tipi di software. Il software CAD (Computer Aided Design) viene utilizzato per progettare lo schema elettronico del circuito da produrre. Dopo che lo schema è stato progettato, il software CAM (Computer Aided Manufacturing) viene utilizzato dagli ingegneri per produrre il prototipo di PCB.

Una volta progettato il prototipo di PCB, il primo passo nel processo di fabbricazione è selezionare il materiale del circuito stampato. Sono disponibili molti etichette personalizzate tessuto tipi diversi di materiali PCB, ma quelli più diffusi, in base all’applicazione e ai requisiti del cliente, includono: Alumina, Arlon, Bakelite, CEM1, CEM5, Ceramica, FR1, FR4, FR4 Alta temperatura, GeTek, Nelco, Polyimide e Rogers. I requisiti di progettazione determinano le dimensioni del PCB (cioè lunghezza, larghezza e spessore).

Dopo che il materiale è stato selezionato, il primo processo consiste nell’applicare un rivestimento di rame all’intero pannello. Il layout del circuito verrà quindi stampato sulla scheda mediante un processo fotosensibile. Quindi, verrà utilizzato un processo di incisione fotografica in modo che tutto il rame che non fa parte del layout del circuito venga inciso o rimosso dalla scheda. Il rame risultante crea le tracce o le tracce del circuito PCB. Per collegare le tracce del circuito, vengono utilizzati due processi. Un processo di fresatura meccanica utilizzerà macchine CNC per rimuovere il rame non necessario dalla scheda. Quindi, viene applicato un processo di stampa serigrafica resistente all’incisione per coprire le regioni in cui devono esistere tracce.

A questo punto del processo di fabbricazione del PCB, la scheda PCB contiene tracce di rame senza componenti del circuito. Per montare i componenti, è necessario praticare dei fori nei punti in cui le parti elettriche ed elettroniche sono posizionate sulla scheda. I fori vengono praticati con laser o con un tipo speciale di punta da trapano in carburo di tungsteno. Una volta praticati i fori, vengono inseriti dei rivetti cavi o vengono rivestiti mediante un processo di galvanizzazione, che crea il collegamento elettrico tra gli strati del pannello. Viene quindi applicato un materiale di mascheratura per rivestire l’intero PCB ad eccezione dei pad e dei fori. Esistono molti tipi di materiale di mascheratura come saldatura al piombo, saldatura senza piombo, OSP (Entek), oro profondo / duro (oro al nichel elettrolitico), oro da immersione (oro al nichel chimico – ENIG), oro legato con filo (99,99% di oro puro ), argento da immersione, oro flash, stagno da immersione (stagno bianco), inchiostro al carbonio e SN 100CL, una lega di stagno, rame e nichel. Il passaggio finale nel processo di fabbricazione del PCB è la serigrafia della scheda in modo che le etichette e la legenda appaiano nelle posizioni corrette.

Verifica della qualità della scheda PCB

Prima di posizionare i componenti elettrici ed elettronici sul PCB, la scheda deve essere testata per verificarne la funzionalità. In generale, ci sono due tipi di malfunzionamenti che possono causare un PCB difettoso: un corto o un aperto. Un “corto” è una connessione tra due o più punti del circuito che non dovrebbero esistere. Un “aperto” è un punto in cui dovrebbe esistere una connessione ma non esiste. Questi errori devono essere corretti prima del montaggio del PCB. Sfortunatamente, alcuni produttori di PCB non testano le loro schede prima della spedizione, il che può portare a problemi presso la sede del cliente. Quindi, il test di qualità è un processo critico del processo di fabbricazione dei PCB. I test garantiscono che le schede PCB siano in condizioni di lavoro adeguate prima del posizionamento dei componenti.