Guia completo do processo de fabricação de PCBs | Produção de PCBs HDI explicada
Por trás de todo dispositivo eletrônico confiável, encontra-se uma placa de circuito impresso (PCI) meticulosamente fabricada. Da infraestrutura 5G à eletrônica automotiva, passando por dispositivos médicos e aparelhos eletrônicos de consumo, as PCIs formam a espinha dorsal dos sistemas eletrônicos. Compreender o processo de produção em detalhes é crucial para engenheiros de projeto, gerentes de qualidade e profissionais de compras que buscam alto desempenho e confiabilidade.
Neste artigo, revelamos o processo completo de fabricação de PCBs, desde a formação da imagem nas camadas internas até a inspeção final. Também exploramos os processos especiais de interconexão de alta densidade (HDI) que permitem maior densidade de roteamento e formatos menores.
Processo padrão de fabricação de PCBs: etapas principais explicadas
1. Imagem IL (Imagem da Camada Interna)
Os padrões dos circuitos são transferidos para as camadas internas de cobre usando técnicas de fotolitografia, formando as trilhas fundamentais para PCBs multicamadas.
2. I/L AOI (Inspeção Óptica Automatizada da Camada Interna)
Máquinas AOI de alta resolução inspecionam as camadas internas em busca de curtos-circuitos, circuitos abertos e defeitos de padrão, garantindo circuitos precisos antes da laminação.
3. B/Óxido (Tratamento de Óxido Negro ou Oxidação)
Uma camada de óxido ou óxido preto é aplicada às superfícies internas de cobre para melhorar a adesão com as camadas de pré-impregnado durante a laminação.
4. Arremesso em bandeja
As camadas internas, o pré-impregnado (resina semi-curada) e as folhas de cobre externas são empilhadas de acordo com o projeto para preparar a colagem multicamadas.
5. Prensagem (Laminação)
A pilha de componentes é submetida a alta temperatura e pressão em uma prensa de laminação, fundindo as camadas em um núcleo sólido de PCB multicamadas.
6. Perfuração a laser
Microvias são perfuradas com lasers para conectar camadas externas a camadas internas específicas, essenciais para projetos BGA de passo fino (link externo: https://www.richpcba.com/bga-assembly-capability/) e HDI.
7. Perfuração (Mecânica)
8. PTH (Furo Platinado)
Os orifícios passantes são revestidos com cobre por meio de processos químicos e eletrolíticos para estabelecer interconexões elétricas entre múltiplas camadas.
9. Revestimento de painéis
Uma etapa de revestimento de cobre em toda a superfície do painel aumenta a espessura dos caminhos condutores e garante uma metalização uniforme em todos os furos perfurados.
10. Imagem O/L (Imagem da Camada Externa)
Os padrões do circuito são transferidos para as folhas de cobre externas usando fotorresistente e exposição UV, de forma semelhante à formação de imagens na camada interna.
11. Revestimento com padrões
A deposição seletiva de cobre reforça as áreas que formam as trilhas do circuito, enquanto o cobre não essencial é removido na etapa seguinte.
12. Gravação SES
Os agentes de corrosão química dissolvem o cobre desprotegido, deixando para trás características precisas do circuito que correspondem ao layout do projeto.
13. O/L AOI (AOI da Camada Externa)
As camadas externas passam por mais uma rodada de inspeção óptica automatizada para detectar quaisquer defeitos, como circuitos abertos, curtos-circuitos ou desalinhamentos.
14. S/Máscara (Aplicação de Máscara de Solda)
Uma tinta de máscara de solda é aplicada e padronizada por meio de exposição e revelação para proteger a placa contra oxidação e evitar pontes de solda durante a montagem.
15. Legenda (Impressão Serigráfica)
Identificadores de componentes, logotipos e designadores de referência são impressos para auxiliar na montagem, teste e manutenção.
16. Acabamento de Superfície (Tratamento de Superfície)
Ramal Esquerdo (Acabamentos de Alta Qualidade):
●ENIG (Ouro de Imersão em Níquel Químico)
●ENEPIG (Níquel Químico, Paládio Químico, Ouro por Imersão)
●Ouro duro, ouro macio
●HASL (Nivelamento de Solda por Ar Quente) e LF-HASL (Sem Chumbo)
Esses acabamentos melhoram a soldabilidade, a resistência à oxidação e a compatibilidade com a ligação de fios.
Ramo Direito (Acabamentos Alternativos):
●Estanho de imersão, prata de imersão
●OSP (Preservativos Orgânicos de Soldabilidade)
Essas opções são econômicas e adequadas para aplicações em conformidade com a RoHS.
17. Fresagem (Perfilamento CNC)
Utilizando roteadores CNC ou máquinas de corte em V, a placa de circuito impresso é fresada até atingir seu contorno final e separada em placas individuais.
18. ET (Teste Elétrico)
Testes abrangentes de circuito aberto/curto-circuito garantem que todos os circuitos estejam devidamente conectados e que não haja defeitos elétricos.
19. FV (Inspeção Visual Final)
Inspetores qualificados realizam uma verificação de qualidade manual para identificar quaisquer defeitos visuais ou inconsistências antes do envio.
Fabricação de PCBs HDI: Etapas aprimoradas para projetos de alta densidade
As placas de circuito impresso HDI (Interconexão de Alta Densidade) vão além dos processos de fabricação padrão, permitindo linhas ultrafinas, microvias e formatos compactos exigidos em smartphones, dispositivos IoT e computação avançada.
Processos adicionais de construção de camadas
1. Revestimento dielétrico para camadas de acúmulo
2. Perfuração a laser de vias cegas
3. Metalização por Via Cega
4. Criação de Imagens e Gravação de Traços de Acúmulo
5. Ciclos repetidos de acúmulo
