Processo di fabbricazione dei PCB nella fabbrica JLCPCB
ultimo aggiornamento 26 luglio 2018
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Processo di fabbricazione dei PCB nella fabbrica JLCPCB ultimo aggiornamento 26 luglio 2018 |
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Processo di fabbricazione dei
PCB nella fabbrica JLCPCB Fondata nel 2006, la
JLCPCB Factory è la
prima fabbrica per la produzione di PCB e prototipi in piccoli lotti in Cina ed
ha quattro siti di produzione. Scopriremo il processo di
fabbricazione
dei PCB per una scheda a 2 strati e vedremo la cura e l'attenzione che viene
messa in ogni fase del processo a partire dalla produzione sino al controllo di
qualità e alla spedizione. Dopo il ricevimento online degli ordini sul sito di JLCPCB ($ 2 per 10PCB), il
cliente riceverà i file Gerber per i controlli di produzione, quando i file
revisionati saranno stati approvati, saranno tracciati nei nostri foto-plotter
laser e trasformati in foto-maschere o film in una camera oscura controllata sia
per temperatura che per umidità. Il foto-plotter acquisisce i dati della scheda
e li converte in un'immagine a pixel del PCB. Il film impressionato viene
automaticamente sviluppato e scaricato per l'operatore, quindi il film è pronto
per il processo di fabbricazione.
I fogli di ottimo rame, laminati su entrambe i lati, hanno un'alta qualità
standard e uno spessore che varia tra i seguenti valori: 0,4 / 0,6 / 0,8 / 1,0 /
1,2 / 1,6 / 2,0 mm. Da questi fogli sono tagliati tutti i tipi di formati adatti
a stampare i pannelli.
In base al file Drill che è stato generato per esempio dal programma
EasyEDA
(file Gerber), i pannelli sono forati per ospitare i reofori dei componenti e i vias dove specificato.
Fori extra sono praticati intorno ai bordi del pannello
per fornire punti di registrazione per allineare i foto-film sugli strati
superiori e inferiori della Fase 5. Questo per garantire che questi fori pre-perforati siano esattamente al centro dei pad e dei vias .
Dopo la perforazione, i pannelli vengono puliti e quindi vengono posti in bagni
dove, utilizzando un processo di deposizione senza elettrolisi, viene steso uno
strato aggiuntivo molto sottile di rame su tutto il pannello, inclusa una
placcatura uniforme attorno alle pareti di tutti i fori. Quasi tutti i PCB con
due o più strati di rame utilizzano fori passanti placcati per collegare i
conduttori tra gli strati. L'intero processo di immersione, placcatura, lavaggio
e asciugatura è controllato da una macchina.
Fase 5 - Immagine dei livelli esterni Nel processo di incisione a film secco, l'intera superficie del pannello è
rivestita con un sottile strato di etere resistivo fotosensibile (da ora
chiamato "photoresist"), come un "film secco". Questo strato è esposto alla luce
ultravioletta (UV) attraverso una foto-maschera che copre lo schema richiesto di
tracce e pad, ma consente all'intero resto del pannello di essere esposto alla
luce UV. L'esposizione ai raggi UV polimerizza e indurisce il photoresist che,
non indurito, viene rimosso dallo "sviluppo" per lasciare il rame nudo che
formerà il modello richiesto di tracce e pad puliti. Il pannello viene quindi
cotto per aumentare la durata del photoresist rimanente per il processo
successivo.
Dopo uno stadio di elettrodeposizione per aumentare lo spessore del rame sulle
aree esposte e all'interno dei fori passanti placcati, le aree esposte sono
rivestite con uno strato sottile di stagno. Alla fine di questa fase, tutti i
residui rimasti della pellicola foto-resistente sono rimossi, lasciando un
pannello coperto di rame nudo con solo i piste, le pastiglie e i fori passanti
coperti in un sottile strato di stagno.
La stagnatura protegge le sezioni del pannello destinate a rimanere coperte di
rame durante la fase di incisione. L'incisione rimuove la pellicola di rame
indesiderata dal pannello, ma lascia le aree placcate di stagno non incise.
(resta una piccola quantità di incisione laterale che viene regolata aumentando
automaticamente la larghezza della traccia e delle pad per compensazione). L'ispezione ottica automatica
AOI
(Automated Optical Inspection) è un'ispezione
visiva automatizzata per le schede . Un AOI è in grado di rilevare errori come
tracce con bordi incisi o regioni in cui il fotoresist potrebbe essere stato
graffiato o scheggiato e quindi aver causato una tacca nella traccia. Difetti
come questo sono molto difficili da rilevare in un test di continuità elettrica.
Fase 9 - Maschera per saldatura La maschera di saldatura è un rivestimento epossidico applicato ai circuiti
stampati nudi per evitare il collegamento accidentale della saldatura e per
proteggerli dall'ambiente. La maschera di saldatura è solitamente verde ma sono
disponibili molti altri colori, come rosso, nero, bianco, giallo e blu. Dopo un'altra fase di pulizia, i pannelli vengono caricati nella macchina di
rivestimento della maschera di saldatura. Questo copre completamente entrambi i
lati del pannello con un inchiostro apposito. I pannelli sono fatti passare
attraverso un essiccatore che indurisce l'inchiostro quanto basta per
consentirne la stampa. Successivamente, i pannelli rivestiti "tack-dry", sono
ripresi sotto luce UV utilizzando una serie di foto-maschere che, prima
dell'esposizione ai raggi UV, vengono controllate per assicurare che siano
allineate con precisione (a più di 50um) con le piste e le placchette di rame
sul pannello. Le foto-maschere sono chiare dove la maschera di saldatura deve
essere ulteriormente indurita e opache dove la maschera di saldatura deve essere
lavata via nella fase di "sviluppo" per esporre i pad sul pannello. La serigrafia guida gli utilizzatori a posizionare meglio la disposizione dei
componenti della scheda.
Fase 11 - Finitura superficiale Durante questa fase, le schede vengono rivestite con una superficie per la
saldatura che viene livellata con ad aria calda.
Fase 12-13 - Profilatura & V-cutting Dopo la finitura superficiale, i pannelli devono essere sagomati per adattarsi
alle custodie tramite una macchina di fresatura controllata da computer. Con la
profilatura, le schede sono rifinite per dare un bordo liscio una volta
tagliate. I metodi di profilatura rapida consentono ai PCB di essere posizionati
da un lato o dall'altro e offrono quindi il miglior utilizzo del pannello.
Ogni PCB multistrato è testato elettronicamente rispetto ai dati originali della
scheda. Usando un sistema denominato "flying probe test or fixtureless
in-circuit test" (FICT)
con cui si controlla ogni pista per controllare
che sia completa (nessun circuito aperto) oppure non sia in corto circuito con
altre piste.
Fase 15 - Controllo qualità finale e pacco e spedizione Tutti i PCB prodotti da
JLCPCB ricevono un test di connettività elettrica e
un'ispezione visiva finale per assicurarsi che tutto sia perfettamente
funzionante prima di essere imballati e spediti.
Le fasi di produzione sono:
Il computer controlla il trapano che è stato scelto dall'operatore per il
programma di perforazione e ne controlla l'esecuzione dei fori sul PCB. Le
macchine che svolgono questo lavoro sono molte e producono pannelli 24 ore al
giorno. La fabbrica JLCPCB utilizza circa settanta trapani.
Successivamente, la placcatura di stagno viene rimossa chimicamente in un
processo che ri-espone il rame nudo, in modo che le aree conduttive in rame, le
piste i pad e i fori placcati siano ora tutto ciò che rimane del rivestimento di
rame complessivo originale sul pannello.
Il sistema AOI esegue la scansione degli strati utilizzando un sensore laser.
L'immagine catturata viene digitalizzata, migliorata e quindi confrontata
elettronicamente con il file Gerber originale. Utilizzando questo confronto, il
sistema AOI è in grado di rilevare ed evidenziare eventuali difetti o aree
sospette molto più rapidamente e con precisione rispetto a un'ispezione manuale.
La fase di sviluppo elimina il resist indesiderato. Per garantire che il rame
esposto sia facilmente saldabile, i pannelli vengono ispezionati per accertarsi
che non rimangano residui di inchiostro sui pad o nei fori. Anche leggere tracce
comprometterebbero la saldabilità del PCB finito. Infine, il resist sarà
ulteriormente indurito o "polimerizzato" per fornire un rivestimento permanente
e resistente.
In un processo automatizzato, le lettere, i numeri, i loghi, la data di
produzione e i profili dei componenti, definiti dal file di livello serigrafico
dei Gerbers, sono stampati sulla superficie superiore del pannello, utilizzando
un inchiostro bianco resistente all'acqua stampato sul PCB utilizzando un tipo
speciale di stampante a getto d'inchiostro. Se è necessaria, la serigrafia sulla
superficie inferiore, l'inchiostro della superficie superiore viene asciugato
all'aria prima che la scheda venga capovolta e il processo di stampa ripetuto
utilizzando il file serigrafico sul lato inferiore.
Il pannello viene quindi indurito nuovamente per completare definitivamente la
maschera di saldatura e gli inchiostri serigrafici.
LA superficie è realizzata tramite un rivestimento in Electroless nickel immersion gold (ENIG),
la finitura superficiale realizzata con un metodo chiamato
HASL (acrononimo Hot Air Solder Leveling) ha due
funzioni essenziali: proteggere le aree di rame esposte dalla corrosione e
fornire una superficie saldabile durante il montaggio (saldatura) dei componenti
al circuito stampato.
V-scoring / V-cutting è usato per la pre-separazione meccanica delle schede di
circuito. Una linea di rottura a forma di V è formata nel circuito stampato con
un utensile da taglio di precisione. Queste linee di rottura consentono alle
schede di essere facilmente estratte dal pannello.
| Elenco revisioni: | |
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26/07/2018 |
Emissione preliminare |