La fabricación de PCB es un proceso preciso y complejo que depende de una serie de equipos especializados de alta precisión. Desde la fotolitografía, el grabado, la laminación, el taladrado y el chapado hasta las pruebas, cada paso de la producción se realiza con los equipos básicos correspondientes.
1.Fase de corte de paneles y preparación del material base
Máquina cortadora de paneles
La máquina de corte de paneles se utiliza para cortar laminados revestidos de cobre (CCL) de gran tamaño en las dimensiones requeridas para la producción. Normalmente emplea sistemas de control CNC o hidráulicos para lograr un posicionamiento de alta precisión, garantizando errores dimensionales de menos de 0,1 mm. Los problemas más comunes incluyen rebabas en los bordes de corte, deformación del panel o desviaciones dimensionales, a menudo causadas por el desgaste de la cuchilla o errores del sistema de posicionamiento. Es necesario sustituir regularmente las cuchillas y calibrar los equipos.
Rectificadora de cantos
La rectificadora de cantos utiliza bandas de arena o fresas para pulir los cantos de los paneles, eliminando las rebabas y los bordes afilados generados durante el corte.Esto mejora la seguridad operativa y la calidad del laminado.Entre los problemas más comunes se encuentran el rectificado desigual o el desgaste excesivo, normalmente debido al envejecimiento de las bandas de arena o a una velocidad de avance inadecuada.Los parámetros deben ajustarse en función del grosor del panel, y la unidad de rectificado debe someterse a un mantenimiento periódico.
2. Etapa de fabricación del circuito de capa interna
Máquina de revestimiento
The coating machine uniformly applies photoresist onto the copper-clad laminate surface using roller or slot-die coating methods, controlling the thickness to 5–20μm. Common issues include uneven coating, bubbles, or thickness deviations, often caused by nozzle clogging or unstable photoresist viscosity. Regular pipeline cleaning and monitoring of ambient temperature and humidity are required.
Máquina de exposición
The exposure machine transfers circuit patterns onto the photoresist using ultraviolet (UV) or laser light, with a high-precision alignment system (accuracy ±5μm). Common problems include misalignment, insufficient exposure energy, or dust contamination, often due to aging optical systems or inadequate cleanliness. Regular calibration of the optical path and maintaining a dust-free environment are essential.
Máquina de grabado
La máquina de grabado utiliza soluciones químicas (por ejemplo, cloruro de cobre ácido) para eliminar las capas de cobre desprotegidas, formando patrones de circuito.Los problemas más comunes son el grabado insuficiente o excesivo, el grabado lateral o las desviaciones de anchura de línea, a menudo causadas por una concentración química incontrolada o una presión de pulverización desigual.Es necesario controlar en tiempo real los parámetros químicos y optimizar la disposición de las boquillas.
3. Etapa de perforación y metalización del agujero
Taladradora láser
Laser drilling machines (CO₂ or UV lasers) are used for micro-hole processing (0.1–0.3mm) with precision up to ±10μm. Common issues include hole position deviation, hole wall carbonization, or material scorching, often caused by focal length errors or unstable laser energy. Regular calibration of the optical system and parameter adjustments based on material properties are required.
Línea de deposición de cobre químico
Electrolytic copper plating forms a conductive layer (0.3–1μm thick) on hole walls through chemical deposition, involving baths for degreasing, activation, and chemical copper plating. Common issues include uneven hole wall coverage or deposition voids, typically caused by ineffective activation solutions or insufficient agitation. Process monitoring must be strengthened, and bath agitation methods must be optimized.
4. Etapa de laminación y apilado de capas
Prensa de laminación al vacío
The lamination press bonds multilayer core boards and prepregs under high temperature and pressure (180–200°C, 300–500psi), using segmented temperature control technology. Common problems include delamination, bubbles, or uneven thickness, often due to uneven pressure distribution or excessive heating rates. Optimizing the lamination curve and regularly maintaining the heating plate flatness are essential.
Línea de oxidación marrón
El tratamiento de oxidación marrón genera químicamente una microcapa rugosa en la superficie del cobre para mejorar la adherencia entre capas.Los problemas más comunes incluyen un color de oxidación desigual o una adherencia insuficiente, a menudo causados por una oxidabilidad química debilitada o un tiempo de tratamiento inadecuado.Es necesario analizar periódicamente la composición del fluido del tanque y controlar la velocidad del transportador.
5. Circuito de la capa exterior y fase de acabado superficial
Línea de metalizado de patrones
The plating line electrolytically increases circuit copper thickness (20–30μm) and applies tin protection, including pickling, copper plating, and tin plating processes. Common issues include uneven plating thickness, pinholes, or orange peel patterns, often due to uncontrolled current density or imbalanced additive ratios. Multi-point current monitoring and regular tank fluid filtration are necessary.
Impresora serigráfica de máscaras de soldadura
La impresora serigráfica aplica la tinta de la máscara de soldadura sobre la superficie de la placa mediante la tecnología de alineación de la pantalla y control de la escobilla de goma.Entre los problemas más comunes se encuentran la omisión de impresiones, el grosor desigual o la desalineación, a menudo causados por la obstrucción de la pantalla o por una presión inadecuada de la rasqueta.Es esencial seleccionar un número de mallas adecuado y mantener un entorno limpio.
Máquina enderezadora de aire caliente (HAL)
The HAL machine coats tin on solder pad surfaces (1–3μm thick) using hot air leveling to prevent oxidation and improve solderability. Common issues include tin bumps, thickness fluctuations, or copper dissolution, often due to uncontrolled tin bath temperature or inaccurate air knife angle. Regular tin pot cleaning and air knife calibration are necessary.
6. Etapa de perfiles y pruebas
Máquina fresadora CNC
The routing machine cuts PCB outlines using milling cutters with an accuracy of ±0.05mm, supporting irregular slot and hole processing. Common problems include burrs, edge chipping, or dimensional deviations, often caused by cutter wear or insufficient dust extraction. Layered milling strategies and regular tool replacement are required.
Inspector óptico automatizado (AOI)
The AOI scans circuit defects (e.g., shorts, opens) using multi-angle cameras with a recognition accuracy of 5μm. Common issues include high false positive rates or missed detections, often due to uneven lighting or improper algorithm threshold settings. Regular light source calibration and database updates are essential.
Comprobador de sonda volante
El comprobador de sonda volante comprueba el rendimiento eléctrico mediante el contacto de las almohadillas con las sondas, lo que permite realizar pruebas de alta densidad en placas.Los problemas más comunes son el mal contacto de las sondas o los errores de posicionamiento, a menudo debidos al desgaste de las sondas o a vibraciones mecánicas.Es necesaria una tecnología de compensación de la impedancia y una limpieza periódica de las sondas.
7. Equipos auxiliares y medioambientales
Sistema de tratamiento de aguas residuales
Este sistema trata las aguas residuales que contienen metales pesados (por ejemplo, cobre, níquel) mediante tecnologías de precipitación, intercambio iónico y filtración por membrana.Entre los problemas habituales se encuentran las fluctuaciones de la calidad del agua o la saturación de la resina, lo que exige controlar en tiempo real el pH y las concentraciones de metales pesados, así como planificar los ciclos de regeneración.
Unidad de tratamiento de COV
Esta unidad trata los gases residuales orgánicos mediante adsorción activada o combustión catalítica para cumplir las normas sobre emisiones medioambientales.Los problemas más comunes son la reducción de la eficacia de adsorción o la desactivación del catalizador, a menudo debido a un exceso de humedad o a la acumulación de impurezas. Es necesario pretratar el aire entrante y sustituir periódicamente los materiales de adsorción.
Notas adicionales:
- Las fábricas modernas de PCB están introduciendo gradualmente sistemas de gestión inteligentes (por ejemplo, MES) para lograr la interconexión de los datos de los equipos y la optimización en bucle cerrado de los parámetros del proceso.
- La producción de tarjetas IDH de gama alta requiere Equipos de imagen directa láser (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- La prevención de problemas comunes requiere combinar SPC Control estadístico de procesos y TPM mantenimiento productivo total establecer mecanismos de mantenimiento preventivo.