La fabrication de circuits imprimés est un processus précis et complexe qui repose sur une série d'équipements spécialisés de haute précision. De la photolithographie à la gravure, en passant par la stratification, le perçage, le placage et les essais, chaque étape de la production est pilotée par un équipement de base correspondant.
1.Étape de découpe des panneaux et de préparation du matériau de base
Machine à découper les panneaux
La machine de découpe de panneaux est utilisée pour découper des laminés de cuivre de grande taille dans les dimensions requises pour la production. Elle utilise généralement des systèmes de commande numérique ou hydraulique pour obtenir un positionnement de haute précision, garantissant des erreurs dimensionnelles inférieures à 0,1 mm. Les problèmes les plus courants sont les bavures sur les arêtes de coupe, la déformation des panneaux ou les écarts dimensionnels, souvent dus à l'usure des lames ou à des erreurs du système de positionnement. Le remplacement régulier des lames et l'étalonnage de l'équipement sont nécessaires.
Machine à meuler les bords
La ponceuse de chants utilise des bandes de sable ou des fraises pour polir les chants des panneaux, en éliminant les bavures et les arêtes vives générées lors de la découpe.Cela permet d'améliorer la sécurité des opérations et la qualité du laminage.Les problèmes les plus courants sont un ponçage inégal ou une usure excessive, généralement dus au vieillissement des bandes de sable ou à une vitesse d'avance inadaptée.Les paramètres doivent être ajustés en fonction de l'épaisseur du panneau et l'unité de meulage doit être entretenue régulièrement.
2. Étape de fabrication du circuit de la couche interne
Machine d'enduction
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.
Machine à exposer
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.
Machine à graver
La machine à graver utilise des solutions chimiques (par exemple, du chlorure de cuivre acide) pour enlever les couches de cuivre non protégées et former des circuits.Les problèmes les plus courants sont la sous-mordançage/sur-mordançage, la gravure latérale ou les écarts de largeur de ligne, souvent dus à une concentration chimique incontrôlée ou à une pression de pulvérisation inégale.La surveillance en temps réel des paramètres chimiques et l'optimisation de la disposition des buses sont nécessaires.
3. Étape de perçage et de métallisation du trou
Machine de perçage au laser
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.
Ligne de dépôt de cuivre chimique
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. Étape de laminage et d'empilage des couches
Presse à lamination sous vide
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.
Ligne d'oxydation brune
Le traitement d'oxydation brune génère chimiquement une couche micro-rugueuse sur la surface du cuivre afin d'améliorer l'adhérence entre les couches.Les problèmes les plus courants sont une couleur d'oxydation inégale ou une adhérence insuffisante, souvent dus à une oxydabilité chimique affaiblie ou à un temps de traitement inapproprié.Une analyse régulière de la composition du liquide du réservoir et un contrôle de la vitesse du convoyeur sont nécessaires.
5. Circuit de la couche externe et stade de finition de la surface
Ligne de placage de motifs
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.
Sérigraphie de masques de soudure
La sérigraphie applique l'encre du masque de soudure sur la surface de la carte en utilisant l'alignement de l'écran et la technologie de contrôle de la raclette.Les problèmes les plus courants sont les impressions manquées, les épaisseurs inégales ou les défauts d'alignement, souvent dus au colmatage de l'écran ou à une pression inadéquate de la raclette.Il est essentiel de sélectionner un nombre de mailles d'écran approprié et de maintenir un environnement propre.
Machine à niveler à air chaud (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. Phase de profilage et de test
Défonceuse 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.
Inspecteur optique automatisé (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.
Testeur de sondes volantes
Le testeur à sondes volantes vérifie les performances électriques en mettant en contact les plots avec des sondes, ce qui permet de tester des cartes à haute densité.Les problèmes les plus courants sont un mauvais contact entre les sondes ou des erreurs de positionnement, souvent dus à l'usure des sondes ou aux vibrations mécaniques.Une technologie de compensation d'impédance et un nettoyage régulier des sondes sont nécessaires.
7. Équipements auxiliaires et environnementaux
Système de traitement des eaux usées
Ce système traite les eaux usées contenant des métaux lourds (cuivre, nickel, etc.) en utilisant les technologies de précipitation, d'échange d'ions et de filtration membranaire.Les problèmes les plus courants sont les fluctuations de la qualité de l'eau ou la saturation des résines, ce qui nécessite une surveillance en temps réel du pH et des concentrations de métaux lourds, ainsi que la planification des cycles de régénération.
Unité de traitement des COV
Cette unité traite les gaz résiduaires organiques par adsorption activée ou combustion catalytique afin de répondre aux normes d'émissions environnementales.Les problèmes les plus courants sont la réduction de l'efficacité de l'adsorption ou la désactivation du catalyseur, souvent dues à une humidité excessive ou à l'accumulation d'impuretés. Un prétraitement de l'air entrant et un remplacement régulier des matériaux d'adsorption sont nécessaires.
Notes complémentaires:
- Les usines modernes de circuits imprimés introduisent progressivement systèmes de gestion intelligents (par exemple, MES) pour réaliser l'interconnexion des données des équipements et l'optimisation en boucle fermée des paramètres du processus.
- La production de cartes HDI haut de gamme nécessite Équipement d'imagerie laser directe (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- La prévention des problèmes courants nécessite de combiner SPC contrôle statistique des processus et TPM maintenance productive totale mettre en place des mécanismes de maintenance préventive.