La produzione di PCB è un processo preciso e complesso che si basa su una serie di apparecchiature specializzate ad alta precisione. Dalla fotolitografia, all'incisione, alla laminazione, alla foratura, alla placcatura e al collaudo, ogni fase di produzione è guidata da un'apparecchiatura centrale corrispondente.
1.Fase di taglio del pannello e preparazione del materiale di base
Macchina per il taglio dei pannelli
La macchina per il taglio dei pannelli viene utilizzata per tagliare laminati rivestiti in rame (CCL) di grandi dimensioni nelle dimensioni richieste per la produzione. In genere utilizza sistemi di controllo CNC o idraulici per ottenere un posizionamento di alta precisione, garantendo errori dimensionali inferiori a 0,1 mm. I problemi più comuni includono bave sui bordi di taglio, deformazioni del pannello o deviazioni dimensionali, spesso causate dall'usura della lama o da errori del sistema di posizionamento. È necessario sostituire regolarmente le lame e calibrare le apparecchiature.
Macchina per la rettifica dei bordi
La rettificatrice per bordi utilizza nastri di sabbia o frese per lucidare i bordi dei pannelli, eliminando le bave e i bordi taglienti generati durante il taglio.Ciò migliora la sicurezza operativa e la qualità della laminazione.Tra i problemi più comuni vi sono la levigatura non uniforme o l'usura eccessiva, solitamente dovuta all'invecchiamento dei nastri di sabbia o alla velocità di avanzamento non corretta.I parametri devono essere regolati in base allo spessore del pannello e l'unità di rettifica deve essere sottoposta a regolare manutenzione.
2. Fase di fabbricazione del circuito dello strato interno
Macchina per il rivestimento
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.
Macchina per l'esposizione
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.
Macchina per l'incisione
La macchina incisore utilizza soluzioni chimiche (ad esempio, cloruro di rame acido) per rimuovere gli strati di rame non protetti, formando i modelli di circuito.I problemi più comuni sono la sotto-incisione/sovra-incisione, l'incisione laterale o le deviazioni della larghezza della linea, spesso causate da una concentrazione chimica non controllata o da una pressione di spruzzatura non uniforme.È necessario monitorare in tempo reale i parametri chimici e ottimizzare la disposizione degli ugelli.
3. Fase di foratura e metallizzazione del foro
Macchina per la foratura 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.
Linea di deposizione di rame chimico
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. Fase di laminazione e impilamento degli strati
Pressa per laminazione sottovuoto
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.
Linea di ossidazione marrone
Il trattamento di ossidazione bruna genera chimicamente uno strato micro-ruvido sulla superficie del rame per migliorare l'adesione tra gli strati.I problemi più comuni includono un colore di ossidazione non uniforme o un'adesione insufficiente, spesso causati da un'ossidabilità chimica indebolita o da un tempo di lavorazione non corretto.È necessario analizzare regolarmente la composizione del fluido del serbatoio e controllare la velocità del trasportatore.
5. Circuito dello strato esterno e fase di finitura superficiale
Linea di placcatura del modello
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.
Stampante serigrafica per maschere di saldatura
La stampante serigrafica applica l'inchiostro della maschera di saldatura sulla superficie della scheda utilizzando la tecnologia di allineamento dello schermo e di controllo della spatola.I problemi più comuni sono la mancanza di stampe, lo spessore non uniforme o il disallineamento, spesso causati dall'intasamento del retino o da una pressione impropria della racla.La selezione di un numero di maglie adeguato e il mantenimento di un ambiente pulito sono essenziali.
Macchina livellatrice ad aria calda (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. Fase di profilazione e test
Macchina di fresatura 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.
Ispettore ottico automatizzato (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.
Tester a sonda volante
Il tester a sonda volante controlla le prestazioni elettriche contattando le piazzole con le sonde, supportando il collaudo di schede ad alta densità.I problemi più comuni sono il cattivo contatto della sonda o gli errori di posizionamento, spesso dovuti all'usura della sonda o alle vibrazioni meccaniche.La tecnologia di compensazione dell'impedenza e la pulizia regolare delle sonde sono necessarie.
7. Attrezzature ausiliarie e ambientali
Sistema di trattamento delle acque reflue
Questo sistema tratta le acque reflue contenenti metalli pesanti (ad esempio, rame e nichel) utilizzando tecnologie di precipitazione, scambio ionico e filtrazione a membrana.Tra i problemi più comuni vi sono le fluttuazioni della qualità dell'acqua o la saturazione delle resine, che richiedono il monitoraggio in tempo reale del pH e delle concentrazioni di metalli pesanti, nonché la pianificazione dei cicli di rigenerazione.
Unità di trattamento dei COV
Questa unità tratta i gas di scarico organici mediante adsorbimento attivato o combustione catalitica per soddisfare gli standard di emissione ambientale.I problemi più comuni sono la riduzione dell'efficienza di adsorbimento o la disattivazione del catalizzatore, spesso a causa dell'eccessiva umidità o dell'accumulo di impurità. Sono necessari il pretrattamento dell'aria in ingresso e la sostituzione regolare dei materiali di adsorbimento.
Note aggiuntive:
- Le moderne fabbriche di PCB stanno gradualmente introducendo sistemi di gestione intelligenti (ad esempio, MES) per ottenere l'interconnessione dei dati delle apparecchiature e l'ottimizzazione ad anello chiuso dei parametri di processo.
- La produzione di schede HDI di fascia alta richiede Apparecchiatura Laser Direct Imaging (LDI) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 10μm.
- La prevenzione dei problemi comuni richiede la combinazione di Controllo statistico dei processi SPC nonché TPM manutenzione produttiva totale stabilire meccanismi di manutenzione preventiva.