O fabrico de PCB é um processo preciso e complexo que assenta numa série de equipamentos especializados de alta precisão. Desde a fotolitografia, gravação, laminação, perfuração, galvanização e testes, cada etapa da produção é efectuada pelo equipamento principal correspondente.
1.Corte do painel e fase de preparação do material de base
Máquina de corte de painéis
A máquina de corte de painéis é utilizada para cortar laminados revestidos a cobre (CCL) de grandes dimensões nas dimensões necessárias para a produção. Normalmente, utiliza sistemas de controlo CNC ou hidráulicos para alcançar um posicionamento de alta precisão, garantindo erros dimensionais inferiores a 0,1 mm. Os problemas mais comuns incluem rebarbas nas arestas de corte, deformação do painel ou desvios dimensionais, frequentemente causados pelo desgaste da lâmina ou por erros do sistema de posicionamento. É necessária a substituição regular da lâmina e a calibração do equipamento.
Máquina de retificação de arestas
A máquina de retificação de arestas utiliza cintas de areia ou fresas para polir as arestas dos painéis, removendo rebarbas e arestas vivas geradas durante o corte.Isto melhora a segurança operacional e a qualidade da laminação.Os problemas mais comuns incluem o desbaste desigual ou o desgaste excessivo, normalmente devido ao envelhecimento das correias de areia ou a uma velocidade de alimentação incorrecta.Os parâmetros devem ser ajustados com base na espessura do painel e a unidade de retificação deve ser objeto de manutenção regular.
2. Fase de fabrico do circuito da camada interna
Máquina de revestimento
A máquina de revestimento aplica uniformemente o fotorresiste na superfície do laminado revestido a cobre, utilizando métodos de revestimento por rolo ou por matriz de ranhura, controlando a espessura para 5-20μm. Os problemas mais comuns incluem revestimento irregular, bolhas ou desvios de espessura, frequentemente causados por entupimento do bocal ou viscosidade instável do fotorresiste. É necessária uma limpeza regular da tubagem e a monitorização da temperatura e humidade ambiente.
Máquina de exposição
A máquina de exposição transfere padrões de circuitos para o material fotorresistente utilizando luz ultravioleta (UV) ou laser, com um sistema de alinhamento de alta precisão (exatidão ±5μm). Os problemas comuns incluem desalinhamento, energia de exposição insuficiente ou contaminação por poeiras, muitas vezes devido ao envelhecimento dos sistemas ópticos ou a uma limpeza inadequada. A calibração regular do percurso ótico e a manutenção de um ambiente sem poeiras são essenciais.
Máquina de gravura
A máquina de gravação utiliza soluções químicas (por exemplo, cloreto de cobre ácido) para remover camadas de cobre não protegidas, formando padrões de circuito.Os problemas mais comuns incluem a subgravação/sobregravação, a gravação lateral ou desvios na largura da linha, muitas vezes causados por uma concentração química não controlada ou por uma pressão de pulverização irregular.É necessária a monitorização em tempo real dos parâmetros químicos e a otimização da disposição dos bicos.
3. Fase de perfuração e metalização do furo
Máquina de perfuração a laser
As máquinas de perfuração a laser (lasers CO₂ ou UV) são utilizadas para o processamento de microfuros (0,1-0,3 mm) com uma precisão até ±10μm. Os problemas comuns incluem o desvio da posição do furo, a carbonização da parede do furo ou a queima do material, muitas vezes causada por erros de distância focal ou energia laser instável. É necessária uma calibração regular do sistema ótico e ajustes de parâmetros com base nas propriedades do material.
Linha de deposição de cobre sem eletrólise
O revestimento eletrolítico de cobre forma uma camada condutora (0,3-1μm de espessura) nas paredes dos orifícios através de deposição química, envolvendo banhos de desengorduramento, ativação e revestimento químico de cobre. Os problemas mais comuns incluem uma cobertura desigual das paredes dos furos ou vazios de deposição, normalmente causados por soluções de ativação ineficazes ou agitação insuficiente. A monitorização do processo deve ser reforçada e os métodos de agitação do banho devem ser optimizados.
4. Fase de laminação e empilhamento de camadas
Prensa de laminação a vácuo
A prensa de laminação une placas de núcleo multicamada e pré-impregnados sob alta temperatura e pressão (180-200°C, 300-500psi), utilizando tecnologia de controlo de temperatura segmentada. Os problemas mais comuns incluem delaminação, bolhas ou espessura irregular, muitas vezes devido a uma distribuição irregular da pressão ou a taxas de aquecimento excessivas. A otimização da curva de laminação e a manutenção regular da planicidade da placa de aquecimento são essenciais.
Linha de oxidação castanha
O tratamento de oxidação castanha gera quimicamente uma camada micro-retalhada na superfície do cobre para melhorar a adesão entre camadas.Os problemas mais comuns incluem uma cor de oxidação irregular ou uma adesão insuficiente, frequentemente causada por uma oxidação química enfraquecida ou por um tempo de processamento incorreto.É necessária uma análise regular da composição do fluido do depósito e o controlo da velocidade do transportador.
5. Circuito da camada exterior e fase de acabamento da superfície
Linha de revestimento de padrões
A linha de revestimento aumenta electroliticamente a espessura do cobre do circuito (20-30μm) e aplica proteção de estanho, incluindo processos de decapagem, revestimento de cobre e revestimento de estanho. Os problemas mais comuns incluem espessura de revestimento irregular, buracos ou padrões de casca de laranja, muitas vezes devido a uma densidade de corrente não controlada ou a rácios de aditivos desequilibrados. É necessária uma monitorização da corrente em vários pontos e uma filtragem regular do fluido do depósito.
Impressora de tela de máscara de solda
A impressora de ecrã aplica a tinta da máscara de soldadura na superfície da placa utilizando a tecnologia de alinhamento do ecrã e de controlo do rodo.Os problemas mais comuns incluem impressões perdidas, espessuras irregulares ou desalinhamento, frequentemente causados por entupimento da tela ou pressão incorrecta do rodo.A seleção de uma contagem de malhas de ecrã adequada e a manutenção de um ambiente limpo são essenciais.
Máquina de nivelamento por ar quente (HAL)
A máquina HAL reveste as superfícies das almofadas de solda com estanho (1-3μm de espessura) utilizando nivelamento por ar quente para evitar a oxidação e melhorar a soldabilidade. Os problemas mais comuns incluem saliências de estanho, flutuações de espessura ou dissolução de cobre, muitas vezes devido a uma temperatura descontrolada do banho de estanho ou a um ângulo incorreto da faca de ar. É necessária uma limpeza regular do recipiente de estanho e a calibração da faca de ar.
6. Fase de definição de perfis e testes
Máquina de fresar CNC
A máquina de fresagem corta os contornos das placas de circuito impresso utilizando fresas com uma precisão de ±0,05 mm, suportando o processamento de ranhuras e orifícios irregulares. Os problemas mais comuns incluem rebarbas, lascas nas arestas ou desvios dimensionais, frequentemente causados por desgaste da fresa ou extração insuficiente de poeiras. São necessárias estratégias de fresagem em camadas e substituição regular de ferramentas.
Inspetor ótico automatizado (AOI)
A AOI analisa os defeitos do circuito (por exemplo, curto-circuitos, aberturas) utilizando câmaras multi-ângulo com uma precisão de reconhecimento de 5μm. Os problemas comuns incluem taxas elevadas de falsos positivos ou detecções falhadas, muitas vezes devido a uma iluminação irregular ou a definições incorrectas dos limites do algoritmo. A calibração regular da fonte de luz e as actualizações da base de dados são essenciais.
Testador de sonda voadora
O aparelho de teste de sonda voadora verifica o desempenho elétrico através do contacto das almofadas com sondas, suportando testes de placas de alta densidade.Os problemas comuns incluem mau contacto da sonda ou erros de posicionamento, muitas vezes devido ao desgaste da sonda ou à vibração mecânica.É necessária uma tecnologia de compensação da impedância e uma limpeza regular da sonda.
7. Equipamento auxiliar e ambiental
Sistema de tratamento de águas residuais
Este sistema trata as águas residuais que contêm metais pesados (por exemplo, cobre, níquel) utilizando tecnologias de precipitação, permuta iónica e filtração por membrana.Os problemas mais comuns incluem flutuações na qualidade da água ou saturação da resina, exigindo a monitorização em tempo real do pH e das concentrações de metais pesados, bem como o planeamento de ciclos de regeneração.
Unidade de tratamento de COVs
Esta unidade trata os gases residuais orgânicos através de adsorção activada ou combustão catalítica para cumprir as normas de emissões ambientais.Os problemas comuns incluem a redução da eficiência da adsorção ou a desativação do catalisador, frequentemente devido a humidade excessiva ou à acumulação de impurezas. É necessário um pré-tratamento do ar de entrada e a substituição regular dos materiais de adsorção.
Notas adicionais:
- As fábricas modernas de PCB estão gradualmente a introduzir sistemas de gestão inteligentes (por exemplo, MES) para conseguir a interconexão dos dados do equipamento e a otimização em circuito fechado dos parâmetros do processo.
- A produção de placas HDI topo de gama requer Equipamento de imagem direta por laser (LDI) para substituir as máquinas de exposição tradicionais, melhorando a precisão da largura da linha para menos de 10μm.
- A prevenção de problemas comuns exige a combinação de Controlo estatístico do processo SPC e TPM manutenção produtiva total estabelecer mecanismos de manutenção preventiva.