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
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 exposição
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 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
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.
Linha de deposição de cobre sem eletrólise
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 de laminação e empilhamento de camadas
Prensa de laminação a vácuo
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.
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
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.
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)
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 de definição de perfis e testes
Máquina de fresar 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.
Inspetor ótico 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.
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) to replace traditional exposure machines, improving line width accuracy to below 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.