Visão geral do equipamento de produção de PCB
As placas de circuito impresso (PCB) são os principais componentes dos produtos electrónicos e quase todos os dispositivos electrónicos dependem delas. Profissional Fabrico de PCB As fábricas de placas de circuito impresso utilizam uma série de equipamentos de alta precisão e de alta tecnologia para transformar os projectos em produtos reais de placas de circuito impresso.Estas máquinas constituem a infraestrutura da indústria de fabrico de produtos electrónicos e o seu nível tecnológico tem um impacto direto na qualidade, precisão e eficiência da produção de placas de circuito impresso.
Uma linha de produção completa de PCB é constituída por dezenas de máquinas especializadas, que podem ser classificadas de acordo com o processo de produção em: equipamento de preparação de materiais, equipamento de fabrico de circuitos da camada interna, equipamento de laminação, equipamento de perfuração, equipamento de revestimento, equipamento de circuitos da camada externa, equipamento de impressão de máscaras de soldadura e legendas e equipamento de moldagem e ensaio final.Cada fase requer maquinaria específica para um processamento de precisão, e qualquer problema numa única fase pode levar a produtos defeituosos.
Com a tendência dos produtos electrónicos para a miniaturização e maior densidade, o equipamento de fabrico de PCB continua a evoluir.As fábricas modernas de PCB utilizam normalmente máquinas de produção automatizadas e inteligentes para satisfazer as exigências de elevada precisão e consistência. O conhecimento destas máquinas especializadas não só ajuda os engenheiros electrónicos a conceberem melhores placas de circuito, como também ajuda o pessoal de compras a avaliar as capacidades de produção dos fornecedores de PCB.
Preparação do material e fabrico da camada interna
O primeiro passo no fabrico de PCB começa com o material de base.A oficina de preparação de materiais está equipada com uma série de máquinas especializadas para cortar laminados de cobre revestidos de grandes dimensões (CCL) nas dimensões necessárias para a produção.As tesouras de guilhotina e as serras de painel cortam grandes folhas de CCL em tamanhos de painel viáveis com uma precisão de ±0,1 mm. As máquinas de arredondamento e retificação de arestas alisam as arestas dos painéis para evitar rebarbas ou delaminação nos processos subsequentes. As máquinas de limpeza e os fornos removem os contaminantes da superfície e a humidade, assegurando uma qualidade estável do material.
O fabrico de circuitos de camada interna é uma das principais fases da produção de placas de circuito impresso e requer uma série de equipamentos precisos de transferência de imagem.As máquinas de pré-tratamento limpam a superfície do cobre através de métodos químicos e físicos, melhorando a aderência do fotorresiste.As máquinas de revestimento aplicam uniformemente o fotorresiste líquido ao painel de cobre para formar uma camada fotossensível.As máquinas de exposição de alta precisão (como os sistemas de imagem direta LDI) transferem os padrões dos circuitos para a camada fotossensível, com o equipamento moderno a conseguir larguras de linha inferiores a 15 μm.As máquinas de revelação, gravação e decapagem fixam então permanentemente o padrão do circuito na folha de cobre através de processos químicos.
Após o fabrico da camada interior, inspeção ótica automatizada (AOI) efectua um exame completo dos circuitos para detetar defeitos como circuitos abertos e curtos-circuitos. As ferramentas de medição de películas garantem a exatidão dimensional dos padrões, enquanto os carregadores de painéis, os descarregadores e as máquinas de remoção de poeiras mantêm a continuidade e a limpeza da produção. O investimento em equipamento nesta fase representa frequentemente mais de 20% do custo total da fábrica de PCB, e o seu nível tecnológico determina diretamente a capacidade de produção de placas de interligação de alta densidade (HDI).
Laminação multicamada e perfuração de precisão
Para PCBs multicamadas, a oficina de laminação está equipada com maquinaria especializada para unir núcleos de camadas interiores com folhas de pré-impregnado (PP) numa estrutura unificada.As máquinas de corte, recorte e perfuração de PP pré-processam o material pré-impregnado para garantir o alinhamento das camadas e o fluxo uniforme da resina.As linhas de tratamento de óxido castanho melhoram a aderência da superfície de cobre. As coladeiras de fusão e as máquinas de rebitagem efectuam o alinhamento preliminar, enquanto as grandes prensas hidráulicas (normalmente com mais de 200 toneladas de pressão) completam a laminação final sob alta temperatura e pressão, com uma precisão de controlo de temperatura de ±1,5°C.
O processamento pós-laminação é igualmente crítico.As máquinas de inspeção por raios X verificam o alinhamento entre camadas com uma precisão de ±25 μm.As fresadoras de alvo e as máquinas de perfuração CCD criam furos de referência para os processos subsequentes.As máquinas de fresagem, as rectificadoras de arestas e os cortadores de painéis efectuam a modelação preliminar, enquanto as máquinas de limpeza de chapas de aço e as torres de arrefecimento asseguram a estabilidade da produção. O equipamento de laminação multicamada requer um investimento substancial, mas é essencial para a produção de placas de circuito de alta fiabilidade e alta densidade.
A perfuração é um dos passos mais exigentes em termos de precisão no fabrico de PCB.As fábricas modernas de PCB utilizam máquinas de perfuração CNC equipadas com brocas que variam entre 0,1 mm e 6,5 mm, alcançando uma precisão posicional de ±25 μm.Os sistemas automáticos de troca de ferramentas permitem o processamento contínuo de diferentes tamanhos de furos.As afiadoras de brocas prolongam a vida útil das ferramentas, enquanto as máquinas de fixação e remoção de pinos tratam dos pinos de alinhamento.O equipamento de inspeção de furos verifica a qualidade da parede do furo. A perfuração de alta precisão é fundamental para garantir a qualidade subsequente do revestimento e da interligação, especialmente para placas HDI e substratos IC.
Revestimento e circuitos da camada exterior
A oficina de revestimento é um dos "batimentos cardíacos" de uma fábrica de PCB, responsável pela formação de vias condutoras fiáveis.A galvanização contínua vertical (VCP) e as linhas de galvanização horizontal (HTP) são os equipamentos mais comuns, depositando camadas de cobre nas paredes e superfícies dos orifícios com um controlo preciso da densidade da corrente, alcançando uma uniformidade de espessura de ±10%.Sistemas avançados como a metalização direta (DMSE) activam paredes de orifícios não condutores para posterior metalização.Os sistemas automatizados de manuseamento de painéis melhoram a eficiência da produção.
Após o revestimento, o fabrico dos circuitos da camada exterior forma os padrões dos circuitos externos.As lixadoras de superfície e as máquinas de pré-tratamento limpam a superfície do cobre para melhorar a aderência da película seca.As máquinas de laminação aplicam película seca fotossensível, enquanto os sistemas de exposição de alta precisão (como a imagem direta a laser) transferem padrões da camada exterior com resoluções até 20 μm.As linhas de revelação, gravação e decapagem removem o excesso de folha de cobre, formando padrões de circuito precisos. Os sistemas AOI em linha efectuam inspecções completas para garantir que não existem circuitos abertos, curtos-circuitos ou outros defeitos.
Após o fabrico da camada exterior, são realizados testes eléctricos preliminares no departamento de testes eléctricos (ET).Os scanners AOI e os testadores de sonda voadora verificam a conetividade dos circuitos.As estações de retrabalho e as máquinas de reparação de linha corrigem pequenos defeitos, enquanto as máquinas de perfuração criam orifícios para as ferramentas.O equipamento nesta fase requer extrema estabilidade e consistência, uma vez que os circuitos da camada exterior se ligam diretamente aos componentes e afectam o desempenho do produto final.
Acabamento de superfícies e processamento final
A aplicação da máscara de solda (resistência) protege os circuitos e evita curtos-circuitos de soldadura.Os trituradores de pré-tratamento limpam as superfícies de cobre antes da aplicação de uma máscara de solda fotoimaginável líquida (LPSM) através de serigrafia ou pulverização, com controlo de espessura de ±5 μm.As máquinas de exposição definem as áreas de abertura utilizando películas ou tecnologia LDI, e os reveladores removem a resistência não curada.As fábricas modernas utilizam sistemas de inspeção visual automatizada (AVI) para verificar a qualidade da máscara de soldadura, enquanto as máquinas de limpeza por ultra-sons garantem a limpeza da superfície. Os fornos de convecção e os túneis de infravermelhos curam a resistência com um perfil de temperatura preciso.
A impressão de legendas acrescenta marcas de identificação.A impressão serigráfica tradicional continua a ser comum, mas a impressão digital a jato de tinta está a ganhar popularidade, produzindo caracteres nítidos com menos de 0,5 mm.As áreas de preparação da tela incluem máquinas de revestimento de emulsão, lavagem e exposição para garantir a qualidade da impressão.Os fornos de infravermelhos e os túneis de cura endurecem a tinta de legenda para evitar que se descole durante os processos posteriores.
O departamento de fresagem separa os painéis em placas individuais e processa os bordos.Os routers CNC (fresadoras) cortam contornos complexos com uma precisão de ±0,05 mm.As máquinas de corte em V tratam de designs de separadores, enquanto as prensas de punção se adaptam a formas simples de grande volume.As máquinas de limpeza removem os detritos para obter produtos acabados impecáveis.
O departamento de testes finais efectua a verificação eléctrica.Os testadores de sonda voadora são adequados para placas de baixo volume e alta complexidade, enquanto os testadores de cama de pregos lidam com a produção em massa, testando em segundos por placa.A inspeção final assegura a conformidade com todos os requisitos do cliente.Os medidores de espessura verificam a uniformidade, as máquinas de aplanar melhoram a planaridade e a inspeção visual manual/automatizada permite detetar defeitos de última hora. As linhas de conservantes orgânicos de soldabilidade (OSP) tratam as almofadas expostas para melhorar a soldabilidade.
A embalagem utiliza materiais anti-estáticos para evitar danos no transporte.Toda a configuração do equipamento de produção de placas de circuito impresso exige um grande investimento, mas é essencial para o fabrico de placas de circuito impresso de alta qualidade.