Produzione di PCB: il processo e l'efficienza

I circuiti stampati, o PCB, sono alla base della maggior parte dei dispositivi elettronici e vengono realizzati attraverso il processo di produzione dei PCB. Vengono realizzati stratificando sottili fogli di rame su un substrato non conduttivo e poi incidendo il rame in eccesso per creare il circuito desiderato.

I circuiti stampati possono essere molto semplici, con poche tracce di rame, o estremamente complessi, con diversi strati di circuiti interconnessi, formando di fatto una maglia 3D. Il processo di produzione deve essere attentamente controllato per garantire che il PCB finito soddisfi le specifiche desiderate senza contatti mancanti o intermittenti.

Esistono diversi metodi che possono essere utilizzati per creare il modello di circuito su un PCB. La scelta del metodo dipende dalla complessità del modello desiderato. I principali metodi comuni, utilizzati anche nei due video seguenti, per la creazione di schemi di circuiti su PCB sono la fotolitografia e l'incisione.

Fasi di produzione dei PCB

• La fotolitografia è un processo che utilizza la luce per creare il circuito desiderato sul PCB. Questa prima fase del processo di produzione dei PCB inizia con l'applicazione di una resistenza fotosensibile sulla superficie del PCB, che viene poi esposta selettivamente alla luce ultravioletta attraverso una maschera che contiene il disegno del circuito desiderato. L'esposizione indurisce il materiale fotosensibile nelle aree corrispondenti al disegno del circuito, mentre le aree non esposte rimangono morbide e vengono successivamente rimosse durante la fase di sviluppo. In questo modo si ottiene un modello dettagliato del circuito sulla scheda, consentendo l'incisione del materiale sottostante per creare percorsi conduttivi. La fotolitografia consente un'elevata precisione e ripetibilità, rendendo possibile la produzione di circuiti complessi e densi, essenziali per i moderni dispositivi elettronici.
• Acquaforte: Il passo successivo consiste nell'incidere il rame esposto per creare il circuito desiderato. Esistono diversi prodotti chimici per l'incisione che possono essere utilizzati, a seconda del tipo di rame utilizzato e dei risultati desiderati. Una volta applicata la soluzione di incisione, questa reagisce con il rame esposto, erodendolo in modo efficiente mentre le aree protette rimangono inalterate. Questo metodo consente di creare in modo preciso ed efficiente progetti di circuiti complessi e rappresenta una fase fondamentale nella produzione di dispositivi elettronici. Nel corso del tempo sono state sviluppate tecniche e attrezzature di incisione avanzate per migliorare la precisione e ridurre l'impatto ambientale, migliorando ulteriormente le capacità e la sostenibilità della produzione di PCB. Una volta completata l'incisione, il fotoresist rimanente viene rimosso, lasciando sul PCB il disegno del circuito desiderato.
• Il passo successivo è l'applicazione della maschera di saldatura, uno strato protettivo che isola le tracce di rame e previene i ponti di saldatura durante il posizionamento dei componenti. In genere, questo processo è chiamato applicazione della maschera di saldatura, in cui viene applicata una pellicola liquida fotoimmaginabile che viene poi polimerizzata con luce UV.
• Successivamente, il processo di serigrafia viene utilizzato per stampare sulla scheda gli identificativi dei componenti, i loghi o altre marcature necessarie. Successivamente, le schede vengono sottoposte a un processo di finitura superficiale, come il livellamento della saldatura ad aria calda (HASL), l'oro a immersione o altri metodi, per preparare le piazzole di rame alla saldatura, migliorandone la saldabilità e proteggendole dall'ossidazione.
• La foratura è un'altra fase critica della produzione di circuiti stampati, in cui vengono creati fori precisi per i conduttori dei componenti e i vias, spesso utilizzando macchine controllate da computer per garantire la precisione. Una volta completata la foratura, le schede possono essere sottoposte a placcatura per rivestire di rame i fori praticati, creando connessioni elettriche tra i diversi strati.
• Infine, il test elettrico assicura che il PCB funzioni come previsto, verificando la presenza di cortocircuiti, aperture e altri difetti. Ognuno di questi processi è fondamentale per produrre un circuito stampato affidabile e di alta qualità pronto per l'assemblaggio.

Queste fasi sono mostrate in modo molto più dettagliato e spiegato nelle due fabbriche di produzione di PCB qui di seguito, dall'accettazione degli ordini al controllo e al confezionamento, raggiungendo gli impressionanti KPI di

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e questo per ordini unitari, non necessariamente per clienti abituali, per professionisti e non, il che significa potenziali errori nella domanda, e alcuni controlli di design e qualità lungo il processo. Lasciatevi ispirare!

A PCBway:

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E poi come lo fa il suo principale concorrente, JLCPCB

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Per ulteriori vocaboli elettronici, tipi di PCB e impronte dei componenti, consultare il post di riferimento sui PCB e sull'elettronica o Wikipedia. Produzione di PCB pagina.

Letture e metodologie correlate

• Gestione dell'inventario Just-In-Time (JIT) nelle fabbriche di PCB: analizzare in che modo i metodi di inventario JIT possono ridurre i costi di mantenimento e migliorare l'efficienza della produzione.
• Software di progettazione di PCB: discutere vari strumenti e tecniche software per la progettazione di PCB, compresa l'acquisizione di schemi e la progettazione di layout.
• Selezione dei materiali per i PCB: esaminare i diversi materiali utilizzati nella produzione di PCB, come FR-4, poliimmide e metal-core, e il loro impatto su prestazioni e costi.
• Gestione termica dei PCB: studiare i metodi di gestione del calore nella progettazione e nella produzione di PCB, compresi i vias termici, i dissipatori di calore e i materiali per le interfacce termiche.
• Tecniche di collaudo e ispezione dei PCB: dettagliano i vari metodi di test e ispezione, tra cui l'ispezione ottica automatizzata (AOI), il test in-circuit (ICT) e il test funzionale.
• Considerazioni ambientali nella produzione di PCB: discutere l'impatto ambientale della produzione di PCB e i metodi per ridurre i rifiuti e le emissioni nocive.
• Tecnologie avanzate per i circuiti stampati: esplorare i progressi della tecnologia dei PCB, come i PCB flessibili, i PCB HDI (High-Density Interconnect) e i PCB multistrato.

Glossario dei termini utilizzati

Automated Optical Inspection (AOI): un processo che utilizza la tecnologia di imaging per rilevare difetti nei circuiti stampati e in altri assemblaggi elettronici analizzando i dati visivi in ​​base a criteri predefiniti, garantendo il controllo di qualità e il rispetto delle specifiche.

Computed Tomography (CT): Una tecnica di imaging medico che utilizza raggi X ed elaborazione computerizzata per creare immagini trasversali del corpo, consentendo una visualizzazione dettagliata delle strutture e dei tessuti interni. Migliora le capacità diagnostiche fornendo rappresentazioni tridimensionali a partire da dati bidimensionali.

Cost Per Click (CPC): Un modello di prezzo per la pubblicità digitale in cui gli inserzionisti pagano una commissione ogni volta che un utente clicca sul loro annuncio. Misura il rapporto costo-efficacia delle campagne online, calcolato dividendo la spesa pubblicitaria totale per il numero di clic ricevuti.

Just In Time (JIT): una strategia di produzione che mira a ridurre i costi di inventario ricevendo le merci solo quando sono necessarie nel processo di produzione, riducendo così al minimo gli sprechi e aumentando l'efficienza.

Key Performance Indicator (KPI): un valore misurabile che dimostra l'efficacia con cui un'organizzazione sta raggiungendo gli obiettivi aziendali chiave, spesso utilizzato per valutare il successo nel raggiungimento degli obiettivi.

Printed Circuit Board (PCB): Una piastra piatta realizzata in materiale isolante che supporta e collega i componenti elettronici attraverso percorsi conduttivi, tipicamente ricavati da fogli di rame. Funge da base per l'assemblaggio dei circuiti e facilita i collegamenti elettrici tra i componenti.