Comment fabrique-t-on un circuit imprimé ? Des fichiers de conception au PCBA fini

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Les composants électroniques sont basés sur des cartes de circuits imprimés, ou PCB. Il relie et maintient chaque pièce. Le processus de création d'un circuit imprimé est long et méticuleux. Il comporte de nombreuses étapes. Il est essentiel pour toute personne impliquée dans la production électronique de comprendre l'ensemble des étapes de fabrication d'un circuit imprimé. Chaque étape du processus de fabrication s'appuie sur la précédente pour créer un produit final précis et fiable. En maîtrisant ces étapes de fabrication des circuits imprimés, les ingénieurs et les fabricants peuvent garantir une qualité et des performances constantes pour tous leurs projets de circuits imprimés. Nous allons vous présenter l'ensemble du processus de fabrication des circuits imprimés.

Préparer la conception et les fichiers

Les disposition de la carte de circuit imprimé est d'abord créée par un designer. Pour ce faire, il utilise un logiciel spécialisé. Il peut placer toutes les pièces et dessiner toutes les lignes à l'aide du logiciel. Une fois la conception terminée, le concepteur transmet les fichiers à l'usine. Le concepteur transmet les fichiers à l'usine une fois la conception terminée. Fichier Gerber est le plus important. Un fichier Gerber est plus qu'une simple image. C'est un fichier de données. Il indique aux machines où placer chaque ligne, chaque trou et chaque composant.

Les services professionnels de fabrication de circuits imprimés comprennent l'examen complet des fichiers de conception et l'ingénierie FAO pour s'assurer que vos cartes répondent aux spécifications exactes avant le début de la production. Nous appelons cette vérification "ingénierie FAO". Les ingénieurs vérifient que la conception ne comporte pas d'erreurs. Ils s'assurent que la conception peut être transformée en une carte réelle. Ils résolvent les problèmes mineurs. Cette étape est cruciale car elle garantit que tout se déroulera comme prévu.

La fabrication et l'imagerie des films

L'usine produit ensuite un film. Le film fonctionne comme un pochoir. Chaque couche du dessin de la carte de circuit imprimé est incluse. La conception est dessinée au laser sur le film par une machine spécialisée. L'emplacement des lignes de cuivre est représenté dans le film. Sur le film, les lignes de cuivre sont visibles. Tout le reste est noir. L'étape suivante utilise ce film.

Un ouvrier prend ensuite une feuille de matériau. Cette substance contient du cuivre. Nous l'appelons stratifié cuivré. L'ouvrier nettoie très bien la feuille. Sur la feuille, ils ont appliqué une encre unique sensible à la lumière. Cette encre s'appelle la photorésine. L'employé recouvre la feuille avec le film. Il l'expose ensuite à une lumière UV intense. À certains endroits, la lumière durcit l'encre. Sous les parties noires du film, l'encre reste souple. C'est par ce procédé que le dessin est affiché sur le tableau.

Inspection et gravure de la couche interne

Les couches internes de la cartes multicouches sont le point de départ du processus. L'encre molle est enlevée après le processus d'imagerie. Le cuivre est visible ici. Ensuite, la carte est placée dans une machine à graver. L'appareil utilise un produit chimique unique. Tout le cuivre exposé est éliminé par ce produit chimique. L'encre dure protège le cuivre sous-jacent. Elle n'est pas enlevée. C'est ainsi que sont créées les lignes de cuivre du circuit.

Les planches sont examinées une fois la gravure terminée. La carte est examinée par une machine automatisée. La carte et le fichier de conception sont comparés. Elle recherche d'éventuels courts-circuits ou lignes brisées. Il s'agit d'un contrôle crucial. Les problèmes sur la couche interne ne peuvent pas être corrigés ultérieurement.

Laminage et stratification

Les couches internes sont empilées une fois qu'elles sont préparées. Seules les cartes multicouches doivent être soumises à cette étape. L'usine empile des feuilles de cuivre neuves, des feuilles collantes et les couches internes les unes sur les autres. Le terme "préimprégné" désigne les feuilles adhésives. Le pré-imprégné est similaire à la colle.

La pile de couches est ensuite placée dans une grande machine. La machine utilise une pression et une chaleur élevées. Le pré-imprégné fond sous l'effet de la chaleur. Sous l'effet de la pression, toutes les couches adhèrent les unes aux autres de manière très efficace. Le pré-imprégné redevient alors dur. Toutes les couches forment maintenant un panneau solide.

Placage et perçage

Une fois que la carte est une pièce unique et solide, il est nécessaire de percer des trous. Des milliers de trous sont percés dans la carte à l'aide d'une machine. Ces trous sont destinés à accueillir des composants. De plus, ils relient différentes couches. foret utilisé par la machine est extrêmement précis. La machine suit le fichier de perçage issu de la conception.

L'intérieur des trous n'est pas recouvert de cuivre après le perçage.. Cependant, le courant doit circuler vers d'autres couches à travers les trous. La carte est donc placée dans un bain chimique unique. Ce bain dépose une très fine couche de cuivre sur les parois des trous. Cette procédure est appelée "cuivrage". Elle crée un canal permettant à l'électricité de circuler entre les couches.

Imagerie et gravure de la couche externe

Ensuite, les couches extérieures de la carte sont traitées. Le haut et le bas de la carte constituent les couches externes. Tout d'abord, on applique davantage de cuivre sur la surface et les trous de la carte. Le cuivre devient ainsi plus épais. La procédure d'imagerie de l'étape 2 est ensuite appliquée. Le dessin de la couche externe est transféré sur la carte par ce processus.

La carte passe ensuite dans une autre machine de gravure. Tout le cuivre que le dessin ne couvre pas est éliminé par le produit chimique. Les dernières lignes et pastilles sur l'extérieur de la carte sont produites de cette manière. Une fois la fabrication terminée, la carte passe au processus d'assemblage des PCB où les composants sont montés. Le processus d'assemblage des PCB consiste à placer des résistances, des condensateurs, des circuits intégrés et d'autres composants électroniques sur la carte préparée. Cette étape transforme la carte de circuit imprimé nue en un assemblage électronique fonctionnel prêt à être testé et déployé.

Sérigraphie et masque de soudure

La planche doit maintenant être protégée. La planche est recouverte d'une couche de peinture spéciale. Masque de soudure est le nom de cette peinture. Bien que les masques de soudure puissent être de n'importe quelle couleur, ils sont généralement verts. Les lignes de cuivre sont cachées par le masque de soudure. Cela évite d'endommager les lignes. En outre, il permet d'éviter les courts-circuits pendant la soudure. Les seules pastilles laissées ouvertes sont celles sur lesquelles les pièces seront fixées.

Une fois le masque de soudure en place, la sérigraphie est appliquée. La sérigraphie est le texte blanc sur la carte. Il indique l'emplacement des pièces. Elle indique également les valeurs et les noms des pièces. La sérigraphie est avantageuse pour la personne qui place les pièces sur la carte. C'est un élément essentiel du tableau.

Façonnage et finition de surface

Une dernière couche de protection est nécessaire pour les plaquettes de cuivre exposées. Cette couche est appelée "finition de surface". Elle empêche la rouille du cuivre. En outre, elle améliore l'adhérence de la soudure. Il existe une grande variété de finitions de surface. L'ENIG est un type très répandu. Il recouvre le cuivre d'une couche d'or.

Les planches sont ensuite coupées. Un grand morceau de planche est placé sur une machine. Chaque planche est découpée par la machine. Les planches sont découpées dans la forme souhaitée. Chaque planche est ainsi séparée du grand panneau sur lequel elle a été créée.

Contrôle de qualité et essai électrique

Chaque carte est testée à la fin. Une machine de test touche la carte avec de minuscules sondes. Elle vérifie que chaque ligne est intacte. Elle recherche également les courts-circuits. Ce test garantit le bon fonctionnement de chaque carte. Que vous ayez besoin d'une fabrication de circuits imprimés standard ou sur mesure, des protocoles de test rigoureux garantissent que chaque carte livrée répond à vos normes de qualité et à vos exigences fonctionnelles.

Les employés inspectent visuellement les cartes en plus d'effectuer le test électrique. Ils examinent les écarts. Ils mesurent l'épaisseur. Ils garantissent que la carte est construite correctement. Ce contrôle final garantit la qualité du produit final.

En conclusion

Apprendre à fabriquer des cartes de circuits imprimés nécessite de connaître à la fois les techniques traditionnelles et l'automatisation moderne. Le processus combine des traitements chimiques, un perçage précis et un alignement minutieux des couches pour créer des circuits imprimés fonctionnels. Que vous produisiez des prototypes ou des grandes séries, la compréhension de la fabrication des cartes de circuits imprimés vous permet de prendre des décisions éclairées sur les exigences en matière de conception et de production. De la conception au test final, de nombreuses étapes sont nécessaires. Pour créer une carte de qualité et fonctionnelle, chaque étape est cruciale. En vous associant à un fabricant de circuits imprimés expérimenté qui comprend chaque étape de la production, vous vous assurez que vos conceptions sont exécutées sans faille, de la conception à la livraison.