14 étapes pour créer une carte PCB de haute qualité

La carte PCB, ou circuit imprimé, est un composant électronique essentiel. Elle sert de support aux composants électroniques et assure leur connexion électrique. Fabriquée par impression électronique, elle est appelée « circuit imprimé ».

Bien que les cartes de circuits imprimés évoluent avec le développement technologique, un processus de production complet reste indispensable pour garantir leurs performances électriques. Voici une description détaillée du processus de fabrication des cartes de circuits imprimés.

Conformément aux exigences des informations techniques de MI, découper en petits morceaux la carte de substrat en cuivre répondant aux spécifications. Matériaux de petite taille selon les exigences du client.

Le film sec interne sert à transférer le schéma du circuit imprimé sur la surface de la carte PCB à l'aide d'un film plastique.

Dans le processus de fabrication des circuits imprimés (PCB), nous aborderons le concept de transfert graphique, car la réalisation des circuits imprimés conducteurs est fondamentale. Le processus de transfert graphique est donc crucial. La couche sèche interne comprend plusieurs étapes : la lamination, exposition et développement, gravure interne, etc. La lamination consiste en un film photosensible spécial déposé sur la surface de la plaque de cuivre. Ce film se solidifie sous l'effet des rayons UV, formant ainsi une couche protectrice sur le circuit imprimé. L'exposition et le développement consistent à exposer la couche de cuivre, la partie transparente polymérisant, tandis que la partie opaque (ou couche sèche) reste opaque. Après développement, la couche sèche non polymérisée est retirée, et la plaque recouverte de la couche protectrice polymérisée est gravée. Une fois la couche protectrice polymérisée retirée, le schéma du circuit interne est transféré sur le circuit imprimé.

Objectif : Créer à la surface interne en cuivre une couche métallique organique microscopiquement rugueuse afin d'améliorer l'adhérence entre les couches.

Le passage d'un traitement chimique produit une structure de couche métallique organique uniforme avec de bonnes propriétés d'adhérence. Cette structure permet un rugosissement contrôlé de la surface de la couche de cuivre interne avant la stratification, ce qui est utilisé pour améliorer la résistance de la stratification entre la couche de cuivre interne et le préimprégné.

La lamination est un procédé qui consiste à assembler les différentes couches de pistes grâce à l'adhérence d'un préimprégné. Ce procédé implique de soumettre les couches internes à une température (375 °C) et une pression (275 à 400 bars) extrêmes, tout en appliquant une résine photosensible sèche. Le circuit imprimé est ensuite polymérisé à haute température, la pression est relâchée progressivement, puis le matériau est refroidi lentement.

Réalisez des circuits imprimés où chaque couche est connectée par un trou traversant, afin d'assurer un alignement parfait avec toutes les connexions des couches internes.

Après le perçage, le panneau passe à l'étape de métallisation. Ce procédé permet de fusionner les différentes couches par dépôt chimique. Après un nettoyage minutieux, le panneau subit une série de bains chimiques. Ces bains permettent d'épaissir la surface du circuit imprimé et le cuivre des trous à 5-8 µm de la surface du circuit imprimé, afin d'éviter l'oxydation et la corrosion du cuivre fin des trous avant la métallisation des motifs et les fuites de matériau de base.

Avant cette étape, la surface intérieure des trous expose simplement la fibre de verre qui constitue l'intérieur du panneau. Ensuite, il faut placer la carte PCB dans le cylindre de cuivre immergé pour que des réactions d'oxydoréduction se produisent. Le bain de cuivre recouvrira complètement les parois des trous, assurant ainsi le dépôt de cuivre sur la surface du matériau isolant d'origine et permettant la communication électrique entre les couches.

Similaire au procédé de la couche interne (transfert d'image à l'aide d'un film sec photosensible, exposition à la lumière UV et gravure), mais avec une différence majeure : nous retirerons le film sec là où nous voulons conserver le cuivre/définir le circuit, afin de pouvoir déposer du cuivre supplémentaire ultérieurement. Cette étape du procédé est réalisée en salle blanche.

Nous revenons à l'étape du placage, où une couche supplémentaire est déposée sur les zones dépourvues de film sec (circuits). Une fois le cuivre plaqué, on applique de l'étain pour le protéger.

L'étain protège le cuivre souhaité durant cette étape. Le cuivre exposé indésirable et le cuivre situé sous la couche de résine restante sont éliminés. Des solutions chimiques sont à nouveau appliquées pour éliminer l'excédent de cuivre. L'étain protège ainsi le cuivre souhaité. Les zones conductrices et les connexions sont désormais correctement établies.

Le vernis épargne, également appelé vernis anti-soudure, est une étape cruciale de la production de circuits imprimés. Il consiste à appliquer une encre époxy sur la surface du circuit imprimé, par impression ou dépôt. Après exposition et développement, le vernis épargne expose les pastilles et les trous à souder, ainsi que d'autres zones, afin d'éviter les courts-circuits lors du soudage.

La carte, presque terminée, reçoit une inscription à jet d'encre sur sa surface, indiquant toutes les informations essentielles la concernant. Elle passe ensuite à l'étape finale de revêtement et de polymérisation. UETPCB a utilisé une imprimante sérigraphique automatique pour imprimer les sérigraphies sur la carte, ce qui a permis d'obtenir une impression plus nette.

Le cuivre nu présente une bonne soudabilité, mais il est sensible à l'humidité et s'oxyde facilement à l'air libre. Il a tendance à se présenter sous forme d'oxyde et perd rapidement son aspect d'origine. C'est pourquoi différents traitements de surface sont nécessaires. Leur principal objectif est de garantir une bonne soudabilité et des performances électriques optimales.

Finitions de surface courantes : HALS/HALS sans plomb, or par immersion, OSP, or dur, ENEIG, argent par immersion, etc.

Différentes planches sont découpées dans le panneau d'origine. La méthode employée consiste soit à utiliser une défonceuse, soit une fraiseuse à rainurer en V. La défonceuse laisse de petites languettes le long des bords des planches, tandis que la fraiseuse à rainurer en V creuse des rainures diagonales de chaque côté. Ces deux méthodes permettent de détacher facilement les planches du panneau.

Par mesure de précaution finale, un technicien effectue des tests électriques sur le circuit imprimé afin de vérifier l'absence de circuits ouverts ou de courts-circuits. Deux méthodes de test sont utilisées : la méthode par sondes mobiles pour les petites séries et la méthode par banc d'essai pour les séries plus importantes. Chaque circuit imprimé multicouche est testé électriquement par rapport aux données du circuit d'origine. À l'aide d'un testeur par sondes mobiles, chaque piste est vérifiée afin de garantir sa continuité (absence de circuits ouverts) et l'absence de court-circuit avec une autre piste.