Bref aperçu des étapes de la fabrication d’une carte de circuit imprimé plaquée de trous (PTH)

Les PCB sont fabriqués depuis plus de 80 ans et leur complexité a augmenté avec la progression constante de l’industrie électronique. Les matériaux ont également changé en raison des applications et des réglementations. Ainsi, lors de la conception des panneaux, l’utilisation finale aura autant d’incidence sur la façon dont le panneau est fabriqué et son coût global que le choix d’un composant spécifique.

Toutes les cartes de circuits imprimés (communément appelées PCB) sont uniques et personnalisées. Ils sont une solution pour avoir à câbler des composants dans un circuit. Ils forment une plate-forme sur laquelle organiser des composants pour une conception de circuit spécifique.

Leur fabrication fait appel à de nombreuses techniques et disciplines, dont l’interaction doit être comprise et contrôlée pour produire des résultats fiables et cohérents. Un seul défaut sur 100 processus utilisés pour fabriquer un circuit imprimé est nécessaire pour provoquer une défaillance.

Première étape

Tous les circuits imprimés commencent par un fichier CAO ou un fichier Gerber qui devra être “Tooled”, chaque fabricant travaillant avec des machines différentes et un ensemble différent de trous d’outillage pour positionner les panneaux en vue de l’alignement d’un processus à l’autre. Des outils photographiques devront également être produits pour plusieurs étapes de production. Il s’agit de la «charge d’outillage» souvent citée.

Deuxième étape

La matière première utilisée est un mélange de fibres de verre revêtu de cuivre et d’époxy à double face. Il existe différentes qualités d’autres matériaux également disponibles en fonction des exigences de l’application finale. Certaines d’entre elles nécessitent un traitement spécial, qui n’est généralement ni stocké ni disponible.

Le plus commun est FR4 1.6mm d’épaisseur avec 1 oz de cuivre. (FR4 fait référence au degré de résistance au feu, 1 oz de cuivre a une épaisseur de 36 microns)

Cette matière première est prédécoupée en feuilles de différentes tailles, faciles à manipuler par les machines de traitement. La pré-production déterminera le meilleur rendement pour réduire les déchets et donc la meilleure taille de feuille pour chaque construction sur mesure.

Le panneau est ensuite percé des trous requis pour le circuit et des trous d’outillage ou des fentes pour la production.

Troisième étape

Tous les trous précédemment percés sont non conducteurs. Ainsi, afin de les relier (en permettant une interconnexion entre les couches de cuivre supérieure et inférieure sur le panneau de substrat de base), l’ensemble du panneau subit une série de processus chimiques par voie humide pour «métalliser» toute la surface, ce qui ajoute: 1-5 microns de cuivre sur toutes les surfaces.

Quatrième étape

Le panneau est ensuite recouvert des deux côtés d’un film de résine photosensible qui, à l’aide de l’outil photographique, donnera une résine résistante. Pour les zones où des pistes de cuivre sont nécessaires et pour renforcer les trous métallisés, sont maintenant galvanisées avec du cuivre et une fine couche d’étain. L’étain est là pour former un mordançage résistant pour la prochaine étape.

Cinquième étape

La résistance de placage est ensuite retirée et le panneau est ensuite passé à travers une solution de gravure. Cela va graver le cuivre, mais pas dans les zones où l’étain agit comme un résist résistant à la gravure, laissant ainsi derrière lui des «pistes conductrices».

Sixième étape

L’étain est enlevé et le cuivre gravé à l’eau-forte et nettoyé avant l’application d’une couche d’encre de masque de protection électriquement isolante et protectrice pour photo. Avec un outil photo, une image est générée en laissant un revêtement dur sur tout le circuit, laissant les plots en cuivre à nu pour permettre l’interconnexion des composants.

Septième étape

À ce stade, une finition de surface soudable est appliquée, qui peut être du type HASL (Hot Air Soudder Leveled) ou Or (ENIG) à immersion électrolytique au nickel (EN), en fonction de l’application et de la complexité de la conception de la carte.

D’autres finitions de surface sont disponibles, mais ces deux applications couvrent la majorité de la demande et sont le plus couramment utilisées.

Étape huit

Une légende peut être appliquée à ce stade, par photo-imagerie ou sérigraphie. Cela facilite le placement des composants et constitue une aide sur le terrain si des réparations / mises à niveau sont nécessaires.

Les circuits sont maintenant prêts à être acheminés en tant que circuits simples ou laissés dans un panneau avant le test de la carte nue.

Une fois testés pour les pauses et les shorts, ils sont inspectés visuellement avant leur expédition.