Uma Visão Geral do Processamento da Camada Externa de PCB

Em um artigo anterior de duas partes, descrevi as operações de fabricação de PCBs relativas ao processamento de camadas internas, laminação, perfuração e galvanização. O último passo no processo é o processamento da camada externa, que é descrito abaixo. Para uma descrição detalhada dos acabamentos da camada externa; como diferentes vias são formadas e os passos envolvidos no processo de construção de múltiplas camadas, por favor, consulte meu blog anterior.

O Início do Processamento da Camada Externa

Uma vez que a espessura desejada de cobre galvanizado de um PCB foi alcançada, é necessário gravar o cobre entre os recursos para definir o padrão da camada externa. Surge uma preocupação sobre como remover o cobre indesejado sem destruir a integridade do cobre desejado. A resposta é mostrada na Figura 1, que retrata os passos do processo envolvidos no acabamento das camadas externas de um PCB.

Aqui, um metal diferente é depositado sobre o cobre que deve permanecer na PCB após o processamento, neste caso, estanho-chumbo, solda ou um material compatível com ROHS (redução de substâncias perigosas). O estanho-chumbo protege o padrão de cobre enquanto permite que o cobre indesejado seja removido por corrosão. A Figura 2 é uma linha típica usada para esse propósito. Os passos neste processo incluem:

Remoção do resist de placa para expor o cobre que será corroído.
Corroer o cobre indesejado. Remover a placa de solda (Referido como SES—strip/etch/strip).

Neste ponto do processo, a PCB aparece como mostrado no passo 12 da Figura 1. Uma máscara de parada de solda e uma legenda ou serigrafia ainda são necessárias.

A Figura 3 é uma máquina típica de aplicação de máscara de solda líquida. O painel da PCB é suspenso verticalmente na máquina e uma cortina de resistência de solda líquida é aplicada em cada lado.

Após a aplicação da máscara de parada de solda, ela é secada até o ponto em que está seca ao toque. A máscara de solda é fotossensível. Assim que seca, é colocada em uma máquina de impressão fotográfica, como a mostrada na Figura 4.

Desenvolver a máscara de solda é o próximo passo no processo e isso envolve lavar a máscara que está sobre as áreas que serão soldadas, ou buracos nos quais componentes como conectores serão instalados. Como os traços e pads são de cobre, esse processo é referido como SMOBC (máscara de parada de solda sobre cobre).

Após a aplicação da máscara de solda, a legenda ou silkscreen é aplicada usando os mesmos métodos de serigrafia que são usados para colocar um padrão em uma camiseta. Como este é um processo de serigrafia, o tamanho, localização e precisão das características que podem ser colocadas em uma PCB com este processo são limitados. Deve-se ter cuidado para garantir que os tamanhos das letras e as larguras das linhas estejam dentro dos limites deste processo. Em alguns casos, as legendas são criadas usando um material fotossensível semelhante à resistência de solda fotoimagiável líquida.

Seguindo o exposto anteriormente, a PCB está essencialmente finalizada, exceto pela aplicação de um revestimento protetor para o cobre exposto. Esse revestimento é necessário para prevenir a corrosão dos pads de montagem dos componentes e do cobre exposto que ocorrerá no ar ambiente em muito pouco tempo. A aplicação do acabamento da camada externa preservará a soldabilidade da placa. Esses acabamentos, e os prós e contras de cada um, que são descritos em detalhes no blog mencionado anteriormente incluem:

• Nivelamento por ar quente de solda
• Revestimentos orgânicos ou OSP, como o Entec 106
• Estanho eletrodepositado
• Solda eletrodepositada
• Ouro eletrodepositado sobre níquel eletrodepositado
• Níquel químico sob ouro de imersão (ENIG)
• Níquel químico, paládio, ouro de imersão (ENPIG)
• Paládio químico, ouro de imersão (EPIG)
• Prata química
• Estanho químico

Após a aplicação do acabamento de superfície da camada externa selecionado, o passo restante no processo de fabricação da PCB é a despanelização. Esta operação é feita com uma máquina que se assemelha a uma furadeira.
No entanto, em vez de uma broca, a unidade possui uma fresa semelhante à usada para fresar peças de madeira. Esta fresa percorre o perímetro da PCB e a corta do painel. Se houver abas destacáveis a serem feitas, elas serão formadas nesta etapa do processo. Neste ponto, a PCB está finalizada e tudo o que resta é testar a placa nua.

Resumo

O processo de aplicar acabamentos superficiais na camada externa é o último passo no processo de fabricação da PCB. Este processo envolve a remoção do resistente à corrosão; a corrosão do cobre indesejado, a corrosão da placa de solda, a aplicação de uma serigrafia ou legenda, e a aplicação de um revestimento protetor nos pads de montagem dos componentes e no cobre exposto. Seguir os passos delineados durante todo o processo de fabricação da PCB garantirá que uma placa fabricada funcionará conforme projetado durante a vida útil do produto.

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Referências:

1. Ritchey, Lee W. e Zasio, John J., "Certo na Primeira Vez, Um Manual Prático sobre Design de PCB e Sistema de Alta Velocidade Volume 2."