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Processus de fabrication de circuits imprimés en céramique : analyse complète

Table des matières

Cet article présentera la PCB en céramique processus de fabrication. La carte de circuit imprimé (PCB) en céramique est un matériau de pointe largement utilisé dans l'industrie électronique, combinant les avantages des matériaux céramiques avec les fonctions traditionnelles des PCB.

Les PCB en céramique ont une excellente conductivité thermique, une isolation électrique et une résistance à la corrosion, ce qui les rend idéales pour les applications à haute température, haute fréquence et haute puissance. Dans cet article, nous examinerons en profondeur le processus de fabrication des PCB en céramique.

Différents types de PCB
Différents types de PCB

Étape 1 : La conception

Tout d'abord, proposez la conception du circuit imprimé en céramique. Vous pouvez y parvenir en utilisant un logiciel de conception. Le calculateur de largeur de trace vous aide à trouver les détails des couches intérieure et extérieure de la planche.

Étape 2 : Impression du dessin

Utilisez une imprimante traceur pour imprimer la conception du PCB sur la carte. Cela produira un film qui donne les détails des couches.

Étape 3 : création du substrat

Passez le substrat dans un four pour le semi-durcir. Cela pré-liera le cuivre des deux côtés de la couche. Celui-ci sera ensuite gravé pour révéler le dessin des films imprimés.

Étape 4 : Impression des couches intérieures

Montez un film photosensible à base de produits chimiques photoréactifs. Cela durcira lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette. Ce faisant, les plans seront alignés sur l'impression réelle du tableau.

Étape 5 : Lumière ultraviolette

Après avoir aligné la résine et le stratifié, passez la planche à la lumière ultraviolette. Cela durcit la résine photosensible.

Lavez la carte avec une solution alcaline pour nettoyer le cuivre indésirable, en laissant la résine photosensible durcie intacte.

Étape 6 : superposition et collage

Les couches attendent leur fusion à ce stade. Les couches externes sont généralement assemblées avec le substrat. Ce processus comporte deux étapes : la superposition et le collage.

Les matériaux de la couche externe sont constitués de substrats recouverts d'une fine feuille d'aluminium sur le dessus et le dessous du substrat. Ce substrat contient également des traces de cuivre.

Maintenant, c'est le moment de coller les couches ensemble. Vous faites cela sur une table en acier lourd à l'aide de pinces métalliques.

Ensuite, fixez solidement les couches dans les broches fixées à la table. Assurez-vous qu'ils sont bien ajustés pour éviter qu'ils ne se déplacent pendant l'alignement.

Vous pouvez ensuite placer une couche de préimprégné sur la résine d'alignement.

Ajustez la couche de substrat sur le préimprégné avant de placer la feuille de cuivre. Ensuite, d'autres feuilles de préimprégné peuvent reposer sur la couche de cuivre.

Matériau PCB
Matériau PCB – Photo courtoisie : Orbotec

La pile sera complétée à l'aide d'une feuille d'aluminium et d'une plaque de presse en cuivre. Vous êtes maintenant prêt à passer au pressage.

Pour le pressage, vous utiliserez un ordinateur de pressage qui chauffe la pile avant qu'elle ne refroidisse.

Étape 7 : percer

Vous pouvez maintenant percer des trous dans le panneau d'empilage avec la plus grande précision. Assurez-vous que les trous sont percés à la largeur d'un cheveu.

Utilisez un localisateur de rayons X pour identifier les points cibles de forage appropriés.

Avant de commencer à percer, assurez-vous de placer la planche sur un matériau tampon sous la cible de perçage. Cela aidera à s'assurer que l'alésage édicté est propre.

Ces perceuses assistées par ordinateur ont généralement des broches pneumatiques qui tournent à environ 150 000 tr/min. Cela pourrait vous induire en erreur que l'exercice se déroule en un éclair.

Pendant le processus de forage, chaque trou a besoin de son moment spécial avec la perceuse.

Étape 8 : Placage et dépôt de cuivre

C'est là que vous fusionnez les différentes couches.

Lorsque vous avez soigneusement nettoyé le panneau, vous pouvez procéder à son lavage en utilisant plusieurs bains chimiques.

Lors des bains, le processus de dépôt chimique déposera une fine couche de cuivre sur la surface du panneau. Il s'agit généralement d'une épaisseur d'environ un micron.

Le cuivre ira dans les trous forés générés précédemment.

Avant cette étape, les surfaces intérieures des trous sont exposées au substrat. Les bains de cuivre vous aideront à recouvrir les parois des trous.

Étape 9 : Imagerie de la couche externe

Dans cette étape, vous appliquerez à nouveau une résine photosensible sur le panneau.

Passez le panneau préparé à travers la pièce jaune. Les lumières jaunes ne transportent pas de niveaux d'UV qui peuvent affecter les résines photosensibles.

Pour éviter tout désalignement avec le panneau, fixez les transparents d'encre noire.

Lorsque le panneau et le pochoir entrent en contact, un générateur les projette avec une lumière UV élevée. Cela durcira davantage la résine photosensible.

Vous pouvez ensuite passer le panneau dans une machine qui enlèvera la résine non durcie, qui est protégée par l'opacité de l'encre noire. Dans ce processus, vous envahirez les couches internes.

Vous devez ensuite procéder à l'inspection des plaques extérieures, en supprimant toutes les résines photosensibles indésirables.

Étape 10 : Placage

Remettez la planche dans la salle de placage. À ce stade, galvanisez le panneau avec une fine couche de cuivre.

Les sections du panneau que vous avez exposées à partir de l'étape de photorésist de la couche externe recevront une galvanoplastie de cuivre.

Après les bains de cuivrage, l'étape suivante consiste à effectuer un étamage sur le panneau. Cela permet d'éliminer tous les restes de cuivre laissés lors de l'étape de gravure.

Étape 11 : Gravure finale

Le cuivre souhaité est protégé à ce stade en éliminant le cuivre indésirable qui restera sous la couche de réserve.

Vous pouvez utiliser des solutions chimiques pour éliminer l'excès de cuivre. L'étain protégera le précieux cuivre à ce stade.

À partir de là, les zones conductrices et les connexions sont maintenant correctement établies.

Étape 12 : Application du masque de soudure

Avant d'appliquer le masque de soudure sur les deux côtés de la carte, assurez-vous de nettoyer la carte. Couvrez-le avec de l'encre de masque de soudure époxy, puis exposez-le à la lumière UV.

Ensuite, passez-le à travers l'encre du masque de soudure. Les parties recouvertes resteront non durcies, prêtes à être retirées.

Passer la planche au four. Cela guérira le masque de soudure.

Étape 13 : Finition de surface

Pour ajouter une capacité de soudure à votre circuit imprimé en céramique, plaquez-le chimiquement avec de l'or ou de l'argent. La plupart des fabricants préfèrent l'argent à l'or en raison du coût.

Étape 14 : Sérigraphie

Vous pouvez ensuite compléter le tableau en lui donnant une écriture à jet d'encre sur sa surface. Cela indiquera toutes les innovations importantes du PCB. Passez votre circuit imprimé en céramique à la dernière étape de revêtement et de durcissement.

Étape 15 : Test électrique

Cette procédure vous aidera à confirmer la fonctionnalité du PCB.

Il testera également la conformité de la carte à votre conception d'origine.

Étape 16 : Profilage et V-Scoring

C'est la dernière étape. Vous découperez différentes planches dans le panneau que vous aurez réalisé.

Vous avez deux méthodes alternatives pour y parvenir. Vous pouvez utiliser un routeur ou une rainure en V. Les deux façons vous permettront de sortir facilement les planches du panneau.

Conclusion

Le processus de fabrication de PCB en céramique comprend 16 étapes critiques : conception, impression, création de substrat, photolithographie, stratification, perçage, galvanoplastie, élimination de l'excès de cuivre, application de pâte à souder, traitement de surface, sérigraphie et tests électriques. Ces processus précis confèrent aux PCB en céramique une excellente conductivité thermique, une isolation électrique et une résistance à la corrosion, ce qui les rend idéales pour les applications à haute température, haute fréquence et haute puissance.

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