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ECONOMIA | 23 novembre 2020, 13:57

Cos'è il processo di produzione PCB?

Cos'è il processo di produzione PCB?

Per chiunque sia coinvolto nell'industria elettronica, il processo di produzione PCB è più importante che mai. Le schede a circuito stampato (PCB) sono tutte intorno a noi e sono sempre più numerosi i prodotti in cui vengono impiegati questi PCB. Ogni giorno vengono progettati e realizzati milioni di PCB, e spesso li diamo per scontati. Questi PCB vengono utilizzati praticamente per tutto, dalle nostre auto agli smartphone e alla tecnologia indossabile fino alle apparecchiature mediche e ai giocattoli per bambini, e sono più che mai numerose le aziende che si affidano ai PCB senza capire come vengono prodotti. Conoscere meglio il processo di produzione dei PCB significa essere in grado di progettare prodotti migliori, che contribuiscano a far crescere la tua azienda.

I materiali PCB

Il primo passo nel processo di produzione dei PCB è la scelta dei materiali giusti da utilizzare. Sono diversi i materiali impiegati nello sviluppo e nella costruzione di un PCB, ma ci sono alcuni esempi più comuni che con cui si farà certamente conoscenza, come la fibra di vetro utilizzata per la scheda stessa (denominata FR4). Per i prodotti elettrici a basso costo sono disponibili materiali più economici, ma ciò influisce sulla durata del prodotto finale.

Avvia la produzione

Una volta selezionati i materiali, è necessario creare le tracce sulla scheda, seguite dalla rimozione di eventuali residui di rame in eccesso. Nella maggior parte dei casi, questa fase del processo viene eseguita utilizzando l'incisione chimica con cloruro ferrico, un sistema complesso che prevede l'utilizzo di un processo fotografico per dettagliare le tracce richieste. Le schede vengono poi inserite nel cloruro ferrico in modo che le aree dove non c'è rame o tracce vengano incise. Quanto a lungo la scheda rimane nel cloruro ferrico dipenderà dallo spessore della scheda e dalla concentrazione del cloruro ferrico. Tra le alternative a questo metodo vi è l'uso molto diffuso di una fresatrice specializzata. Queste macchine possono essere spesso incredibilmente precise e anche automatizzate. Nelle operazioni su larga scala questo è il metodo che più probabilmente verrà impiegato.

PCB multistrato

Considerando la potenza della tecnologia che utilizziamo ogni giorno, spesso un PCB di base da solo non avrà i livelli di connettività necessari per alimentare tale tecnologia. In questi casi, un PCB multistrato sarà la soluzione. Questo è il tipo di PCB che vedrai nei microprocessori densi. Sebbene il processo di produzione di un PCB multistrato sia in gran parte lo stesso di un PCB a scheda singola, questo deve essere molto più preciso, in quanto le schede utilizzate su PCB multistrato tenderanno ad essere più sottili in modo da non diventare troppo ingombranti. Anche le schede devono essere incollate tra loro; per fare ciò ci sono molti materiali tradizionali e altri agenti leganti all'avanguardia tra cui scegliere. Nella maggior parte dei casi, il materiale legante viene riscaldato per sigillare il legame, il che aiuta anche ad evitare successivi problemi di deformazione.

Fori e passanti

I diversi strati del tuo PCB dovranno essere collegati tramite fori (spesso chiamati anche passanti). Potrebbero essere necessari anche alcuni fori aggiuntivi se ci sono componenti da aggiungere direttamente alla scheda. Tutte le perforazioni tendono ad essere effettuate utilizzando una macchina di foratura a controllo numerico, che utilizzerà i dati del tuo software PCB. Anche se i fori sono spesso essenziali per i tuoi PCB, vale la pena ricordare che meno fori sono necessari, meno costosa sarà la scheda. Se si sta creando una serie di migliaia di PCB, allora questi risparmi sui costi potrebbero presto avere senso.

Tocchi finali

Il team che sta costruendo il PCB eseguirà poi le saldature, assicurandosi che le aree della scheda che non devono essere saldate vengano mantenute pulite e limpide. In alcuni casi, l'oro sarà utilizzato per placcare la scheda, per darle maggiore conduttività. Possono essere necessari anche altri identificativi, come le marcature che di solito servono per identificare il produttore o per evidenziare componenti specifici. Nella maggior parte dei casi, per aggiungere tali marcature verrà utilizzato un processo chiamato serigrafia.

Costruzione del prototipo

Una volta completata, la scheda dovrà essere testata. La procedura di test per un PCB sarà molto accurata e riguarderà ogni passaggio, dall'assicurarsi che la potenza fluisca correttamente al test per i cortocircuiti. Per saperne di più, Altium esamina in maniera dettagliata la procedura di test per i cortocircuiti. Anche se questa è la fase finale del processo di produzione che precede direttamente la fase di produzione completa, è anche una delle più critiche. Condurre la fase di test in modo sbrigativo significherà che i tuoi prodotti andranno sul mercato senza essere stati testati e provati, il che può rappresentare solo un rischio.

L'importanza del processo

Il processo di produzione dei PCB richiede tempo, nonché un alto livello di competenze eccezionali. Man mano che la tecnologia continua ad evolversi e a intrecciarsi con la nostra vita, questi PCB diventeranno sempre più importanti per la nostra vita quotidiana.

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