Il circuito stampato (PCB) è un elemento fondamentale dei componenti elettronici e la fabbricazione di PCB è una competenza sperimentale di base sia per gli studenti di elettronica che per gli ingegneri elettronici. Sebbene la tecnologia di fabbricazione delle schede PCB si sia sviluppata in modo sufficientemente maturo, non è realistico né necessario produrre circuiti stampati conformi a standard specializzatiProcesso di produzione dei PCBse vogliono solo testare i loro progetti, perché è un processo che richiede tempo ed è costoso. Pertanto, questo articolo fornirà un metodo semplice per produrre un PCB a doppia faccia, in modo che gli studenti di elettronica e gli ingegneri possano avere una soluzione migliore.
La produzione di PCB avviene principalmente in due modalità: chimica e fisica. Oggi, i metodi di fabbricazione di PCB più diffusi utilizzati nelle scuole superiori sono la stampa a trasferimento termico e l’incisione fisica. Il primo appartiene all’ambito chimico, mentre il secondo a quello fisico.
• Stampa a trasferimento termico
Per eseguire la stampa a trasferimento termico, innanzitutto si utilizza una normale stampante laser per stampare l’immagine del PCB su una speciale carta per trasferimento termico. Successivamente, l’immagine del PCB stampata sulla carta per trasferimento termico viene trasferita suLaminato rivestito di rame (CCL)attraverso apparecchiature di trasferimento termico. Infine, dopo i successivi processi che includono incisione e foratura del PCB, viene prodotto un PCB ad alta precisione. Nei laboratori delle scuole superiori, la stampa a trasferimento termico viene sfruttata per produrre PCB ad alta precisione e può essere completata in un’ora. Quando si tratta della fabbricazione di PCB a doppia faccia, il problema principale risiede nel disallineamento, che non è stato ancora risolto con il metodo di produzione attualmente utilizzato. Di conseguenza, i PCB a doppia faccia fabbricati con il metodo di stampa a trasferimento termico non riescono a funzionare in modo ottimale nei prodotti elettronici.
La stampa a trasferimento termico segue il seguente processo di fabbricazione PCB:
1. L'immagine del PCB inferiore è stampata su un foglio di carta per trasferimento termico con una normale stampante laser.
2. L'immagine superiore del PCB viene stampata su un altro foglio di carta per trasferimento termico con una normale stampante laser.
3. Due fogli di carta per trasferimento termico sono strettamente attaccati a un CCL bifacciale ben tagliato. È possibile utilizzare del nastro adesivo trasparente per fissare la posizione della carta e della piastra per evitare disallineamenti.
4. La stampa a trasferimento termico viene eseguita inserendo il CCL con la carta per trasferimento termico applicata nell’apparecchiatura di stampa a trasferimento termico. Dopo il raffreddamento si ottiene quindi un CCL con l’immagine del PCB stampata.
5. Si procede quindi con l'incisione e la foratura del PCB.
Il processo può essere riassunto nella seguente figura:
Tra tutte le fasi della stampa a trasferimento termico per la fabbricazione di PCB, l’applicazione del Passaggio 3 può portare con precisione all’allineamento di due fogli di carta per trasferimento termico. Quando si passa al Passaggio 4, tuttavia, tende a verificarsi un disallineamento nelle apparecchiature di trasferimento termico. Di conseguenza, è difficile produrre con successo PCB a doppia faccia a meno che non siano stati effettuati un paio di tentativi.
• Incisione fisica
Sulla base dei principi fondamentali dell’incisione fisica, l’incisione fisica è conforme al principio di fresatura, con le parti extra o non necessarie del CCL rimosse tramite fresatura. L’apparecchiatura utilizzata è in realtà un tipo di piccola macchina CNC per foratura e fresatura, chiamata anche macchina per incisione di circuiti stampati. Nel processo di produzione di PCB a doppia faccia, dopo che un lato è stato completato tramite fresatura, la scheda deve essere capovolta per la fresatura dell’altro lato. Il processo di capovolgimento può causare disallineamenti che devono essere corretti tramite software e hardware, in modo da ridurre il tasso di scarto dei PCB a doppia faccia.
• Confronto tra stampa a trasferimento termico e incisione fisica
Secondo il confronto tra i due metodi, la stampa a trasferimento termico offre prestazioni migliori rispetto all’incisione fisica nei seguenti aspetti:
1. La macchina CNC per foratura e fresatura ha un costo relativamente elevato e occupa più spazio in laboratorio. La macchina per la stampa a trasferimento termico, invece, ha un costo ridotto e occupa meno spazio rispetto alla macchina CNC per foratura e fresatura.
2. Un PCB a doppia faccia può essere completato in un’ora quando si utilizza la stampa a trasferimento termico. Nonostante i possibili disallineamenti che richiedono più passaggi di stampa a trasferimento termico, un PCB a doppia faccia può essere realizzato in non più di tre ore. La macchina CNC per foratura e fresatura, invece, richiede più tempo, almeno quattro ore. Inoltre, la macchina CNC per foratura e fresatura può lavorare solo un singolo PCB alla volta, mentre la stampa a trasferimento termico è in grado di produrre più PCB a doppia faccia nello stesso intervallo di tempo.
Per risolvere il problema di disallineamento che si presenta nella tradizionale stampa a trasferimento termico, questo articolo fornirà un metodo migliorato di stampa a trasferimento termico per la fabbricazione di PCB con i seguenti passaggi.
1. L'immagine del PCB inferiore e l'immagine speculare del PCB superiore vengono stampate sulla stessa carta per trasferimento termico e i fori passanti dell'immagine del PCB inferiore e dell'immagine del PCB superiore sono linearmente simmetrici.
2. La carta per trasferimento termico viene piegata lungo la linea di simmetria e coperta sul CCL a doppia faccia ben tagliato.
3. Il CCL a doppia faccia, ricoperto con carta per trasferimento termico, viene quindi inserito nell’apparecchiatura di stampa a trasferimento termico per la stampa stessa. La parte piegata entra per prima nell’apparecchiatura di stampa a trasferimento termico e, dopo il raffreddamento, si può ottenere un CCL con l’immagine del PCB stampata.
4. Incisione e foratura PCB.
Il processo sopra descritto può contrastare efficacemente il problema di disallineamento che si verifica sempre nella tradizionale stampa a trasferimento termico per la fabbricazione di PCB, stampando le immagini superiore e inferiore del PCB sulla stessa carta per trasferimento termico. Di conseguenza, è possibile fabbricare senza difficoltà, in un’unica operazione, un PCB affidabile a doppia faccia.
La stampa dell'immagine del PCB sullo stesso foglio di carta per trasferimento termico può essere completata in base a qualsiasiSoftware di progettazione PCBche svolgono operazioni diverse. Tutto sommato, questo metodo migliorato di stampa a trasferimento termico per la fabbricazione di PCB è il più efficace per gli studenti di elettronica o gli ingegneri che possono usarlo per produrre PCB a doppia faccia in laboratorio.
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