A fabricação de PCB é um processo preciso, multi-etapas, que transforma um projeto de circuito em uma placa física com trilhas de cobre, vias e pads de componentes. Instalações modernas automatizam a maioria das etapas para consistência e throughput.
1. Projeto e Preparação de Dados
- Captura de Esquemático e Layout: Ferramentas EDA (Altium, KiCad, Eagle, OrCAD) definem netlist, stackup, posicionamento de componentes, roteamento e regras de projeto (DRC).
- Geração de Saídas: Arquivos Gerber RS-274X (ou X2), IPC-2581, ou ODB++ para cada camada (cobre, máscara de solda, silkscreen, furação, pasta). Inclui netlist para teste elétrico.
- Painelização: Múltiplos projetos ou cópias combinados em um painel de produção com furos de ferramenta, fiduciais e abas de separação (V-score ou mouse bites).
2. Fabricação da Placa Nua
Camadas Internas (Multicamadas)
- Preparação do Material: Painéis de laminado (FR-4, high-Tg, Rogers, poliamida) cortados no tamanho.
- Imageamento Camada Interna: Fotoresist filme seco aplicado → exposto UV através de filme Gerber → revelado (fotoresist não exposto removido).
- Gravação (Etch): Cloreto cúprico ou amoniacal grava cobre exposto; fotoresist removido.
- Inspeção Óptica Automatizada (AOI): Compara padrão gravado ao CAD; detecta opens, shorts, nicks.
Laminação
Camadas internas empilhadas com prepreg (resina estágio B) e folha de cobre para camadas externas. Prensadas sob calor (180–200°C) e pressão (200–400 psi) para curar em painel multicamada sólido.
Furação
- Furos Passantes (PTH): Furação CNC (mecânica) para vias e furos de componentes. Mínimo típico 0,15–0,2 mm.
- Vias Cegas / Enterradas: Laminação sequencial ou furação a laser (CO₂/UV) para HDI.
- Desmear / Desbaste: Remoção química ou plasma de resina em furos para metalização confiável.
Cobre Químico e Eletrodeposição
- Cobre Químico: Camada condutora fina (~0,5 µm) depositada quimicamente nas paredes dos furos e superfícies.
- Imageamento Camada Externa: Mesmo processo de fotoresist das camadas internas, mas definindo trilhas/pads a manter.
- Metalização de Padrão: Eletrodepositar cobre (20–35 µm) em áreas expostas → Estanho/chumbo ou estanho como resist de gravação.
- Remoção e Gravação: Fotoresist removido → gravação alcalina remove cobre base indesejado → estanho removido.
Acabamentos Finais
- Máscara de Solda (LPI): Epóxi fotoimageável líquido aplicado, exposto, revelado. Verde, preto, azul, branco, etc. Define áreas soldáveis.
- Acabamento de Superfície (no cobre exposto):
- HASL (Hot Air Solder Leveling) – com chumbo ou lead-free.
- ENIG (Níquel Químico / Ouro de Imersão) – plano, vida de prateleira, wire-bondable.
- OSP (Preservativo Orgânico de Soldabilidade) – baixo custo, vida curta.
- Imersão Ag, Imersão Sn, ENEPIG, Ouro Duro (conectores de borda).
- Silkscreen: Legenda impressa por jato de tinta ou tela (designadores de referência, polaridade, logos).
- Teste Elétrico: Flying probe (protótipos) ou fixture bed-of-nails (volume) verifica continuidade/isolamento por netlist.
- Roteamento / V-Score: Placas individuais separadas do painel.
- Inspeção Final e Embalagem: Visual, dimensional, microseção (cupons). Vacuum-sealed com dessecante.
3. Montagem (PCBA) – Visão Geral Breve
- Estêncil de Pasta de Solda: Estêncil de aço inox cortado a laser deposita pasta nos pads.
- Pick-and-Place: Máquinas de alta velocidade colocam componentes SMT (0201 a BGAs grandes).
- Reflow Soldagem: Forno convecção/vapor phase com perfil térmico controlado.
- Through-Hole (THT): Wave soldering ou soldagem seletiva para conectores, capacitores grandes.
- Inspeção: AOI, Raio-X (BGA), ICT (In-Circuit Test), Teste Funcional.
- Conformal Coating / Potting: Proteção ambiental opcional.
Principais Regras Design-for-Manufacturing (DFM)
- Trilha/espaço mín: 3,5/3,5 mil (padrão), 2/2 mil (avançado), <1,5/1,5 mil (HDI).
- Furo mín: 8 mil (mecânico), 3–4 mil (laser).
- Razão de aspecto (espessura/furo): ≤ 10:1 (padrão), ≤ 16:1 (avançado).
- Balanceamento de cobre entre camadas para evitar empenamento.
- Teardrops em junções via-para-trilha.
