Como uma placa de circuito impresso é fabricada

Do laminado de fibra de vidro à placa testada e pronta para montagem, etapa por etapa, ilustrada em corte, com o que acontece com o material e por que aquela etapa existe.

Laminado basePlaca dupla face com cobre nas duas faces

Etapa 1 — Laminado base. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

Uma placa de circuito impresso não é impressa e não é montada peça por peça. Ela é construída por adição e subtração de camadas sobre um laminado de fibra de vidro, num encadeamento em que cada etapa só faz sentido por causa da anterior. Furar antes de metalizar, metalizar antes de definir o circuito, definir o circuito antes de proteger o cobre.

Tudo começa com um laminado cobreado. É uma chapa rígida de fibra de vidro trançada, impregnada com resina epóxi e curada sob pressão, que já sai do fabricante com uma folha de cobre laminada nas duas faces. O material mais usado é o FR-4, cuja sigla indica resistência à chama.

Nesta etapa não existe circuito nenhum. As duas faces são cobre contínuo, de ponta a ponta. Todo o desenho que vai virar trilha, ilha e plano de terra ainda está apenas no arquivo Gerber. O que se define aqui é a matéria-prima: a espessura do núcleo, que determina a rigidez e a espessura final da placa, e a gramatura do cobre, que determina quanta corrente as trilhas vão suportar.

Por que a fibra de vidro trançada

O tecido de vidro dá à placa estabilidade dimensional. Sem ele, a resina sozinha se deformaria com calor e umidade, e furos abertos com precisão de centésimo de milímetro sairiam de posição entre uma etapa e outra. A trama visível no corte é essa estrutura.

Material típico
FR-4 (fibra de vidro + resina epóxi)
Espessuras de núcleo
0,2 mm a 3,2 mm
Gramaturas de cobre
18 µm, 35 µm e 70 µm
Estado da placa
Cobre contínuo, sem furos

FuraçãoPerfuração dos furos conforme o projeto

Etapa 2 — Furação. Clique para ampliar.

A placa vai para a furadeira de comando numérico, que executa o arquivo de furação do projeto. Esse arquivo traz três informações por furo: diâmetro, posição e tolerância. As brocas são de metal duro e giram em rotações altas, com avanço controlado, porque estão cortando ao mesmo tempo cobre dúctil e fibra de vidro abrasiva.

Os furos passantes são o que vai permitir, mais adiante, ligar eletricamente a face de cima à de baixo. Neste momento, porém, o furo é apenas um vazio: a parede é resina e fibra, material isolante. Nada conduz ainda.

Onde o multilayer entra no fluxo

É aqui que as placas multilayer reencontram o caminho principal. As camadas internas já foram gravadas, empilhadas com prepreg e prensadas num pacote único; a partir da furação, o pacote multilayer segue exatamente as mesmas etapas de uma dupla face.

Comando
Arquivo de furação do projeto
Ferramenta
Brocas de metal duro
Estado da parede
Isolante, sem cobre
Convergência
Multilayer entra nesta etapa

Metalização do furoDesmear e metalização direta

Etapa 3 — Metalização do furo, com detalhe ampliado da parede. Clique para ampliar.

Esta etapa reúne duas operações que preparam o furo para conduzir eletricidade. Ela existe porque a furação entrega um furo cuja parede é material isolante, e nenhum depósito de cobre se sustenta sobre resina e fibra sem preparo.

Desmear

O calor gerado pelo atrito da broca amolece a resina epóxi, que se espalha sobre a parede recém-aberta. O desmear remove esse resíduo de resina e deixa a parede em condições adequadas para a metalização, tanto pela limpeza da borda de cobre exposta no interior do furo quanto pela ancoragem que a superfície passa a oferecer.

Metalização direta

Com a parede preparada, a metalização direta cria uma superfície condutiva contínua sobre toda a face interna do furo. Ela não tem espessura para conduzir a corrente de trabalho do circuito, e não é essa a sua função: o que ela faz é transformar uma parede isolante numa superfície capaz de receber corrente, viabilizando a metalização eletrolítica que virá na etapa 7.

Operações
Desmear e metalização direta
Problema tratado
Resíduo de resina na parede do furo
Resultado
Parede do furo condutiva
Viabiliza
Metalização eletrolítica, etapa 7

Laminação do dry-filmAplicação do filme fotossensível nas duas faces

Etapa 4 — Laminação do dry-film. Clique para ampliar.

O dry-film é um filme seco fotossensível, fornecido em bobina. Ele é aplicado nas duas faces da placa por rolos aquecidos, que combinam calor e pressão para colá-lo ao cobre sem bolhas nem dobras.

A aderência é o que está em jogo aqui. Qualquer ponto em que o filme não encoste perfeitamente no cobre vira um ponto por onde a solução química vai penetrar nas etapas seguintes, e o defeito só aparece no fim, quando a trilha sai com falha. Por isso a limpeza da superfície de cobre antes da laminação é parte da etapa, não um detalhe.

A partir deste momento a placa circula em ambiente de iluminação controlada, com luz amarela. O filme reage ao ultravioleta, e a luz branca comum contém ultravioleta suficiente para velá-lo.

Material
Filme seco fotossensível em bobina
Aplicação
Calor, pressão e rolos
Faces
Superior e inferior, simultâneas
Ambiente
Sala de luz amarela

Exposição do dry-filmImagem do circuito gravada por LDI

Etapa 5 — Exposição do dry-film por LDI. Clique para ampliar.

A imagem é gravada por LDI, sigla de Laser Direct Imaging. Um laser ultravioleta desenha ponto a ponto sobre o filme, lendo o arquivo de produção diretamente. Não existe fotolito.

Essa ausência é a vantagem do método. O fotolito é uma película que dilata e contrai com temperatura e umidade e precisa ser alinhada mecanicamente sobre a placa; cada uma dessas duas coisas introduz erro de registro. O laser trabalha a partir da coordenada, e pode inclusive compensar a variação dimensional da própria placa medida no momento.

O que a luz faz com o filme

O dry-film é um filme negativo: onde o laser incide, o polímero se reticula e fica insolúvel na solução reveladora; onde o laser não incide, o filme permanece solúvel e será dissolvido na etapa seguinte.

Isso define o que o laser precisa expor. Como o cobre do circuito ainda vai receber depósito eletrolítico, ele precisa ficar descoberto. Portanto o laser expõe o campo, ou seja, as áreas de cobre que mais tarde serão corroídas, e deixa sem exposição o desenho do circuito e a região dos furos. O filme vai permanecer exatamente onde o cobre deve ser removido no fim.

Método
LDI, laser ultravioleta direto
Fotolito
Não utilizado
Tipo de filme
Negativo: exposto fica insolúvel
Área exposta
O campo, não o circuito

Revelação do dry-filmRemoção do filme nas áreas não expostas

Etapa 6 — Revelação do dry-film, com comparação antes e depois. Clique para ampliar.

A placa é imersa ou pulverizada com solução reveladora. O filme que não recebeu laser se dissolve e é levado embora; o filme reticulado pela exposição resiste e permanece colado ao cobre.

O resultado é o molde do circuito, em relevo. O cobre das trilhas, das ilhas e o interior dos furos ficam descobertos, prontos para receber depósito. Todo o resto da superfície segue selado sob o filme, que vai impedir que o depósito aconteça onde não deve.

Daqui em diante o processo é aditivo por um tempo: em vez de tirar cobre, ele será acrescentado, e só nas áreas abertas agora.

Operação
Revelação por pulverização
Filme removido
Áreas não expostas ao laser
Cobre descoberto
Circuito, ilhas e furos
Próximo passo
Metalização eletrolítica

Metalização eletrolíticaDepósito de cobre nas trilhas e na parede dos furos

Etapa 7 — Metalização eletrolítica. Clique para ampliar.

Com o circuito aberto pela revelação, a placa entra na linha de eletrodeposição. Passa corrente, e o cobre em solução se deposita apenas onde há cobre exposto: nas trilhas, nas ilhas e ao longo de toda a parede dos furos. O campo continua selado pelo dry-film e não recebe nada.

É aqui que o furo passante fica pronto de fato. A superfície condutiva criada na etapa 3 era o ponto de partida; agora ela recebe a espessura de cobre que vai efetivamente conduzir a corrente entre a face superior e a inferior da placa. Um furo metalizado com espessura insuficiente é uma falha que só se manifesta com o tempo, sob ciclos térmicos, e é justamente por isso que essa etapa é controlada com rigor.

O depósito também engrossa as trilhas, o que altera a capacidade de corrente do circuito em relação à gramatura original do laminado.

Método
Eletrodeposição de cobre
Recebem depósito
Trilhas, ilhas e parede dos furos
Não recebem
Áreas de campo, sob o dry-film
Resultado
Furo passante com espessura de condução

Deposição de estanhoEstanhamento das áreas cobreadas por eletrodeposição

Etapa 8 — Deposição de estanho. Clique para ampliar.

Sem tirar a placa da linha e sem remover o dry-film, o cobre recém-depositado recebe uma camada de estanho, também por eletrodeposição. Como o campo segue coberto pelo filme, o estanho vai exatamente para onde o cobre foi: trilhas, ilhas e parede dos furos.

O estanho não faz parte do circuito

Vale insistir nisso, porque é contraintuitivo. Essa camada é temporária e será retirada na etapa 11. Ela existe por um motivo só: durante a corrosão, na etapa 10, é preciso remover todo o cobre do campo sem tocar no cobre do circuito. O estanho é o que garante essa distinção. Ele resiste à solução que ataca o cobre, e por isso é chamado de resiste de corrosão.

O par cobre-estanho depositado na mesma sequência é o que permite construir o circuito por adição e depois eliminar o excesso por subtração, sem que uma coisa comprometa a outra.

Método
Eletrodeposição de estanho
Função
Resiste de corrosão
Cobertura
Trilhas, ilhas e parede dos furos
Permanência
Temporária, removida na etapa 11

Remoção do dry-filmO filme sai e expõe o cobre do campo

Etapa 9 — Remoção do dry-film. Clique para ampliar.

O dry-film cumpriu sua função e é removido por completo das duas faces. O que aparece embaixo dele é o cobre original do laminado, aquele que nunca recebeu depósito porque estava selado desde a etapa 6.

A placa fica com duas regiões nitidamente distintas, e é este o estado que torna a próxima etapa possível: o circuito, mais alto e recoberto de estanho, e o campo, rebaixado e com cobre nu. A partir daqui, qualquer solução que ataque cobre vai encontrar apenas o campo pela frente.

Operação
Remoção total do filme fotossensível
Fica exposto
Cobre do campo, sem depósito
Fica protegido
Circuito, sob a camada de estanho
Próximo passo
Ataque químico do cobre

Ataque químico do cobreRemoção do cobre não protegido pelo estanho

Etapa 10 — Ataque químico do cobre. Clique para ampliar.

A placa atravessa a linha de corrosão. A solução dissolve o cobre exposto até chegar ao substrato, e para ali. Onde há estanho, o cobre está blindado e permanece intacto.

Este é o momento em que o circuito passa a existir fisicamente. Até a etapa anterior, as trilhas eram um relevo sobre uma superfície de cobre contínua, eletricamente ligadas entre si por esse cobre de fundo. Ao remover o campo, a corrosão isola cada trilha das demais. O desenho que estava no arquivo Gerber vira condutor separado.

Por que existe limite de largura e espaçamento

A solução não ataca só de cima para baixo. Ela também avança lateralmente sob a borda protegida, um efeito conhecido como ataque lateral. Quanto mais espesso o cobre, mais tempo em contato com a solução e maior esse avanço. É daí que vêm as larguras mínimas de trilha e os espaçamentos mínimos de cada classe de placa: não são limites do desenho, são limites da química.

Ação
Remoção do cobre desprotegido
Proteção
Camada de estanho sobre o circuito
Resultado
Trilhas e ilhas eletricamente isoladas
Efeito a controlar
Ataque lateral sob a borda

Remoção do estanhoCircuito em cobre limpo, pronto para a máscara

Etapa 11 — Remoção do estanho. Clique para ampliar.

Cumprida sua função de resiste, o estanho é dissolvido por uma solução seletiva, que o remove sem atacar o cobre embaixo. Restam trilhas, ilhas e paredes de furos em cobre limpo, sobre o substrato.

É o primeiro momento em que a placa se parece com o que o projetista desenhou. Também é o momento em que ela está mais vulnerável: todo o circuito está exposto ao ar, e o cobre oxida. Por isso a sequência não para aqui. As etapas seguintes existem para proteger o que acabou de ser construído, com a máscara de solda cobrindo tudo o que não vai receber solda e o acabamento de superfície preservando a soldabilidade do que vai.

Operação
Remoção seletiva do estanho
Preservado
Cobre do circuito e dos furos
Estado da placa
Circuito concluído, cobre exposto
Próximo passo
Aplicação da máscara de solda

Aplicação da máscara de soldaTinta verde fotossensível sobre toda a superfície

Etapa 12 — Aplicação da máscara de solda. Clique para ampliar.

A máscara de solda é uma tinta líquida fotossensível, conhecida pela sigla LPI, de Liquid Photoimageable Ink. Ela é aplicada nas duas faces e recobre tudo: trilhas, ilhas e o substrato entre elas. Ao fim desta etapa não há nenhuma abertura, e a placa fica verde por inteiro.

Ela cumpre três funções ao longo da vida da placa. Impede que a solda escorra de uma ilha para a vizinha durante a montagem, que é a origem do nome. Protege o cobre da oxidação e da abrasão. E dá isolamento elétrico entre condutores próximos.

Sobre o verde

A cor é convenção, não exigência técnica. Existem máscaras pretas, azuis, brancas, vermelhas e foscas. O verde se consolidou por oferecer bom contraste para inspeção visual e automática, e permanece como padrão de mercado.

Material
Tinta fotossensível LPI
Cobertura
Toda a superfície, nas duas faces
Estado da placa
Sem aberturas nesta etapa
Próximo passo
Exposição UV

Exposição da máscara de soldaExposição UV através do fotolito

Etapa 13 — Exposição da máscara de solda. Clique para ampliar.

Aqui o método muda em relação ao circuito. Enquanto o dry-film foi gravado por laser direto, a máscara é exposta à luz ultravioleta através de um fotolito, um filme com o desenho das aberturas. A placa é posicionada sob o fotolito e recebe a luz.

A máscara também é fotossensível e se comporta como o dry-film: onde a luz passa pelas áreas transparentes do filme, o material polimeriza e passa a resistir ao revelador. Onde o fotolito é opaco, a máscara não recebe luz e continua solúvel. As regiões opacas correspondem às ilhas e às demais aberturas previstas no projeto, que precisam ficar livres para receber solda.

O registro entre o fotolito e a placa é o ponto crítico. Um desvio faz a abertura sair descentrada em relação à ilha, o que reduz a área soldável de um lado e expõe cobre indevidamente do outro.

Fonte de luz
Ultravioleta
Definição da imagem
Fotolito, não LDI
Áreas expostas
Polimerizam e permanecem
Áreas cobertas
Seguem solúveis, serão abertas

Revelação da máscara de soldaAs ilhas de solda são abertas

Etapa 14 — Revelação da máscara de solda. Clique para ampliar.

A solução reveladora dissolve a máscara que não recebeu luz, e apenas ela. Abrem-se as ilhas, os pads e as demais aberturas definidas no projeto. Trilhas, planos e todo o restante da superfície continuam cobertos pela máscara polimerizada.

É neste ponto que a placa assume a aparência que qualquer pessoa reconhece: uma superfície verde com pontos de cobre distribuídos. Depois da revelação a máscara passa por cura, que lhe dá a dureza e a resistência química definitivas.

Operação
Revelação da máscara
Removido
Máscara não exposta à luz
Aberto
Ilhas e aberturas de projeto
Permanece coberto
Trilhas e planos

Acabamento de superfícieProteção e melhor desempenho nas interconexões

Etapa 15 — Acabamento de superfície. Clique para ampliar.

O cobre que a revelação deixou exposto começa a oxidar assim que entra em contato com o ar, e cobre oxidado não solda bem. O acabamento de superfície recobre essas áreas com uma camada que preserva a soldabilidade até o momento da montagem, que pode acontecer meses depois. As trilhas seguem sob a máscara e não recebem nada.

As opções mais usadas

HASL aplica estanho fundido e nivela o excesso com jato de ar quente. É robusto, econômico e tem prazo de validade longo. Deixa a superfície da ilha levemente abaulada, o que pode incomodar em componentes de passo muito fino.

ENIG deposita níquel e uma camada fina de ouro por imersão. Entrega superfície plana e uniforme, boa para BGA e passo fino, com excelente estabilidade em estoque. Custa mais.

OSP aplica um composto orgânico sobre o cobre. É plano e de baixo custo, mas a proteção é mais delicada e tem janela de manuseio mais curta.

A escolha vem da especificação do projeto e depende do tipo de componente, do processo de montagem e do tempo previsto entre a fabricação e a soldagem.

Recebe acabamento
Cobre exposto: ilhas e furos
Não recebe
Trilhas, protegidas pela máscara
Função
Soldabilidade e proteção contra oxidação
Opções
HASL, ENIG e OSP

Aplicação da legendaSerigrafia com tinta branca fotossensível

Etapa 16 — Aplicação da legenda. Clique para ampliar.

A legenda é a camada de texto e desenho impressa sobre a máscara, quase sempre em branco. Ela traz as referências de componentes, os contornos que indicam onde cada peça se apoia, marcações de polaridade e de pino 1, logotipos, código e revisão da placa.

A tinta é branca e fotossensível, aplicada por serigrafia. Como a máscara, ela passa por exposição à luz ultravioleta e por revelação, permanecendo apenas nas áreas definidas no projeto. As ilhas e o interior dos furos ficam livres de tinta, porque qualquer resíduo ali comprometeria a solda.

A legenda não tem função elétrica. Tem função humana: é o que permite montar, conferir, diagnosticar e reparar a placa anos depois, sem o desenho do projeto em mãos.

Material
Tinta branca fotossensível
Aplicação
Serigrafia
Definição
Exposição UV e revelação
Função
Identificação, sem papel elétrico

Acabamento mecânicoCorte no formato final e usinagens

Etapa 17 — Acabamento mecânico. Clique para ampliar.

Até este ponto a placa ainda faz parte de um painel maior, que é o formato em que ela circulou por todas as etapas anteriores. Agora ela recebe o contorno definido no projeto, por roteamento em comando numérico, por puncionamento ou por corte, conforme a geometria e o volume.

Na mesma passagem são executadas as demais características mecânicas: rasgos, chanfros, rebaixos e recortes internos. Quando as placas seguem unidas para a montagem automática, é aqui também que se define a forma de separação, por vinco ou por picote.

Os critérios de qualidade são bordas lisas, sem rebarba e sem delaminação, com máscara de solda, legenda e cobre preservados nas proximidades do corte. Uma borda mal acabada compromete o encaixe mecânico e pode iniciar delaminação com o tempo.

Processos
Roteamento CNC, puncionamento ou corte
Também executados
Rasgos, chanfros e rebaixos
Critérios
Bordas lisas, sem rebarbas
A preservar
Máscara, legenda e cobre junto à borda

Teste elétricoVerificação de continuidade e isolamento

Etapa 18 — Teste elétrico. Clique para ampliar.

O teste elétrico faz duas perguntas complementares a cada rede do circuito. A primeira é de continuidade: tudo o que deveria estar ligado está ligado? Ela encontra trilhas interrompidas, furos com metalização deficiente e conexões que não fecham. A segunda é de isolamento: tudo o que deveria estar separado está separado? Ela encontra curtos entre redes vizinhas e resíduos de cobre que a corrosão não removeu.

O roteiro do teste é gerado a partir dos dados do próprio projeto, de modo que a placa é comparada com o que o cliente especificou, não com um padrão genérico.

Dois métodos

No flying probe, agulhas móveis percorrem os pontos de teste uma dupla por vez. Não exige ferramental, o que torna o método adequado a protótipos e lotes pequenos, em troca de mais tempo por placa.

Na cama de pinos, um ferramental dedicado toca todos os pontos ao mesmo tempo. O ferramental custa e leva tempo para ser feito, mas o ensaio por placa é quase instantâneo, o que compensa em séries.

Só depois da aprovação no teste a placa é liberada para embalagem e envio.

Verifica
Continuidade e isolamento
Referência
Arquivo de teste gerado do projeto
Métodos
Flying probe e cama de pinos
Após aprovação
Embalagem e expedição

O ramo multilayer

Este fluxograma segue o processo real de produção da Micropress. O caminho principal é o da placa dupla face. O ramo das placas multilayer tem etapas próprias no início, para construir e prensar as camadas internas, e reencontra o fluxo comum na furação.

Placas de quatro camadas ou mais têm um trecho próprio antes da furação, em que as camadas internas são gravadas individualmente, empilhadas com prepreg e prensadas num pacote único. Concluída a prensagem, o pacote entra no fluxo comum a partir da etapa 2.

Núcleo internoPlaca de dupla face para as camadas internas

Etapa M1 — Núcleo interno. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

Nas placas multicamadas o processo não começa pelo laminado externo. Começa pelo núcleo interno, que é uma placa de dupla face como qualquer outra: fibra de vidro trançada com resina epóxi, cobreada nas duas faces.

A diferença está no destino. O cobre deste núcleo não vai virar a face externa da placa; vai virar duas camadas internas, uma em cada face, que ficarão seladas dentro do pacote depois da prensagem. Por isso tudo o que precisa ser corrigido nelas precisa ser corrigido agora, antes do fechamento.

Por que o núcleo não é furado aqui

O núcleo chega inteiro, sem furos e sem circuito. A furação passante só faz sentido depois que as camadas internas estiverem formadas e o pacote prensado, porque o furo precisa atravessar a placa já montada para interligar todas as camadas de uma vez.

Material
FR-4 (fibra de vidro + resina epóxi)
Faces cobreadas
Duas, ainda sem circuito
Camadas geradas
Duas camadas internas por núcleo
Estado da placa
Sem furos e sem circuito

Laminação do dry-film internoFilme fotossensível aplicado sobre o cobre do núcleo

Etapa M2 — Laminação do dry-film interno. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

O núcleo recebe uma folha de dry-film, o mesmo filme fotossensível usado no fluxo comum, aplicado sobre o cobre por rolos laminadores com calor e pressão. As duas faces são cobertas, porque as duas vão virar camadas internas.

O filme cobre toda a superfície, contínuo e sem desenho nenhum. Ele não é o circuito: é o meio onde o circuito vai ser gravado. Quem define o desenho é a luz que incide sobre ele na etapa seguinte.

Por que a limpeza pesa tanto aqui

Qualquer partícula presa entre o cobre e o filme abre um caminho para a corrosão atacar onde não devia, e o defeito aparece como uma falha na trilha da camada interna. Na face externa um problema desses ainda é visível e recuperável. Numa camada interna não: depois da prensagem ela fica selada dentro da placa, sem inspeção e sem retoque.

Material
Dry-film fotossensível
Aplicação
Rolos laminadores, com calor e pressão
Cobertura
Integral, nas duas faces
Próximo passo
Exposição por LDI

Exposição das camadas internas por LDIGravação do padrão nas camadas internas

Etapa M3 — Exposição das camadas internas por LDI. O padrão aparece desenhado apenas para leitura; na prática a imagem só se revela na etapa seguinte. Clique para ampliar.

O equipamento é o mesmo do fluxo comum: um laser ultravioleta desenha o padrão ponto a ponto sobre o dry-film, lendo o arquivo de produção diretamente, sem fotolito. A vantagem é a mesma, e aqui pesa ainda mais: sem película intermediária para dilatar, contrair e ser alinhada à mão, o registro fica preso à coordenada.

Por que a polaridade aqui é invertida

No fluxo comum o laser expõe o campo, e o circuito fica descoberto para receber depósito eletrolítico. Nas camadas internas acontece o contrário: o laser expõe o circuito, e é o campo que fica descoberto.

A razão é que aqui não existe depósito. A camada interna não tem furo para metalizar e não recebe cobre eletrolítico; o cobre dela já está todo lá, desde o laminado. O que sobra é retirar o excesso. Então o filme precisa proteger justamente aquilo que deve permanecer, trilhas e ilhas, e deixar exposto o que o ataque químico vai remover. Mesmo filme, mesma química, objetivo oposto.

O registro entre as camadas

Cada face de cada núcleo precisa casar com todas as outras camadas do pacote e com a furação que só virá depois da prensagem. Um desvio aqui não tem conserto: a partir da prensagem essas camadas ficam seladas dentro da placa.

Método
LDI — Laser Direct Imaging
Fotolito
Não utilizado
Filme permanece sobre
Trilhas e ilhas (circuito)
Próximo passo
Revelação e corrosão interna

Revelação do dry-film internoO filme não exposto é removido e o circuito aparece

Etapa M4 — Revelação do dry-film interno. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

A solução reveladora dissolve o filme que não recebeu laser e leva embora. O filme reticulado pela exposição resiste e permanece colado ao cobre, formando o molde do circuito interno.

Repare onde o filme ficou: sobre as trilhas e sobre as ilhas, e as ilhas são discos inteiros, sem furo e sem anel. O que fica descoberto é o campo em volta, e é esse cobre que a corrosão vai remover na etapa seguinte.

A mesma operação, resultado oposto

É a mesma revelação da etapa 6 do fluxo comum, com a mesma química. Lá o filme sobrava no campo e abria o circuito para receber depósito. Aqui sobra sobre o circuito e abre o campo para ser corroído. A diferença não está na operação, está no que foi exposto ao laser.

Operação
Revelação por solução alcalina
Filme removido
Áreas não expostas ao laser (o campo)
Filme mantido
Trilhas e ilhas, inclusive o centro das ilhas
Próximo passo
Corrosão do cobre interno

Corrosão do cobre internoO campo é removido e o circuito interno fica formado

Etapa M5 — Corrosão do cobre interno. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

A solução de corrosão ataca o cobre que ficou descoberto e o remove até o substrato. Onde havia campo, agora aparece a fibra de vidro. O que estava sob o dry-film não é tocado, e é justamente esse cobre que passa a ser o circuito da camada interna.

Aqui a camada interna termina de existir como desenho. A largura das trilhas e o espaçamento entre elas ficam definidos neste momento, e são eles que determinam a impedância e o isolamento da camada.

O filme ainda não sai

Ao fim da corrosão o circuito continua coberto pelo dry-film, que fez seu trabalho e agora sobra. Tirá-lo é a etapa seguinte. Também não há furo nenhum: a furação atravessa o pacote inteiro e só acontece depois da prensagem.

Operação
Corrosão química por pulverização
Cobre removido
Campo, fora das áreas protegidas
Cobre mantido
Trilhas e ilhas, sob o filme
Próximo passo
Remoção do dry-film interno

Remoção do dry-film internoO circuito interno fica descoberto

Etapa M6 — Remoção do dry-film interno. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

O dry-film já cumpriu sua função e agora atrapalha. Uma solução própria o dissolve e o retira, sem atacar o cobre que ele estava protegendo. O que fica é a camada interna como ela vai existir dentro da placa: trilhas e ilhas de cobre nu sobre o substrato.

Este é o último momento em que a camada interna pode ser vista e conferida. A partir da prensagem ela some para dentro do pacote, sem acesso e sem retoque, e qualquer falha que passe daqui vai junto.

Operação
Remoção química do filme
Resultado
Cobre nu nas trilhas e ilhas
Campo
Substrato exposto, sem cobre
Próximo passo
Tratamento de aderência

Tratamento de aderência das camadas internasPreparação da superfície do cobre para a prensagem

Etapa M7 — Tratamento de aderência das camadas internas. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

Antes de o pacote ser fechado, o cobre das camadas internas passa por um tratamento de superfície. Ele não mexe no desenho do circuito: age apenas na camada mais externa do cobre, mudando a textura e o aspecto, que fica fosco.

O objetivo é mecânico. A resina do prepreg precisa agarrar nesse cobre e continuar agarrada depois de anos de ciclos térmicos. Superfície lisa oferece pouca área de contato; superfície microrrugosa multiplica essa área e trava a resina.

Por que essa aderência importa tanto

Falha de aderência numa camada interna não aparece na fábrica. Aparece depois, como delaminação, quando a placa já está montada no produto do cliente e o conjunto passa por aquecimento e resfriamento repetidos.

Onde age
Superfície do cobre das camadas internas
Efeito
Superfície microrrugosa e fosca
Finalidade
Aderência da resina do prepreg
Próximo passo
Empilhamento das camadas

Empilhamento das camadasO pacote é montado em registro, pronto para a prensa

Etapa M8 — Empilhamento das camadas. Exemplo de placa de quatro camadas. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

O núcleo tratado é montado entre folhas de prepreg e folhas de cobre. O prepreg é o mesmo tecido de fibra de vidro do laminado, mas com a resina ainda parcialmente curada, no estado B: sólido ao toque, e capaz de amolecer, escorrer e curar de vez sob calor e pressão. É ele que vai colar tudo e ao mesmo tempo isolar uma camada da outra.

A ilustração mostra uma placa de quatro camadas: as duas faces do núcleo são as camadas internas, e as duas folhas de cobre externas virão a ser as faces da placa. Mais camadas significam mais núcleos e mais prepregs na mesma lógica de alternância.

O registro é o que está em jogo aqui

As camadas são alinhadas por pinos, e o alinhamento precisa valer para o pacote inteiro, porque a furação que vem depois vai atravessar todas de uma vez. Um desvio no empilhamento não aparece agora: aparece no furo que passa raspando uma ilha interna, quando a placa já está fechada.

Exemplo ilustrado
Quatro camadas, com um núcleo
Prepreg
Fibra de vidro com resina em estado B
Faces externas
Folhas de cobre, ainda sem circuito
Próximo passo
Prensagem e resfriamento

Prensagem e resfriamentoCalor e pressão transformam a pilha num pacote único

Etapa M9 — Prensagem e resfriamento. Exemplo de placa de quatro camadas. Espessuras exageradas para leitura. Clique para ampliar.

O pacote entra na prensa e recebe calor e pressão controlados. A resina do prepreg amolece, escorre, preenche os vãos entre as trilhas das camadas internas e depois cura de vez. O que era uma pilha de folhas soltas vira uma peça só.

O resfriamento é parte do ciclo, não o fim dele. Feito de forma controlada, evita tensões internas e empenamento, e é o que garante a estabilidade dimensional que a furação vai exigir logo em seguida.

O que sai da prensa

Um painel rígido, com as camadas internas seladas e encapsuladas na resina, e com cobre contínuo nas duas faces externas. É exatamente o estado do laminado da etapa 1, com circuito escondido dentro. Por isso o ramo multilayer termina aqui e o painel segue para a furação, na etapa 2 do fluxo comum.

Operação
Prensagem a quente sob pressão
Temperatura
Controlada, conforme o material
Pressão
Controlada e uniforme em toda a área
Próximo passo
Furação — etapa 2 do fluxo comum
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