Proceso de fabricación de PCB

- Jul 17, 2019-

Si tuviera que desarmar varios dispositivos electrónicos, encontraría una placa de circuito impreso (PCB), una pequeña tabla verde que tiene marcas que se parecen a un laberinto.

¿Qué es el PCB? Esos pequeños tableros verdes son lo que ayuda a que el dispositivo electrónico funcione. Sin ellos, el dispositivo no funcionaría. La PCB conecta todos los demás componentes internos, de modo que puede usar su dispositivo electrónico para lo que está destinado a hacer.

Aunque son pequeños, el proceso de fabricación de un PCB es bastante extenso. Ya sea que esté haciendo uno o pasando por un fabricante de PCB, los pasos múltiples son cruciales para el desarrollo del tablero. Debido a que cada paso es tan crítico para el proceso, echemos un vistazo de cerca al proceso de fabricación de una PCB.

Proceso de fabricación de PCB

Las placas de circuito impreso se hacen típicamente con cobre. Dependiendo de los requisitos, el cobre se platea a un sustrato y se corta para exponer el diseño del tablero. Dado que hay varias capas, deben alinearse y unirse para un ajuste seguro.

Paso 1 - El Diseño

Antes de comenzar a fabricar el PCB, debe tener un diseño del tablero. Estos planos serán en lo que basarás el proceso. El proceso de diseño generalmente se completa a través de un software de computadora. Usar una calculadora de ancho de trazo ayudará con la mayoría de los detalles necesarios para las capas internas y externas.

Paso 2 - Imprimiendo el Diseño

Se utiliza una impresora especial llamada impresora de plóter para imprimir el diseño de la PCB. Produce una película que muestra los detalles y capas del tablero. Cuando se imprima, se utilizarán dos colores de tinta en la capa interior del tablero:

Tinta transparente para mostrar las áreas no conductoras; y

Tinta negra para mostrar las trazas y circuitos de cobre conductor.

Los mismos colores se utilizan para las capas externas, pero su significado se invierte.

Paso 3 - Creando el Sustrato

Ahora es cuando la PCB comenzará a formarse. El sustrato, que es el material aislante (resina epoxi y fibra de vidrio) que mantiene los componentes en la estructura, comienza a formarse pasando los materiales a través de un horno para asegurarlos. El cobre se adhiere previamente a ambos lados de la capa y luego se graba para mostrar el diseño de las películas impresas.

Paso 4 - Imprimiendo las capas internas

El diseño se imprime en un laminado, el cuerpo de la estructura. Una película fotosensible hecha de químicos foto-reactivos que se endurecerán cuando se exponga a la luz ultravioleta (la resistencia) cubre la estructura. Esto ayudará a alinear los planos y la impresión real del tablero. Se perforan agujeros en la PCB para ayudar con el proceso de alineación.

Paso 5 - Luz ultravioleta

Una vez alineados, la resistencia y el laminado pasan bajo luces ultravioletas para endurecer la fotoprotección. La luz revela los caminos del cobre. La tinta negra de antes evita el endurecimiento en áreas que se eliminarán más adelante. La placa se lava luego en una solución alcalina para eliminar el exceso de fotoprotección.

Paso 6 - Eliminar el cobre no deseado

Ahora es el momento de eliminar el cobre no deseado que quedó en el tablero. Una solución química, similar a la solución alcalina, elimina el cobre no deseado. La fotoprotección endurecida permanece intacta.

Paso 7 - Inspección

Las capas recién limpiadas deberán inspeccionarse para verificar su alineación. Los orificios perforados anteriormente ayudan a alinear las capas interna y externa. Una máquina perforadora óptica perfora un pasador a través de los orificios para mantener las capas alineadas. Después del punzón óptico, otra máquina inspeccionará la placa para asegurarse de que no haya defectos. De aquí en adelante, no podrá corregir ningún error perdido.

Paso 8 - Laminando las capas

Ahora, verás cómo el tablero toma forma a medida que las capas se fusionan. Las abrazaderas metálicas mantienen unidas las capas cuando comienza el proceso de laminación. Una capa preimpregnada (resina epoxi) se coloca en el depósito de alineación. Luego, una capa de sustrato recorre el prepreg seguido de una capa de lámina de cobre y más resina prepreg. Por último, hay más capa de cobre aplicada, que es la placa de prensa.

Paso 9 - Presionando las capas

Luego se usa una prensa mecánica para juntar las capas. Los pines se perforan a través de las capas para mantenerlos correctamente alineados y asegurados, estos pines se pueden quitar según la tecnología. Si es correcto, el PCB irá a la prensa de laminación, que aplica calor y presión a las capas. El epoxi se funde dentro del prepreg que, junto con la presión, fusiona las capas.

Paso 10 - Perforación

Los orificios se perforan en las capas mediante un taladro guiado por computadora para exponer el sustrato y los paneles internos. Cualquier cobre restante después de este paso se elimina.

Paso 11 - Enchapado

El tablero ya está listo para ser plateado. Una solución química fusiona todas las capas juntas. La placa se limpia a fondo con otra serie de productos químicos. Estos productos químicos también cubren el panel con una capa delgada de cobre, que se filtrará en los orificios perforados.

Paso 12 - Capa externa de imágenes

A continuación, se aplica una capa de fotoprotección, similar al Paso 3, a la capa exterior antes de enviarla para obtener imágenes. La luz ultravioleta endurece la fotoprotección. Cualquier fotoprotector no deseado se elimina.

Paso 13 - Enchapado

Al igual que en el Paso 11, el panel está revestido con una fina capa de cobre. Después de esto, se coloca una delgada protección de lata en el tablero. La lata está allí para proteger el cobre de la capa exterior de ser grabado.

Paso 14 - Grabado

La misma solución química de antes elimina cualquier cobre no deseado debajo de la capa resistente. La capa protectora de estaño protege el cobre necesario. Este paso estableció las conexiones de la PCB.

Paso 15 - Aplicación de la máscara de soldadura

Todos los paneles deben limpiarse antes de aplicar la máscara de soldadura. Se aplica un epoxi con la película de máscara de soldadura. La máscara de soldadura aplica el color verde que normalmente se ve en una PCB. Cualquier máscara de soldadura no deseada se elimina con luz ultravioleta, mientras que la máscara de soldadura deseada se hornea en la placa.

Paso 16 - Serigrafía

La serigrafía es un paso vital ya que este proceso es lo que imprime información crítica en el tablero. Una vez aplicado, el PCB pasa a través de un último proceso de recubrimiento y curado.

Paso 17 - Acabado de la superficie

El PCB está revestido con un acabado soldable, según los requisitos, lo que aumentará la calidad / unión de la soldadura.

Paso 18 - Pruebas

Antes de que la PCB se considere completa, un técnico realizará una prueba eléctrica en la placa. Esto confirmará las funciones de PCB y seguirá los diseños originales.