¿Cómo se fabrican los PCB? Es una de las preguntas interesantes que hacen los aficionados a los PCB. El proceso de fabricación de placas PCB es largo y complicado. Su proceso de fabricación implica múltiples pasos. La placa de circuito puede provocar problemas de rendimiento si no seguimos el método correcto.
El desarrollo de PCB requiere experiencia de principio a fin. Depende principalmente de métodos de producción innovadores y de conocimientos en sistemas electrónicos.
Como uno de los principales fabricantes de PCB, llevamos varios años operando en el mercado. El proceso de producción y ejecución de los pedidos de nuestros clientes siguen estándares internacionales. Con nosotros podrás implementar tu propio diseño de PCB.
Hay tres tipos principales de PCB
- Placas de circuito impreso de una cara
- Placas de circuito impreso de doble cara.
- Placas de circuito impreso multicapa
Existen distinciones funcionales y estructurales entre las placas de circuito impreso mencionadas anteriormente. Como resultado, sus técnicas de fabricación de PCB también pueden tener ligeras diferencias. haga clic aquí para ver más apilamientos de PCB estándar.
Una guía completa para el proceso de diseño y fabricación de PCB. Se cubre cada paso desde el diseño hasta el producto terminado, como el grabado químico, la laminación, la perforación y el control de calidad.
Recuerda que cuanto mayor sea el número de caras que tenga una PCB, más complejo será su método de producción. Por lo tanto, para comprender correctamente cómo crear PCB, elegir el tipo de PCB que desea es fundamental.
¿Cuáles son las partes de una PCB?
Una PCB tiene cuatro componentes principales:
El sustrato
El material del sustrato normalmente consiste en fibra de vidrio. La primera parte es crucial. La fibra de vidrio proporciona resistencia al núcleo de la PCB y le ayuda a resistir roturas.
Capa de cobre
Esta capa incluye una lámina de cobre. Depende del tipo de placa PCB. El propósito del cobre sigue siendo el mismo, independientemente del método utilizado. Se utiliza para transportar mensajes eléctricos hacia y desde la PCB.
Máscara para soldar
La máscara de soldadura es el tercer componente de la PCB. Es una capa de polímero que protege el cobre del entorno que lo rodea. La máscara de soldadura actúa como la "piel" de la PCB.
Serigrafía
La serigrafía es la parte final de la placa PCB. La serigrafía muestra números de piezas, logotipos y configuraciones de interruptores.
¿Cuál es el proceso de fabricación de PCB?
El método de fabricación de PCB requiere un enfoque innovador. El objetivo es crear una placa PCB totalmente operativa. Después de la producción de la capa inicial de la placa PCB, los procesos de fabricación cambian.
Debido a modificaciones de diseño, ciertos PCB pueden requerir más de quince pasos de producción. A medida que el proceso de fabricación de placas PCB requiere más pasos, las placas de circuito impreso se vuelven más complejas. Conozca el proceso de fabricación de PCB con más detalle.
Omitir pasos o simplificar el método puede perjudicar el rendimiento de la placa PCB. Sin embargo, los PCB deberían funcionar sin problemas después de la producción final.
Pasos involucrados en el proceso de fabricación de PCB
El proceso de diseño y fabricación de PCB incluye los siguientes pasos.
Paso 1: diseño de PCB y DFM
Paso 2: Sustrato base elegido
Paso 3: corte del sustrato
Paso 4: Impresión del patrón de capa interior
Paso 5: exposición a la luz ultravioleta
Paso 6: Eliminación del cobre
Paso 7: Inspección AOI de la capa interior
Paso 8: Laminación y Prensado
Paso 9: Perforación y revestimiento
Paso 10: Imágenes de la capa exterior
Paso 11: enchapado y grabado
Paso 12: Aplicación de máscara de soldadura
Paso 13: Serigrafía, acabado superficial y pruebas
Diseño de PCB y DFM
finalDefinir la funcionalidad de una PCB antes de comenzar con la fabricación de la placa PCB. El diseño de una PCB se selecciona de acuerdo con sus funciones. Los diseñadores de PCB crean un plan de diseño utilizando muchos programas de software. Los pasos aún deben completarse. El diseñador examina si hay algún defecto.
Después del examen, el equipo de producción recibe el diseño de PCB del departamento de diseño. Se utiliza para fabricar PCB. El equipo de fabricación de PCB también realiza Pruebas DFM En este punto.
Sustrato base elegido
La siguiente etapa comienza después de que los ingenieros revisan minuciosamente el diseño de la PCB para garantizar que no haya errores ni falten piezas.
El sustrato juega un papel crucial en la retención de varios componentes de los PCB. En consecuencia, la fibra de vidrio y la resina epoxi, ambos aislantes, son los sustratos preferidos. El material principal de la PCB es cobre en ambos lados.
El tipo más común es el epoxi reforzado con vidrio, comúnmente conocido como FR-4. Además, se utilizan materiales con núcleos de metal, poliimida y cerámica.
Corte de sustrato
Después de seleccionar el material base, es hora de comenzar a fabricar la placa PCB. Los materiales base suelen venir en láminas de gran tamaño para reducir los costos de producción y transporte. Permite a los fabricantes de PCB producir PCB de cualquier tamaño.
Sin embargo, es difícil fabricar una hoja de gran tamaño de 41 por 47 pulgadas. Por lo tanto, debemos cortar estas hojas grandes en partes de 18 por 24 pulgadas o menos. Sin embargo, dependiendo de las dimensiones de las placas de circuito impreso, podemos cortarlas en varias proporciones.
Impresión de patrón de capa interior
Debes comprender algunos términos antes de comenzar esta fase. El panel laminado sirve como base principal de la estructura. Resist es una película fotosensible. Los productos químicos que reaccionan a la luz ultravioleta para formar una capa endurecida se denominan materiales fotorreactivos.
En esta etapa, el laminado se imprime con el diseño de PCB. Con la ayuda de los agujeros de registro, todo vuelve a estar alineado cuando finaliza la impresión.
Implica el uso de una impresora especializada para imprimir el diseño de PCB. Este método proporciona a los fabricantes de PCB una película que muestra cada componente de la PCB.
La película actúa como un “negativo” porque los colores utilizados para mostrar las capas difieren de los del tablero.
La tinta transparente representa áreas no conductoras, mientras que la tinta negra se utiliza para líneas y circuitos de cobre en la capa interior. Los colores utilizados en la capa más exterior son los mismos pero colocados por separado. En otras palabras, las zonas no conductoras se marcan con tinta negra, mientras que las zonas conductoras se marcan con tinta transparente.
Una PCB multicapa se fabrica en películas separadas para cada capa. El siguiente paso es perforar un orificio de registro para ayudar a alinear estas capas y películas de PCB.
Exposición a la luz ultravioleta
Luego, los fabricantes de PCB utilizan luz ultravioleta para mostrar el laminado y resistirlo. El canal de cobre es visible en la parte endurecida de la resistencia. La impresión requiere el uso de tinta negra.
Un lavado alcalino puede ayudar a eliminar el fotoprotector de estas áreas. Un técnico revisa la placa PCB en busca de defectos una vez que se ha secado.
Eliminación del exceso de cobre
Para que la placa funcione correctamente, es necesario eliminar el exceso de cobre. Debe recubrirse antes de que comience el proceso para proteger el cobre del químico que elimina el exceso de cobre. También nos referimos a esto como el proceso de "grabado". El material y el tamaño de los PCB definen cuánto dura esta fase.
Inspección AOI de la capa interna
Después de las capas de PCB, los expertos en PCB verifican la placa en busca de fallas utilizando dispositivos AOI. Tenga cuidado de que una placa PCB dañada pueda provocar cortocircuitos eléctricos o dejar de funcionar. Este paso es crucial en la serie “Cómo se fabrica una PCB: Guía paso a paso”. Pasaremos al siguiente paso si pasa el examen y no tiene defectos.
Laminación y prensado
Se necesita una mesa de prensa única para este tipo de proceso. Primero, se aplica una capa de epoxi en la base del lavabo. Luego, hay una capa de lámina de cobre y sustrato. Antes de colocar una placa de prensa, se colocan más capas de preimpregnado.
La operación de prensado también se realiza con el apoyo de otra máquina. Los alfileres los atravesaron para asegurar las capas en su lugar. La presión aplicada por la máquina y el proceso de fusión del epoxi ayudan en la fusión de las capas.
Perforación y revestimiento
Es necesaria una perforación guiada por computadora para acceder a las capas internas de PCB después de la laminación. Una máquina de rayos X rastrea las ubicaciones de las perforaciones para evitar fallas. El siguiente paso es realizar un proceso adicional de eliminación de cobre. Una PCB recibe varios lavados químicos después de perforarla, fusionarla y pulirla.
Imágenes de la capa exterior
La técnica requiere aplicar fotorresistente de un modo similar al mencionado anteriormente. La exposición a la luz ultravioleta del fotorresistente comienza después de aplicar el fotorresistente a la capa exterior.
Primero retiramos el fotorresistente sobrante.
Enchapado y grabado
Se aplica otra fina capa de cobre al panel, similar a la técnica de revestimiento del paso 9. Se aplica una pequeña protección de estaño al panel para evitar que se limpie esta capa de cobre.
El grabado sigue. ¡Tu suposición fue correcta! El cobre no deseado se elimina nuevamente mediante soluciones químicas. Debajo de la protección de estaño, el cobre permanece seguro. Este paso ha completado todas las conexiones de PCB.
Perforaciones – Circuitos PCB
Realizamos agujeros de base a partir de las limas preparadas para perforar los encofrados.
Las piezas se ensamblan en paquetes (2-6 piezas) dependiendo del espesor del laminado utilizado en la producción.
Nuestro perfil de negocio también incluye producción basada en materiales FR4, CEM1 y FR2:
- Separadores aislantes
- placas de montaje,
- Paneles portantes con un espesor de 0,2 a 5 mm
Limpieza de la superficie antes de aplicar capas de PCB
Antes de aplicar el mosaico impreso, limpie la superficie de cobre. Al proceso de limpieza le sigue el aclarado y secado con aire caliente. El tipo y dureza de los cepillos utilizados son fundamentales.
Aplicar una capa protectora contra el grabado.
Aplicamos un mosaico de serigrafía sobre la superficie laminada limpia.
Estos métodos difieren en el consumo de tiempo y la precisión de las medidas de seguridad realizadas.
Grabado en cobre
Una capa protectora adecuadamente endurecida le permite proceder al siguiente proceso, es decir, grabado.
Aplicamos el agente de grabado. Elimina la superficie de cobre desprotegida. Las placas PCB se mueven sobre un transportador de rodillos con velocidad ajustable.
Después del grabado, los circuitos impresos reciben una capa protectora. Del mismo modo, los limpiamos antes de aplicar una capa de máscara de soldadura.
Aplicar una capa de máscara de soldadura
Mediante serigrafía, aplicamos una capa de máscara de soldadura a la superficie laminada cepillada. La serigrafía es un proceso que utiliza diferentes mallas. El objetivo es conseguir la resolución y el espesor de pintura deseados. Utilizamos endurecidos UV e IR en los siguientes colores:
- Verde mate y brillante
- Azul
- Rojo
- Negro
- Blanco
- Blanco, que no amarillea (utilizado en paneles LED)
- Amarillo
Aplicación de máscara de soldadura
¿Pueden los PCB funcionar correctamente sin usar una máscara de soldadura? Por ello, los profesionales pasan al siguiente paso después de lavar a fondo cada panel.
Aquí, usan la película de máscara de soldadura para fijar el epoxi. El recubrimiento de máscara de soldadura proporciona a la PCB su color verde único. Nuevamente, se usa luz ultravioleta para eliminar máscaras de soldadura innecesarias.
PCB con acabado superficial ENIG
Este último paso determina efectivamente la fabricación y el funcionamiento de los PCB. La serigrafía agrega detalles esenciales a una PCB, como las marcas del fabricante y los números de identificación comercial. Por lo tanto, los PCB reciben el proceso de serigrafía después de la aplicación de la máscara de soldadura. Este enfoque suele utilizar una impresora de inyección de tinta. Además, hay otra sesión dedicada al recubrimiento y secado.
La soldadura obtiene un pulido superficial para mejorar su calidad y unión. Los acabados superficiales más comunes son:
Finalmente, un técnico prueba la PCB para garantizar que cumpla con los requisitos y el diseño. Los técnicos preparan las PCB para su instalación después de completar los procesos de mecanizado e inspección.
Documentación necesaria para la producción de placas de circuito impreso
Documentación necesaria para la producción de PCB:
Todas las capas de PCB utilizadas deben generarse a partir del proyecto en. gbr. formato de cámara.
Archivos fuente de programas de diseño de PCB (óptimo para el cliente):
- protel
- Águila
- KiCad
- rimu
- PCB exprés
Enviamos el diseño de PCB para su aprobación después de realizar el mosaico en el programa de PCB.
Películas de PCB poseídas
Consiste en:
- Películas positivas y negativas de 1200 ppp.
- Archivo de texto de taladrado y fresado
- Pantallas para la capa de impresión - malla 120
- Tamices para la capa de descripción tecnológica – malla 120
Conclusión
Transformar un diseño de PCB en una placa funcional es complejo. Pasa por varios pasos complicados. Pero cada paso, por pequeño que sea, es esencial para construir una PCB confiable y funcional. Para ello, es fundamental contratar un fabricante de PCB profesional.
La producción de PCB va precedida de una verificación adecuada de la documentación técnica. Kingsun PCB sigue con precisión todos los pasos esenciales en la fabricación de PCB. Utilizamos software moderno para preparar archivos de producción y placas de prueba. Gracias a esto todos nuestros productos cumplen con los requisitos de calidad. Posteriormente, nuestros PCB están libres de defectos. Para obtener una cotización gratuita de placas PCB y servicios de PCA, comuníquese con el Equipo de PCB KingSun.