Proceso detallado de fabricación de PCB

Las personas en la industria electrónica que participan en el proceso de fabricación de PCB son importantes. Los tableros de circuitos impresos, tableros de circuitos impresos, son ampliamente utilizados como la base para circuitos electrónicos. Las placas de circuito impreso se utilizan para proporcionar una base mecánica sobre la cual se pueden construir los circuitos. Así que casi todos los circuitos utilizados en las placas de circuitos impresos y sus diseños se utilizan en millones de cantidades.

Aunque los PCB se forman hoy en día sobre la base de casi todos los circuitos electrónicos, a menudo se dan por sentado. Sin embargo, la tecnología está avanzando en esta área. El tamaño de la pista se reduce, el número de losas aumenta para adaptarse a la mayor conectividad requerida, y se están mejorando las reglas de diseño para garantizar que el proceso de soldadura que pueden manejar los dispositivos SMT más pequeños y el uso en la producción puedan adaptarse.

El proceso de fabricación de PCB puede implementarse de varias maneras y con muchas variaciones. Aunque hay muchos cambios pequeños, las etapas principales en el proceso de fabricación de PCB son las mismas.

Composición de PCB

Los tableros de circuitos impresos, tableros de circuitos impresos, se pueden hacer de una variedad de diferentes materiales. La forma más utilizada de sustrato de fibra de vidrio llamada FR4. Esto proporciona un grado razonable de estabilidad ante cambios de temperatura constantes que no se rompen gravemente, aunque no son excesivamente caros. Otros materiales menos costosos se pueden usar en placas de circuito impreso para productos comerciales de bajo costo. La constante dieléctrica de los sustratos en los diseños de RF de alto rendimiento es importante y requiere bajos niveles de pérdida, y luego se pueden usar tableros de circuitos impresos basados en teflón, aunque son más difíciles de manejar.

Para hacer la pista con el componente en el PCB, primero se obtiene la placa de revestimiento de cobre. Esto se incluye en el material del sustrato, generalmente FR4, en ambos lados del revestimiento de cobre habitual. El revestimiento de cobre está unido a una capa delgada de cobre en el tablero principal. Esta combinación suele ser muy buena para FR4, pero la naturaleza del PTFE hace que esto sea más difícil, lo que aumenta la dificultad de procesamiento de PCB de PTFE.

Proceso básico de fabricación de PCB

Elegir y proporcionar el siguiente paso con las placas PCB descubiertas es crear las trazas necesarias en la tarjeta y eliminar el cobre no deseado. El uso de un proceso de grabado químico en la fabricación de la PCB se realiza típicamente. La forma más común de grabado con PCB es el cloruro férrico.

Para obtener el modo correcto de la pista, utilice el proceso de fotografía. El cobre generalmente se cubre en la placa de circuito impreso pelado con una capa delgada de fotoprotector. Luego detalla la exposición de la pista deseada a través de una película fotográfica o fotomáscara. Una imagen de la pista de esta manera se entrega a la fotoprotección. Cuando se hace esto, la fotoprotección se coloca en el revelador de modo que solo las áreas de la placa de la pista que son necesarias estén cubiertas por la resistencia.

La siguiente etapa en este proceso es colocar la placa de circuito impreso en una región donde el cloruro férrico se grabe sin riel ni cobre. Conociendo la concentración de cloruro férrico y el espesor del cobre en el tablero, se coloca en la cantidad requerida de tiempo de comercio electrónico grabado. Si la placa de circuito impreso se coloca durante un tiempo de grabado demasiado largo, entonces se pierden algunas definiciones como una fotoprotección de que el cloruro de hierro tenderá a debilitarse.

Si bien la mayoría de las placas PCB utilizan un proceso de fabricación para el procesamiento fotográfico, hay otros métodos disponibles. Una es usar una fresadora especializada de alta precisión. Luego se controla la máquina para afilar el cobre en estas áreas donde no se necesita cobre. El control es obviamente automático y se maneja desde archivos generados por el software de diseño de PCB. Esta forma de fabricación de PCB no es adecuada para grandes cantidades, pero es ideal para muchas situaciones donde el número de prototipos de PCB es muy pequeño.

Otro método que se utiliza a veces en la creación de prototipos de PCB es imprimir una tinta anti-grabado en una placa de circuito impreso mediante un proceso de impresión de pantalla.

Placa de circuito impreso multicapa

A medida que aumenta la complejidad de los circuitos electrónicos, no siempre es capaz de proporcionar todas las conexiones que se necesitan en ambos lados de la PCB. Se están diseñando microprocesadores densos y otras placas similares cuando esto es bastante común. Cuando este es el caso, se requiere un tablero de múltiples capas.

En la fabricación de placas de circuitos impresos multicapa, aunque se usa el mismo proceso, como una placa de una sola capa, se requiere un grado considerable de precisión y control del proceso de fabricación.

Las placas se fabrican utilizando una placa individual mucho más delgada, una para cada capa, y luego se unen para crear una placa de circuito integral. A medida que aumenta el número de capas, cada panel debe hacerse más delgado para evitar que el panel acabado se vuelva demasiado grueso. Además, el registro entre las capas debe ser muy preciso para garantizar que los orificios estén alineados.

Las placas se calientan juntas para unir las diferentes capas para curar el material de unión. Esto puede causar algunos problemas con la deformación. Los tableros multicapa grandes pueden tener una curva única para ellos si no están diseñados correctamente. Esto puede ser especialmente cierto si ocurre uno, por ejemplo, una de las capas internas es el plano de potencia o el plano de tierra. Aunque esto es bueno en sí mismo, si algunas áreas razonablemente significativas se han dejado sin restricciones. Esto se puede hacer en la PCB, lo que puede llevar al establecimiento de cepas dentro de la deformación.

Agujeros de PCB y agujeros pasantes

Los orificios, generalmente a través de orificios o pasajes, se conocen como capas diferentes que deben unirse en diferentes puntos dentro de la PCB. También se pueden requerir agujeros para montar los componentes del cable que están montados en la PCB. Además, pueden requerirse algunos orificios de fijación.

Normalmente, las superficies internas de los orificios tienen una capa de cobre de modo que conectan eléctricamente las capas de la placa. Estos "orificios pasantes chapados" se producen mediante un proceso de galvanoplastia. De esta manera, las capas se pueden conectar.

Luego, la perforación se realiza con un taladro CNC, que proporciona datos del software de diseño CAD de la PCB. Vale la pena señalar que reducir la cantidad de agujeros de diferentes tamaños puede ayudar a reducir los costos de fabricación de PCB.

Esto puede ser necesario para algunos orificios solo en el centro de la placa, por ejemplo, cuando se requiere que la capa interna de la placa haga las conexiones. Estos "agujeros ciegos" están unidos entre sí por la capa de PCB anterior a las capas correspondientes en el taladro.

Placas de soldadura y soldaduras resistentes a la soldadura de placas de circuito impreso

Cuando se suelda en una PCB, es necesario mantenerlo donde no se debe soldar con lo que se llama una máscara de soldadura. Agregar esta capa ayuda a evitar cortocircuitos no deseados en el PCB resultante de la soldadura. La soldadura resiste la protección del tablero por la capa de polímero y la soldadura y otros contaminantes. El color de la máscara de soldadura suele ser verde oscuro o rojo.

Para agregar componentes a la placa, es fácil soldar el cable o SMT a la placa, que generalmente está "enlatada" o soldada. Ocasionalmente, la losa o el campo pueden estar chapados en oro. Esto puede ser útil si se usan algunos dedos de cobre para las conexiones de los bordes. Dado que el oro perderá su brillo, proporciona una buena conductividad eléctrica y una buena conexión a bajo costo.

Pantalla de seda PCB

A menudo, es necesario imprimir el texto y colocar otros identificadores pequeños impresos en la PCB. Esto se puede hacer con la ayuda de la placa de identificación, que también marca la falla de la posición del componente en el medio para ayudar a encontrar la marca indicada en la pantalla generada por el software de diseño de PCB y agregarla a la placa. Otros procesos de fabricación se han completado después de la Junta desnuda.

Prototipo de PCB

Como parte de cualquier proceso de desarrollo, generalmente se recomienda enviar prototipos que se realicen antes de la producción completa. Lo mismo ocurre con las placas de circuito impreso en las que el prototipo de PCB generalmente se fabrica y se prueba antes de la producción completa. A menudo, el prototipo de PCB deberá fabricarse rápidamente en una fase de diseño de hardware que siempre esté bajo presión para completar el desarrollo del producto. Debido a que el propósito principal del prototipo de PCB es probar el diseño real, a menudo es aceptable utilizar un proceso de fabricación de PCB ligeramente diferente, ya que solo se requerirá una pequeña cantidad de placa prototipo de PCB. Sin embargo, siempre es aconsejable mantenerlo lo más cerca posible del proceso final de fabricación de PCB para garantizar que algunos cambios nuevos se introduzcan en la placa de circuito impreso final.

Resumen

El proceso de fabricación de PCB es una parte importante del ciclo de producción electrónica. La fabricación de PCB emplea muchas áreas nuevas de tecnología, lo que resulta en una reducción en el tamaño de los componentes y rieles utilizados para realizar dos mejoras significativas, y confiabilidad en el tablero.