Introducción
PCB (placas de circuito impreso) forman la base de los dispositivos electrónicos contemporáneos, desde dispositivos portátiles como teléfonos móviles hasta tecnologías avanzadas de naves espaciales. Son esenciales para conectar componentes electrónicos y proporcionar una plataforma estable para que funcionen.. La fabricación de PCB es un proceso complejo con varios pasos intrincados, y cada paso es crucial y requiere una atención meticulosa a los detalles para garantizar placas de circuito impreso sin defectos. El proceso comienza pasando por las fases de diseño y revisión., usando diseño asistido por ordenador (CANALLA) herramientas para Diseño de placa de circuito impreso, y continúa hasta que se fabrica el tablero. Para mejorar la eficiencia y reducir el riesgo de error humano, Se implementan técnicas guiadas por computadora e impulsadas por máquinas para evitar circuitos incompletos o cortocircuitos.. Para garantizar una alta calidad, los tableros se someten a pruebas estrictas en varias etapas de fabricación, incluyendo pruebas finales como tableros completos, antes de ser empaquetado y enviado para su entrega.
Proceso de fabricación de PCB: paso a paso
Paso 1: Diseño de PCB
El primer paso para cualquier fabricación de PCB es realizar el diseño. La fabricación y el diseño de PCB siempre comienzan con algún tipo de plan. El diseñador presenta un plano para la PCB que cumple con todos los requisitos según sea necesario. Una vez que el software codifica un plano de diseño para la PCB, Todos los diferentes aspectos y partes del diseño se revisan nuevamente para asegurarse de que no haya errores..
Una vez que se completa la inspección por parte del diseñador, el diseño de PCB terminado se envía a una casa de fabricación de PCB para que se pueda construir el PCB. A la llegada, el plan de diseño de PCB se lleva a cabo con una segunda verificación por parte del fabricante, conocido como el Diseño para Fabricación (DFM) cheque. Una verificación DFM adecuada confirma que el diseño de la PCB cumple, por lo menos, las tolerancias requeridas para la fabricación.
Paso 2: Diseño de PCB de impresión
Después de que todas las comprobaciones se hayan completado con éxito, ladiseño de placa de circuito impreso se puede imprimir. A diferencia de otros planes, como dibujos arquitectónicos, Los planes de PCB no se imprimen de forma regular 8.5 X 11 hoja de papel. En lugar, una impresora especial, conocida como impresora plotter, se usa. Una impresora plotter desarrolla una "película" de la PCB. Es esencialmente un negativo fotográfico de la propia placa..
Las capas internas de la PCB se caracterizan por dos colores de tinta:
Tinta clara: Denota las áreas no conductoras de la PCB, como la base de fibra de vidrio.
De tinta negro: Utilizado para los circuitos y trazas de cobre de la PCB.
En las capas exteriores del diseño de PCB, esta tendencia se invierte, La tinta negra también se refiere a las áreas donde se eliminará el cobre y la tinta transparente se refiere a la línea de vías de cobre..
Cada capa de PCB y la máscara de soldadura que la acompaña recibe su propia película, tan simple PCB de dos capas necesita cuatro hojas; uno para cada capa y uno para la máscara de soldadura que lo acompaña. Después de que se imprime la película, están alineados y un agujero, conocido como agujero de registro, es perforado a través de ellos. El orificio de registro se utiliza como guía para alinear las películas más adelante en el proceso..
Paso 3: Imprima el cobre para las capas interiores
Este paso es el primero en el proceso donde el Fabricante de PCB comienza a desarrollar el PCB. Después de que el diseño de PCB se imprima en una pieza de laminado, Luego, el cobre se une previamente a esa misma pieza de laminado., que asiste en la estructura del PCB. Luego, el cobre se imprime para revelar el plano de antes..
próximo, el panel laminado está cubierto por un tipo de película fotosensible llamada resistencia. La capa protectora está hecha de una capa de sustancias químicas fotorreactivas que se endurecen después de que se exponen a la luz ultravioleta.. El protector permite a los técnicos obtener una coincidencia perfecta entre las fotos del plano y lo que está impreso en el fotorresistente..
Cuando la capa protectora y el laminado se alinean usando los agujeros de antes, reciben una ráfaga de luz ultravioleta. La luz ultravioleta atraviesa las partes translúcidas de la película., endureciendo la foto resist. Esto indica áreas de cobre que deben mantenerse como vías.. A diferencia de, la tinta negra evita que la luz llegue a las áreas que no deben endurecerse para que luego puedan eliminarse.
Una vez que se ha preparado el tablero, se lava con una solución alcalina para eliminar los restos de fotorresistencia. Luego, el tablero se lava a presión para eliminar cualquier resto de la superficie y se deja secar. Después del proceso de secado., la única resistencia que debe quedar en la PCB es la parte superior del cobre que permanece como parte de la PCB cuando finalmente se libera. Un técnico revisa las placas de circuito impreso para asegurarse de que no haya errores.. Si no hay errores presentes, luego pasa al siguiente paso
Paso 4: Evite el cobre innecesario
La siguiente etapa en el proceso de fabricación de PCB es eliminar el cobre no deseado.. Al igual que la solución alcalina de antes, Otro químico poderoso se usa para corroer el cobre que no está cubierto por fotorresistencia.. Una vez que se retira el cobre desprotegido, la foto resistente endurecida de antes necesita ser removida, también.
Nota: Cuando se trata de eliminar el cobre no deseado de su PCB, Los tableros más pesados pueden requerir más exposición al solvente o más solvente de cobre..
Paso 5: Inspección y alineación de capas
Después de que las capas de PCB se hayan limpiado individualmente, están listos para una inspección óptica y alineación de capas. Los agujeros de antes se utilizan para alinear las capas exterior e interior.. Un técnico coloca capas en un tipo de punzonadora conocida como punzón óptico para alinear las capas.. Luego, el punzón óptico clava un alfiler a través de los orificios para colocar las capas de la PCB.
Después del punzón óptico, otra máquina realiza una inspección óptica para asegurarse de que no haya fallas. Esta inspección óptica es increíblemente importante porque una vez que las capas se colocan juntas, los errores que existen no se pueden corregir. Para confirmar que no hay fallas, la máquina AOI compara la PCB a inspeccionar con el diseño Extended Gerber, que sirve como modelo del fabricante.
Una vez que la PCB ha pasado la inspección, es decir, ni el técnico ni la máquina AOI encontraron ningún defecto: avanza a los últimos dos pasos de la fabricación de PCB.
Paso 6: Laminar las capas de PCB
En esto en el proceso de fabricación de PCB, las capas de PCB están todas juntas, esperando ser laminado. Una vez que se haya confirmado que las capas están libres de defectos, están listos para fusionarse. El proceso de laminado de PCB se realiza en dos pasos: el escalón de laminado y el escalón de laminado.
Fuera de la placa de circuito impreso hay piezas terminadas de fibra de vidrio que han sido recubiertas/empapadas previamente con una resina epoxi. La pieza original del sustrato también está cubierta con una capa de lámina de cobre delgada que ahora contiene los grabados para las trazas de cobre.. Una vez que las capas externa e interna estén listas, es hora de juntarlos.
La inserción de estas capas se realiza mediante abrazaderas metálicas sobre una mesa de prensado especial.. Cada capa encaja en la mesa con un alfiler especializado.. El técnico que realiza el proceso de laminación comienza colocando una capa de resina epoxi prerrevestida que se conoce como preimpregnada o preimpregnada.. En la cuenca de alineación de la mesa. Se coloca una capa individual del sustrato sobre la resina preimpregnada., seguido de una capa de lámina de cobre. A la lámina de cobre le siguen, a su vez, más láminas de resina preimpregnada., que luego se rematan con una pieza y una última pieza de cobre conocida como placa de prensa.
Una vez que la placa de presión de cobre está en su lugar, la pila está lista para ser presionada. El técnico lo lleva a una prensa mecánica y presiona las capas juntas. Como parte de este proceso, Luego, los pasadores se perforan a través de la pila de capas para asegurarse de que se fijen correctamente.
Si las capas se fijan correctamente, la pila de PCB se lleva a la siguiente prensa, una prensa laminadora. La prensa laminadora utiliza un par de placas calentadas para aplicar presión y calor a la pila de capas.. El calor de las placas suele derretir el epoxi dentro del preimpregnado.. Esto y la presión de la prensa se combinan para fusionar la pila de capas de PCB..
Cuando las capas de PCB se presionan juntas, hay un poco de desembalaje que debe completarse. El técnico debe quitar los pasadores y la placa de prensa superior de antes., que luego les permite sacar el PCB real libre.
Paso 7: Perforación
Antes del proceso de perforación, Se utiliza una máquina de rayos X para localizar los puntos de perforación.. Luego, Los orificios de guía / registro se perforan para que la pila de PCB pueda protegerse antes de perforar los orificios más precisos.. Cuando llegue el momento de perforar estos agujeros, Se utiliza un taladro guiado por computadora para hacer los agujeros., usando el archivo del diseño como guía.
Una vez que se completa la perforación, cualquier cobre adicional que quede en los bordes se lima.
Paso 8: Revestimiento de PCB
Después de perforar el panel, está listo para ser plateado. El proceso de recubrimiento utiliza un producto químico para fusionar todas las diferentes capas de la PCB.. Después de haber sido limpiado a fondo, el PCB está bañado en una serie de productos químicos. Parte de este proceso de baño recubre el panel con una capa de cobre de un micrón de espesor., que se deposita sobre la capa superior y en los agujeros que se acaban de perforar. Antes de que los agujeros estén completamente llenos de cobre., simplemente sirven para exponer el sustrato de fibra de vidrio que forma el interior del panel. Bañar esos agujeros en cobre cubre las paredes de los agujeros previamente perforados.
Paso 9: Imágenes y placas de la capa exterior
Más temprano en el proceso (Número de paso 3), Se aplicó una fotorresistencia al panel de PCB. En esto, es hora de aplicar otra capa de fotorresistencia. sin embargo, esta vez la fotorresistencia solo se aplica a la capa exterior, ya que todavía necesita ser fotografiado. Una vez que las capas exteriores se han recubierto con fotorresistencia y se han creado imágenes, están chapados exactamente de la misma manera que se chaparon las capas interiores de la PCB en el paso anterior. sin embargo, mientras el proceso es el mismo, las capas exteriores reciben un revestimiento de estaño para ayudar a proteger el cobre de la capa exterior.
Paso 10: El último grabado
Cuando llega el momento de grabar la capa exterior por última vez, La protección de estaño se utiliza para ayudar a proteger el cobre durante el proceso de grabado.. Cualquier cobre indeseable se elimina utilizando el mismo disolvente de cobre que se mencionó anteriormente., con la lata protegiendo el preciado cobre de la zona de grabado.
Una vez que se elimina todo el cobre no deseado, Las conexiones de la PCB se han establecido correctamente y está lista para el enmascaramiento de soldadura..
Paso 11: Aplicar la máscara de soldadura
Para que los paneles estén completamente listos para la aplicación de la máscara de soldadura., se van a limpiar. Cuando se hayan limpiado los paneles de PCB, se aplica una tinta epoxi junto con una película de máscara de soldadura. Luego, las placas se chorrean con luz ultravioleta para marcar ciertas partes de la máscara de soldadura para su eliminación..
Después de que las piezas innecesarias de máscara de soldadura se hayan eliminado por completo, la PCB se coloca en un horno y se calienta para que la máscara de soldadura se cure.
Paso 12: Termine el PCB y la serigrafía
Como parte del proceso de acabado., el PCB está plateado, oro, o HASL para que los componentes puedan soldarse a las almohadillas creadas y proteger el cobre.
Después de que el PCB haya sido plateado o dorado, tan esencial, está serigrafiado. El proceso de serigrafía imprime toda la información activa en la PCB, como los números de identificación de la empresa, marcas del fabricante, y etiquetas de advertencia.
Una vez que se ha chapado la PCB & serigrafiado con la información correcta, se puede enviar a la etapa de curado final.
Paso 13: Pruebas de confiabilidad de la electricidad
Después de que la PCB se haya recubierto y curado (si necesario), un técnico realiza una batería de pruebas eléctricas en las diferentes áreas de la PCB para asegurar la funcionalidad. Las principales pruebas que se realizan son las pruebas de aislamiento y continuidad del circuito.. La prueba de continuidad del circuito verifica si hay interrupciones en la PCB, conocido como "abre". La prueba de aislamiento del circuito, por otra parte, comprueba los valores de aislamiento de las distintas partes de la PCB para comprobar si hay algún cortocircuito. Si bien las pruebas eléctricas existen principalmente para garantizar la funcionalidad, También funcionan como una prueba de qué tan bien el diseño inicial de la PCB resistió el proceso de fabricación..
Hay otras pruebas que pueden usarse para determinar si una PCB es completamente funcional. Una de las pocas pruebas principales que se utilizan para hacer esto se conoce como la prueba del "lecho de uñas".. Durante esta prueba, Numerosos accesorios de resorte están conectados a los puntos de prueba en la placa de circuito.. Los accesorios de resorte luego someten los puntos de prueba en la placa de circuito con hasta 200 gramos de presión para ver qué tan bien resiste la PCB al contacto de alta presión en sus puntos de prueba.
Si la PCB ha superado completamente su prueba de confiabilidad eléctrica y cualquier otra prueba que el fabricante decida implementar, puede pasar al siguiente paso.: corte.
Paso 14: Corte y perfilado
El paso final del proceso de fabricación de la placa de circuito impreso es el corte y la puntuación de la placa de circuito impreso.. Esto implica cortar los diferentes PCB del panel original.. Hay dos formas de cortar los PCB de sus paneles originales:
Usando una ranura en V, que corta un canal diagonal a lo largo de los lados del tablero
Usando un enrutador o una máquina CNC, que corta pequeñas pestañas alrededor de los bordes de la PCB.
De todas formas, su PCB podrá liberarse fácilmente de los paneles de construcción.
Normalmente, Los paneles de PCB tienen arreglos más grandes o tableros individuales, si es aplicable, anotados y enrutados para que puedan separarse de la placa de construcción después de que se hayan ensamblado.
Cuando las tablas se desprenden de la tabla de construcción., hay una fase de inspección final de la fabricación de PCB:
Las tablas se revisan para una limpieza general para asegurarse de que no haya bordes afilados., rebabas, u otros peligros de fabricación
Se puede dirigir una inspección visual, si es esencial, para asegurarse de que las placas cumplan con las especificaciones de la industria y coincidan con los detalles establecidos en los datos: el técnico también puede utilizar la inspección visual para verificar las dimensiones físicas y los tamaños de los orificios de la PCB si es necesario.
Ranuras, chaflanes, biseles, y avellanados se agregan durante el proceso de enrutamiento y fabricación, según sea necesario
Si es posible, cualquier cortocircuito se repara: las placas en cortocircuito se vuelven a probar utilizando las mismas pruebas de confiabilidad eléctrica anteriores.
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Como se indica arriba, hay muchos pasos involucrados en la fabricación de PCB, cada paso debe ejecutarse correctamente para garantizar la alta calidad del producto, cualquier pequeño error podría afectar el rendimiento de las placas de circuito. Por lo tanto, si no está bien versado en la fabricación de PCB, puede optar por subcontratar los servicios de fabricación de PCB a un fabricante de PCB confiable. Tecnología MOKO, con años de experiencia en la industria, se ha convertido en líder en la prestación de servicios de fabricación de PCB que satisfacen las necesidades de los clientes en diversas industrias. Nuestras instalaciones de última generación, tecnología avanzada de fabricación de PCB, y un equipo experimentado aseguran que cada PCB producido sea de la más alta calidad y cumpla con los estándares más estrictos. Adicionalmente, ofrecemos una gama de opciones de personalización para satisfacer las necesidades específicas de cada cliente. Contáctenos para comenzar su proyecto de fabricación de PCB ahora!
