En la sociedad de hoy, más y más industrias utilizarán PCB, pero ¿conoces los pasos de producción de una placa de circuito PCB?

Aquí hay una explicación paso a paso de cómo se fabrican las placas de circuito impreso (PCB).

1Fase preparatoria: diseño y preparación de materiales

Diseño de circuitos: los ingenieros utilizan software especializado (por ejemplo, Altium, Cadence) para crear diseños de circuitos, que luego se convierten en archivos Gerber.incluidos los rastros, agujeros de perforación y capas de máscara de soldadura.

Selección del sustrato: El material base es típicamente un laminado revestido de cobre (CCL), como FR-4 (placa de fibra de vidrio epoxi), con una fina capa de papel de cobre (espesor común: 18 μm, 35 μm) unida a él.

2- Perforación: hacer agujeros

Proceso de perforación: las máquinas de perforación de alta velocidad (con taladros tan pequeños como 0,1 mm) crean agujeros perforados (PTH) y agujeros de montaje basados en los datos de diseño.

Desborradura: Después de la perforación, los agujeros se limpian para eliminar las borraduras, lo que garantiza superficies lisas para el galvanizado posterior.

3. Metalización de agujeros (tapado de cobre)

Deposición química de cobre: las paredes del agujero se recubren primero con una capa conductiva (por ejemplo, polvo de carbono o coloide de paladio) para permitir el recubrimiento sin electro.Se deposita químicamente una capa fina de cobre (58μm) para conectar las capas superior e inferior de cobre a través de los agujeros.

Mejora del espesor de galvanoplastia: se utiliza un baño de galvanoplastia para engrosar la capa de cobre (que generalmente requiere ≥ 25 μm en los agujeros) para mejorar la conductividad y la resistencia mecánica.

4. Transferencia de imagen: Desarrollo de patrones de circuito

Aplicación fotoresistente: se aplica una película fotosensible (pantalla seca o fotoresistente líquido) a la superficie de cobre.la resistencia se endurece en las áreas expuestas.

Exposición y desarrollo: después de alinearse con la máscara fotográfica, la placa se expone a la luz UV.revelando las áreas de cobre que se grabarán.

5- Grabar: Eliminar el exceso de cobre

Proceso de grabado: Un grabador (ácido, por ejemplo, cloruro férrico, o alcalino, por ejemplo, hidróxido de sodio) disuelve el cobre sin protección, dejando solo las huellas de circuito deseadas.

Resist Stripping: El fotoresist restante se elimina con una solución alcalina fuerte, exponiendo los circuitos de cobre limpios.

6Procesamiento de PCB de múltiples capas (para placas de múltiples capas)

Grabación de la capa interna: Cada capa interna se graba por separado para formar circuitos internos.

Laminado: las capas internas, las láminas de prepreg (epóxido semicurado, láminas de PP) y las láminas de cobre exteriores se apilan y unen bajo alta temperatura y presión para formar una sola placa sólida,asegurando el aislamiento y la adhesión entre capas.

Reperforación y recubrimiento: Los agujeros se perforan de nuevo para conectar capas, seguido de otra ronda de metalización para conectar los circuitos de múltiples capas.

7Máscara de soldador y Impresión de leyendas

Aplicación de la máscara de soldadura: se aplica una tinta aislante (generalmente verde, pero también roja, azul, etc.) a la placa, a excepción de las almohadillas y vías de soldadura (aperturas creadas a través de la exposición / desarrollo).Esto protege los circuitos de cortocircuitos y daños ambientales.
Impresión de leyendas: Una tinta blanca se imprime en pantalla para marcar los designadores de componentes, símbolos de polaridad y otra información de identificación para el ensamblaje y la reparación.

8. acabado superficial: Protección de las almohadillas de soldadura

- Nivelación por soldadura con aire caliente (HASL): se aplica una aleación de estaño y plomo (o estaño libre de plomo) a las almohadillas de soldadura para evitar la oxidación y facilitar la soldadura.

- Oro de inmersión de níquel sin electro (ENIG): una capa de níquel-oro se deposita químicamente para superficies planas resistentes a la oxidación, ideal para componentes de alta precisión (por ejemplo, BGA).

- Otros métodos: opciones como la plata de inmersión u OSP (conservante orgánico de solderabilidad) se eligen en función de los requisitos específicos.

9Enrutamiento: Formación del tablero

Enrutamiento CNC: La PCB se corta a su forma final utilizando un enrutador CNC, eliminando el exceso de material.

Agujas de corte/estampado en V: para las tablas panelizadas (múltiples PCB producidas juntas), se crean ranuras en V o medias agujeros para permitir una fácil separación durante el montaje.

10Inspección y control de calidad

Pruebas eléctricas: Las herramientas automatizadas como los probadores de sonda voladora o los probadores en circuito (TIC) verifican los circuitos abiertos, los cortos y la conectividad.

Inspección visual: la inspección óptica automática (AOI) y las comprobaciones manuales aseguran que la máscara de soldadura, las leyendas y las dimensiones cumplan con las especificaciones.

Pruebas de confiabilidad: los PCB de gama alta pueden someterse a pruebas de resistencia al calor de la soldadura, resistencia a la cáscara o ciclo térmico.

11Envasado y entrega

- Las tablas se limpian, se protegen con una película antiestática y se sellan al vacío para evitar daños por humedad.

Diagrama de flujo del proceso simplificado

Archivos de diseño → Perforación → Metalización de agujeros → Transferencia de imagen → Grabado → (laminado multicapa) → Máscara de soldadura → Impresión de leyendas → Finalización de la superficie → Enrutamiento → Pruebas → Envasado

Cada paso requiere un control preciso sobre la precisión y la calidad, especialmente para PCB avanzados como HDI (Interconexión de alta densidad) con microvias y rastros finos.El proceso combina técnicas "subtractivas" (grabar el cobre) y técnicas "aditivas" (tapado y deposición) para lograr funcionalidad eléctrica y durabilidad mecánica.

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Se trata de un proyecto de investigación de la Unión Europea.