Fabricación de PCB: el proceso y la eficiencia

Las placas de circuito impreso, o PCB, son la base de la mayoría de los dispositivos electrónicos y se consiguen mediante el proceso de fabricación de PCB. Se fabrican superponiendo finas láminas de cobre sobre un sustrato no conductor y, a continuación, grabando el exceso de cobre para crear el patrón de circuito deseado.

Las placas de circuito impreso pueden ser muy sencillas, con sólo unas pocas trazas de cobre, o extremadamente complejas, con varias capas de circuitos interconectados, formando efectivamente una malla 3D. El proceso de fabricación debe controlarse cuidadosamente para garantizar que la placa de circuito impreso acabada cumpla las especificaciones deseadas sin que falte ningún contacto o sea intermitente.

Existen varios métodos para crear un patrón de circuito en una placa de circuito impreso. La elección del método dependerá de la complejidad del patrón deseado. Los métodos más comunes, utilizados también en los 2 vídeos siguientes, para crear patrones de circuitos en placas de circuito impreso son la fotolitografía y el grabado.

Pasos de la fabricación de PCB

• Fotolitografía es un proceso en el que se utiliza la luz para crear el patrón de circuito deseado en la placa de circuito impreso. Este primer paso del proceso de fabricación de PCB comienza con la aplicación de un material fotosensible sobre la superficie de la PCB, que se expone selectivamente a la luz ultravioleta a través de una máscara que contiene el patrón de circuito deseado. La exposición endurece el material fotosensible en las zonas correspondientes al diseño del circuito, mientras que las zonas no expuestas permanecen blandas y se eliminan posteriormente durante la fase de desarrollo. Esto deja un patrón detallado del circuito en la placa, lo que permite grabar el material subyacente para crear caminos conductores. La fotolitografía permite una gran precisión y repetibilidad, lo que hace posible producir circuitos complejos y densamente empaquetados que son esenciales para los dispositivos electrónicos modernos.
• Grabado: El siguiente paso consiste en grabar el cobre expuesto para crear el patrón de circuito deseado. Hay muchos productos químicos diferentes que se pueden utilizar, dependiendo del tipo de cobre que se utilice y de los resultados deseados. Una vez aplicada la solución de grabado, reacciona con el cobre expuesto, erosionándolo eficazmente mientras que las zonas protegidas permanecen inalteradas. Este método permite la creación precisa y eficaz de diseños de circuitos complejos, por lo que es un paso vital en la fabricación de dispositivos electrónicos. Con el tiempo se han desarrollado técnicas y equipos de grabado avanzados para mejorar la precisión y reducir el impacto medioambiental, mejorando aún más las capacidades y la sostenibilidad de la producción de placas de circuito impreso. Una vez finalizado el grabado, se retira la fotorresistencia restante, dejando sobre la placa de circuito impreso el patrón de circuito deseado.
• El siguiente paso es la aplicación de la máscara de soldadurauna capa protectora que aísla las trazas de cobre y evita los puentes de soldadura durante la colocación de los componentes. Esto suele hacerse mediante un proceso denominado aplicación de máscara de soldadura, en el que se aplica una película líquida fotoimprimible que se cura con luz UV.
• Siguiente, el proceso serigráfico para imprimir los identificadores de los componentes, logotipos u otras marcas necesarias en la placa. A continuación, las placas se someten a un proceso de acabado superficial, como el nivelado de soldadura por aire caliente (HASL), la inmersión en oro u otros métodos, para preparar las almohadillas de cobre para la soldadura, mejorando su soldabilidad y protegiéndolas de la oxidación.
• Perforación es otro paso fundamental en la fabricación de placas de circuito impreso, donde se crean orificios precisos para los cables y vías de los componentes, a menudo utilizando máquinas controladas por ordenador para garantizar la precisión. Una vez terminado el taladrado, las placas pueden someterse a un proceso de chapado para recubrir los orificios taladrados con cobre y crear conexiones eléctricas entre las distintas capas.
• Por fin, pruebas eléctricas garantiza que la placa de circuito impreso funcione según lo previsto mediante la comprobación de cortocircuitos, aperturas y otros defectos. Cada uno de estos procesos es vital para producir una placa de circuito impreso fiable y de alta calidad lista para su montaje.

Estos pasos se muestran con mucho más detalle y explicaciones en las dos fábricas de placas de circuito impreso que se muestran a continuación, desde la entrada de pedidos hasta el control y el embalaje, logrando los impresionantes KPI de

• tiempo total de entrega desde la recepción del pedido hasta el envío: de 2 a 4 días
• Más de 5000 pedidos al día

y esto para pedidos unitarios, no necesariamente clientes que regresan, para profesionales y no profesionales -lo que implica posibles errores en la demanda-, y algunos controles de diseño y calidad a lo largo del proceso. ¡Inspírese!

En PCBway:

Y luego cómo lo hace su principal competidor, JLCPCB

Para más información sobre el vocabulario electrónico, los tipos de placas de circuito impreso y las huellas de los componentes, consulte el post detallado sobre placas de circuito impreso y electrónica de referencia o Wikipedia. Fabricación de PCB página.

Lecturas y metodologías relacionadas

• Gestión de inventarios Just-In-Time (JIT) en fábricas de PCB: Analizar cómo los métodos de inventario JIT pueden reducir los costes de mantenimiento y mejorar la eficiencia de fabricación.
• Software de diseño de PCB: Discutir varias herramientas de software y técnicas para el diseño de PCB, incluyendo la captura esquemática y diseño de la disposición.
• Selección de materiales para PCB: Examine los diferentes materiales utilizados en la fabricación de PCB, como FR-4, poliimida y núcleo metálico, y su impacto en el rendimiento y el coste.
• Gestión térmica en PCB: Investigue métodos para gestionar el calor en el diseño y la fabricación de PCB, incluidas las vías térmicas, los disipadores de calor y los materiales de interfaz térmica.
• Técnicas de prueba e inspección de PCB: Detallar diversos métodos de prueba e inspección, incluida la inspección óptica automatizada (AOI), las pruebas en circuito (ICT) y las pruebas funcionales.
• Consideraciones medioambientales en la fabricación de PCB: Analizar el impacto medioambiental de la fabricación de PCB y los métodos para reducir los residuos y las emisiones nocivas.
• Tecnologías avanzadas de PCB: Explore los avances en la tecnología de PCB, como los PCB flexibles, los PCB HDI (interconexión de alta densidad) y los PCB multicapa.