Las placas de circuito impreso (PCB) son la columna vertebral de la mayoría de los dispositivos electrónicos, desde su teléfono inteligente hasta su horno microondas. La fabricación de PCB es un proceso complejo que implica múltiples pasos, cada uno de los cuales requiere precisión y atención al detalle. En este artículo, exploraremos las complejidades de la fabricación de PCB y cómo estos componentes esenciales cobran vida.
Diseño y maquetación
El recorrido de una PCB comienza con su diseño, que normalmente se realiza mediante software especializado. El diseño de PCB implica diseñar circuitos y decidir dónde colocar componentes como resistencias, condensadores y circuitos integrados. El diseño debe considerar los requisitos eléctricos, las limitaciones de espacio y el uso previsto del tablero. Una vez finalizado el diseño, se crea un plano detallado de la PCB, conocido como archivo Gerber. Este archivo sirve como plantilla para el proceso de fabricación.
Preparación de materiales y sustratos
El material base de la mayoría de los PCB es un sustrato de fibra de vidrio, conocido como FR4, laminado con cobre en uno o ambos lados. El espesor del cobre y del sustrato puede variar según la aplicación. El primer paso en la fabricación es preparar estos materiales. El sustrato se corta a medida y el cobre se limpia para garantizar que esté libre de impurezas que puedan afectar la adhesión de los componentes.
Fotolitografía y Grabado
El siguiente paso consiste en aplicar una película fotosensible a las capas de cobre. El archivo Gerber guía un fotoplotter que expone áreas específicas de la película a la luz, endureciéndola en el proceso. Luego, las áreas no expuestas se eliminan, dejando un patrón de fotorresistente endurecido que refleja el diseño del circuito.
Luego, la PCB se somete a un proceso de grabado, en el que se utiliza una solución química para eliminar el cobre no deseado. El fotorresistente endurecido protege el cobre que forma los circuitos, mientras que el cobre expuesto se disuelve. Después del grabado, se retira el fotorresistente restante, revelando el patrón del circuito.
Perforación y revestimiento
Una vez que el patrón del circuito está en su lugar, se perforan orificios en la PCB para montar componentes y crear vías (conexiones eléctricas entre diferentes capas de la placa). Luego, los orificios se recubren con cobre para garantizar la conductividad.
Estratificación y Laminación
Para los PCB multicapa, el proceso de grabado y perforación se repite para cada capa. Luego, las capas se alinean y se unen bajo calor y presión, formando un tablero único y cohesivo. Este proceso de laminación es crucial para la integridad estructural de la PCB.
Máscara de Soldadura y Serigrafía
Después de la laminación, se aplica una máscara de soldadura a la PCB. Esta capa, normalmente verde, cubre toda la placa excepto las zonas donde se soldarán los componentes. La máscara de soldadura evita cortocircuitos al garantizar que la soldadura no puentee conductores adyacentes.
El último paso en el proceso de fabricación de PCB es la aplicación de la capa de serigrafía. Esta capa, a menudo blanca, incluye texto y símbolos que indican ubicaciones de componentes, números de pieza y otra información importante para ensamblar la placa.
Control de calidad y pruebas
Durante todo el proceso de fabricación, el control de calidad es fundamental. Esto incluye inspecciones visuales y pruebas eléctricas para garantizar que la PCB cumpla con las especificaciones requeridas. Se realizan pruebas eléctricas para verificar si hay cortocircuitos, aperturas y niveles de impedancia adecuados.
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