La fabricación de la capa interior es el primer paso y el más crítico en la fabricación de PCB multicapa.
Una vez laminadas las capas interiores, cualquier defecto se convierte en permanente y extremadamente difícil -o imposible- de reparar.
Desde la perspectiva del fabricante, la calidad de la capa interior determina directamente:
- Rendimiento eléctrico
- Precisión de alineación entre capas
- Rendimiento global
- Fiabilidad a largo plazo
Este artículo explica cómo se fabrican las capas internasqué puede ir mal, y cómo fabricantes como TOPFAST controlar este proceso para garantizar una producción de PCB estable y de alta calidad.
¿Qué es la fabricación de capas internas?
La fabricación de capas internas es el proceso de creación de patrones de circuito en las capas internas de cobre de una placa de circuito impreso multicapa antes de la laminación.
Cada capa interior contiene:
- Trazos de señal
- Planos de potencia
- Planos de tierra
Una vez fabricadas, estas capas se apilan y se unen entre sí, formando la estructura eléctrica central del circuito impreso.
Materiales utilizados en la fabricación de la capa interior
Laminado de cobre
Las capas interiores comienzan con un laminado revestido de cobre compuesto por:
- Un sustrato epoxi reforzado con fibra de vidrio (normalmente FR-4)
- Lámina de cobre adherida a una o ambas caras
El espesor del cobre suele ser:
- 0,5 oz
- 1 onza
- 2 oz (menos común para capas de señalización interior)
El espesor estándar del cobre mejora la estabilidad del proceso y el control de costes.
Proceso de fabricación de la capa interior paso a paso
Paso 1 - Preparación de la superficie
Antes de crear la imagen, la superficie de cobre debe limpiarse y tratarse para:
- Eliminar la oxidación
- Mejorar la adherencia fotorresistente
Una mala preparación de la superficie puede causar:
- Defectos de definición de trazas
- Incoherencia del grabado
Paso 2 - Recubrimiento fotorresistente
Se lamina una película fotorresistente seca sobre la superficie de cobre.
Consideraciones clave:
- Espesor uniforme
- Presión de laminación adecuada
- Condiciones de la sala blanca
Esta fotorresistencia define qué zonas de cobre permanecerán tras el grabado.
Paso 3 - Exposición UV (formación de imágenes)
El patrón del circuito se transfiere a la fotorresistencia mediante:
- Fototools
- Exposición a los rayos UV
La precisión en esta fase afecta:
- Anchura y espaciado de las trazas
- Registro entre capas
En TOPFAST, la precisión de las imágenes está estrechamente controlada para apoyar diseños de líneas finas manteniendo el rendimiento.
Paso 4 - Desarrollo
Tras la exposición, la placa se revela a:
- Eliminar la fotorresistencia no expuesta
- Revelar las zonas de cobre que se van a grabar
El desarrollo incompleto puede causar:
- Fotorresistencia residual
- Defectos de grabado posteriores
Etapa 5 - Grabado
El grabado químico elimina el cobre no deseado, dejando el patrón de circuito deseado.
Principales retos:
- Control de la velocidad de grabado
- Prevención de la subcotización
- Mantener la geometría de la traza
A medida que disminuye la anchura de la traza, el grabado se hace más difícil y sensible al rendimiento.
Paso 6 - Eliminación de la fotorresistencia
Tras el grabado, se retira la capa fotorresistente restante, dejando al descubierto las trazas de cobre acabadas.
En este punto, el patrón del circuito de la capa interna está completo.
Defectos comunes de la capa interna y su impacto
Sobregrabado y subgrabado
- El sobregrabado reduce la anchura de la traza
- El subgrabado deja residuos de cobre
Ambos pueden causar:
- Desviación de impedancia
- Corto o abierto
Variación de la anchura de línea
Causado por:
- Desalineación de la imagen
- Inestabilidad del grabado
La variación del ancho de línea afecta:
- Integridad de la señal
- Alta velocidad
Cortos y abiertos
Estos defectos son especialmente críticos porque:
- Es posible que no puedan repararse tras la laminación
- Pueden causar un fallo total de la PCB
Capa interna AOI (inspección óptica automatizada)
Por qué AOI Es esencial
Antes de la laminación, las capas internas se inspeccionan mediante AOI para detectar:
- Pantalones cortos
- Abre
- Falta cobre
- Exceso de cobre
Este paso evita que las capas internas defectuosas entren en la laminación.
Perspectiva del fabricante
En TOPFAST, la capa interna AOI se trata como una puerta de protección del rendimientono es un paso opcional, especialmente en el caso de las placas de circuito impreso de gran número de capas o de líneas finas.
Cómo afecta la calidad de la capa interna al rendimiento final de la placa de circuito impreso
Los defectos de la capa interna pueden provocar:
- Pérdida de señal
- Diafonía
- Problemas de integridad eléctrica
- Menor fiabilidad bajo estrés térmico
Para diseños de alta velocidad y alta densidad, la precisión de la capa interna suele ser más crítico que el aspecto de la capa exterior.
Factores de diseño que influyen en la fabricabilidad de la capa interior
Desde el punto de vista de la fabricación, el coste y el rendimiento mejoran cuando los diseñadores:
- Evitar trazas ultrafinas innecesarias
- Mantener anchuras de traza coherentes
- Utilice las pilas recomendadas por el fabricante
- Distribución equilibrada del cobre entre las capas
La comunicación temprana entre diseño y fabricación reduce el riesgo de la capa interna.
Cómo controla TOPFAST la calidad de fabricación de la capa interior
TOPFAST aplica un enfoque que da prioridad a la fabricación de la capa interna:
- Utilización de parámetros normalizados de imagen y grabado
- Aplicación de la inspección AOI antes de la laminación
- Control de la variación del factor de mordentado y de la anchura de línea
- Proporcionar a tiempo DFM comentarios sobre los diseños de las capas internas
El objetivo es rendimiento estable, rendimiento predecible y producción escalable.
Consideraciones económicas en la fabricación de la capa interior
El coste de la capa interna aumenta con:
- Mayor número de capas
- Trazo y espaciado más finos
- Tolerancias de impedancia estrictas
- Materiales avanzados
Optimizar el diseño de la capa interior es una de las formas más eficaces de reducir el coste total de los PCB sin sacrificar la calidad.
Conclusión
La fabricación de la capa interna constituye la base de todo circuito impreso multicapa.
Una vez laminada, la calidad de la capa interior no puede corregirse; sólo puede aceptarse o rechazarse.
Al comprender cómo se fabrican las capas internas, los diseñadores y compradores pueden:
- Mejorar la fabricabilidad
- Aumentar el rendimiento
- Reducir costes
- Mejorar la fiabilidad a largo plazo
Con procesos controlados y una participación temprana de DFM, TOPFAST garantiza la calidad de la capa interna, lo que favorece una fabricación de placas de circuito impreso fiable y de alto rendimiento..
Lecturas relacionadas： Proceso de fabricación de PCB paso a paso
Preguntas frecuentes sobre el proceso de fabricación de la capa interior
P: ¿Qué es la fabricación de capas internas en la fabricación de placas de circuito impreso? R: La fabricación de capas internas es el proceso de creación de patrones de circuitos en las capas internas de la placa de circuito impreso antes de la laminación.
P: ¿Por qué es tan importante la calidad de la capa interior? R: Los defectos en las capas internas no pueden repararse tras el laminado y afectan directamente a la fiabilidad y el rendimiento.
P: ¿Qué inspección se utiliza para las capas internas? R: La inspección óptica automatizada (AOI) se utiliza para detectar cortocircuitos, aperturas y defectos de patrón.
P: ¿El diseño de trazado fino aumenta el coste de la capa interior? R: Sí. Las trazas más finas requieren un control más estricto del proceso y reducen el rendimiento, lo que aumenta el coste.
P: ¿Cómo garantiza TOPFAST la calidad de la capa interior? R: TOPFAST utiliza procesos estandarizados, inspección AOI y revisión DFM para controlar la calidad de la capa interna.