Las placas de circuito impreso (PCB) son la base de los productos electrónicos modernos. Aunque muchos ingenieros se centran en el diseño de PCB, son menos los que comprenden plenamente cómo se fabrica realmente una placa de circuito impreso.
Comprender el proceso de fabricación de placas de circuito impreso ayuda:
- Mejorar el diseño para la fabricación (DFM)
- Reducir los costes de producción
- Evitar problemas de calidad
- Comunicarse más eficazmente con los fabricantes de placas de circuito impreso
Este artículo ofrece una explicación clara y paso a paso del proceso de fabricación de placas de circuito impresobasada en prácticas de producción reales utilizadas por TOPFASTfabricante profesional de placas de circuito impreso que ofrece prototipos y producción en serie.
Visión general del proceso de fabricación de placas de circuito impreso
Aunque la complejidad de los PCB puede variar, la mayoría de los PCB rígidos siguen el mismo flujo básico de fabricación:
- Fabricación de la capa interior
- Alineación y laminación de capas
- Perforación
- Cobreado
- Imagen y grabado de la capa exterior
- Aplicación de máscaras de soldadura
- Acabado superficial
- Serigrafía
- Pruebas eléctricas e inspección final
Cada paso afecta directamente calidad, rendimiento y coste.
Paso 1 - Fabricación de la capa interior
Imagen de la capa interna
La fabricación comienza con láminas revestidas de cobre. El patrón de circuito deseado se transfiere a la superficie de cobre mediante una fotorresistencia y exposición UV.
Factores clave:
- Precisión de anchura y espaciado de las trazas
- Precisión de alineación fotográfica
- Entorno de sala limpia
Grabado de la capa interna
El cobre sobrante se elimina químicamente, dejando las trazas de circuito necesarias.
Desde el punto de vista de la fabricación:
- Los trazos más finos aumentan la dificultad de grabado
- El grabado excesivo o insuficiente afecta al rendimiento
En TOPFAST, los parámetros de grabado de la capa interna se optimizan para equilibrar precisión y estabilidad de la producción.
Paso 2 - Alineación y laminación de capas
En las placas de circuito impreso multicapa, las capas interiores se apilan con preimpregnado y las exteriores con láminas de cobre.
Proceso de laminación
- El calor y la presión unen todas las capas
- Una alineación precisa garantiza la exactitud de las conexiones de las vías
Coste e impacto en la calidad:
- Más capas aumentan los ciclos de laminación
- La laminación secuencial aumenta la complejidad y el coste
Paso 3 - Perforación
La perforación crea orificios para vías y cables de componentes.
Perforación mecánica
Se utiliza para:
- Vías pasantes
- Orificios más grandes
El coste de perforación aumenta con:
- Diámetros de orificio más pequeños
- Relaciones de aspecto más elevadas
- Alto número de perforaciones
Taladrado láser (placas de circuito impreso avanzadas)
El taladrado láser se utiliza para:
- Microvías en placas de circuito impreso de alta densidad
Este proceso requiere equipos especializados y aumenta el coste de fabricación.
Paso 4 - Cobreado
Una vez taladrados, los orificios deben ser conductores de la electricidad.
Deposición de cobre químico
Se deposita una fina capa de cobre en el interior de los orificios perforados para permitir la conexión eléctrica entre las capas.
Galvanoplastia
El cobre adicional está chapado a:
- Reforzar las vías
- Conseguir el espesor de cobre necesario
La uniformidad del metalizado afecta directamente a la fiabilidad, especialmente en aplicaciones de alta corriente o alta fiabilidad.
Etapa 5 - Creación de imágenes y grabado de la capa exterior
El patrón del circuito de la capa exterior se forma mediante un proceso similar al de las capas interiores.
Principales retos:
- Mantenimiento de la precisión de las trazas tras el chapado
- Control del espesor del cobre
- Prevención de cortocircuitos o aperturas
El procesado de la capa exterior tiene un gran impacto en rendimiento final.
Paso 6 - Aplicación de la máscara de soldadura
Finalidad de la máscara de soldadura
Máscara de soldadura:
- Protege las trazas de cobre
- Evita los puentes de soldadura
- Mejora el aislamiento eléctrico
Los colores más habituales son el verde, el negro, el azul y el rojo. El verde sigue siendo la opción más rentable y utilizada.
Factores de calidad de la máscara de soldadura
- Precisión de registro
- Grosor de la máscara
- Definición de apertura
Una mala calidad de la máscara de soldadura puede causar defectos de montaje posteriormente.
Etapa 7 - Acabado de la superficie
El acabado superficial protege las almohadillas de cobre expuestas y garantiza la soldabilidad.
Opciones comunes de acabado superficial
- HASL: Rentable, ampliamente utilizado
- ENIG: Superficie plana, mayor fiabilidad
- OSP: Bajo coste, vida útil limitada
TOPFAST recomienda acabados superficiales basados en requisitos de la aplicación en lugar de preferencias por defecto.
Paso 8 - Serigrafía
Añade serigrafía:
- Designadores de referencia de componentes
- Marcas de polaridad
- Logotipos o identificadores
Aunque no es funcional desde el punto de vista eléctrico, una serigrafía transparente mejora la precisión del montaje y el mantenimiento.
Paso 9 - Pruebas eléctricas e inspección final
Pruebas eléctricas
Las pruebas eléctricas lo verifican:
- Continuidad
- Aislamiento
- Ausencia de pantalones cortos y abiertos
Este paso es esencial para garantizar la fiabilidad funcional.
Inspección final de calidad
La inspección final puede incluir:
- Inspección visual
- AOI (inspección óptica automatizada)
- Controles dimensionales
En TOPFAST, las normas de inspección están en consonancia con Requisitos de la CIP y las especificaciones del cliente.
Cómo afecta el proceso de fabricación de PCB al coste y la calidad
Cada paso de fabricación introduce:
- Variabilidad del proceso
- Consideraciones sobre el rendimiento
- Implicaciones económicas
Entre los factores de coste más comunes se incluyen:
- Elevado número de capas
- Brocas pequeñas
- Tolerancias estrictas
- Acabados superficiales avanzados
Comprender el proceso completo permite a los diseñadores optimizar los diseños de las placas de circuito impreso en términos de coste y fabricabilidad.
Perspectiva del fabricante: Cómo TOPFAST optimiza la fabricación de placas de circuito impreso
Como fabricante de placas de circuito impreso, TOPFAST se centra en:
- Normalización de procesos
- Primeros comentarios sobre DFM
- Toma de decisiones en función del rendimiento
- Producción estable y escalable
En lugar de impulsar procesos avanzados innecesarios, TOPFAST hace hincapié en diseños fáciles de fabricar que ofrecen una calidad constante.
Conclusión
El proceso de fabricación de placas de circuito impreso es una secuencia de pasos cuidadosamente controlados, cada uno de los cuales contribuye al rendimiento, la fiabilidad y el coste de la placa final.
Al comprender cómo se fabrican las placas de circuito impreso -desde la capa interna hasta la inspección final-, los ingenieros y compradores pueden tomar mejores decisiones de diseño y aprovisionamiento.
Con un enfoque que da prioridad a la fabricación, TOPFAST ayuda a los clientes a convertir diseños complejos en placas de circuito impreso fiables y rentables.
Preguntas frecuentes sobre el proceso de fabricación de PCB paso a paso
P: ¿Cuánto dura el proceso de fabricación de placas de circuito impreso? R: La fabricación estándar de placas de circuito impreso suele tardar entre 5 y 10 días laborables, en función de la complejidad y la cantidad.
P: ¿Cuál es el paso más crítico en la fabricación de placas de circuito impreso? R: Todos los pasos son importantes, pero el taladrado y el chapado son fundamentales para la fiabilidad eléctrica.
P: ¿Es diferente el proceso de fabricación de las placas multicapa? R: Sí. Las placas de circuito impreso multicapa requieren pasos adicionales de laminación y alineación.
P: Sí. Las placas de circuito impreso multicapa requieren pasos adicionales de laminación y alineación. R: Sí. Los diseños adaptados a las capacidades de fabricación mejoran el rendimiento y reducen los costes.
P: ¿Cómo garantiza TOPFAST la calidad de fabricación de las placas de circuito impreso? R: TOPFAST utiliza procesos estandarizados, revisión DFM e inspección exhaustiva para garantizar una calidad constante.