La fabricación de PCB es un proceso preciso y complejo que depende de una serie de equipos especializados de alta precisión. Desde la fotolitografía, el grabado, la laminación, el taladrado y el chapado hasta las pruebas, cada paso de la producción se realiza con los equipos básicos correspondientes.
1.Fase de corte de paneles y preparación del material base
Máquina cortadora de paneles
La máquina de corte de paneles se utiliza para cortar laminados revestidos de cobre (CCL) de gran tamaño en las dimensiones requeridas para la producción. Normalmente emplea sistemas de control CNC o hidráulicos para lograr un posicionamiento de alta precisión, garantizando errores dimensionales de menos de 0,1 mm. Los problemas más comunes incluyen rebabas en los bordes de corte, deformación del panel o desviaciones dimensionales, a menudo causadas por el desgaste de la cuchilla o errores del sistema de posicionamiento. Es necesario sustituir regularmente las cuchillas y calibrar los equipos.
Rectificadora de cantos
La rectificadora de cantos utiliza bandas de arena o fresas para pulir los cantos de los paneles, eliminando las rebabas y los bordes afilados generados durante el corte.Esto mejora la seguridad operativa y la calidad del laminado.Entre los problemas más comunes se encuentran el rectificado desigual o el desgaste excesivo, normalmente debido al envejecimiento de las bandas de arena o a una velocidad de avance inadecuada.Los parámetros deben ajustarse en función del grosor del panel, y la unidad de rectificado debe someterse a un mantenimiento periódico.
2. Etapa de fabricación del circuito de capa interna
Máquina de revestimiento
La máquina de recubrimiento aplica fotorresina de manera uniforme sobre la superficie laminada revestida de cobre utilizando métodos de recubrimiento con rodillo o boquilla ranurada, controlando el espesor entre 5 y 20 μm. Los problemas más comunes incluyen recubrimiento desigual, burbujas o desviaciones en el espesor, a menudo causados por la obstrucción de la boquilla o la viscosidad inestable de la fotorresina. Es necesario limpiar regularmente las tuberías y controlar la temperatura y la humedad ambientales.
Máquina de exposición
La máquina de exposición transfiere patrones de circuitos al fotorresistente utilizando luz ultravioleta (UV) o láser, con un sistema de alineación de alta precisión (precisión ±5 μm). Los problemas más comunes incluyen la desalineación, la energía de exposición insuficiente o la contaminación por polvo, a menudo debido al envejecimiento de los sistemas ópticos o a una limpieza inadecuada. Es esencial calibrar regularmente la trayectoria óptica y mantener un entorno libre de polvo.
Máquina de grabado
La máquina de grabado utiliza soluciones químicas (por ejemplo, cloruro de cobre ácido) para eliminar las capas de cobre desprotegidas, formando patrones de circuito.Los problemas más comunes son el grabado insuficiente o excesivo, el grabado lateral o las desviaciones de anchura de línea, a menudo causadas por una concentración química incontrolada o una presión de pulverización desigual.Es necesario controlar en tiempo real los parámetros químicos y optimizar la disposición de las boquillas.
3. Etapa de perforación y metalización del agujero
Taladradora láser
Las máquinas de perforación láser (láseres de CO₂ o UV) se utilizan para el procesamiento de microagujeros (0,1-0,3 mm) con una precisión de hasta ±10 μm. Entre los problemas más comunes se encuentran la desviación de la posición del agujero, la carbonización de las paredes del agujero o el chamuscado del material, a menudo causados por errores en la distancia focal o por una energía láser inestable. Es necesario calibrar periódicamente el sistema óptico y ajustar los parámetros en función de las propiedades del material.
Línea de deposición de cobre químico
El recubrimiento electrolítico de cobre forma una capa conductora (de 0,3 a 1 μm de espesor) en las paredes de los orificios mediante deposición química, lo que implica baños para desengrasar, activar y recubrir químicamente con cobre. Entre los problemas más comunes se encuentran la cobertura desigual de las paredes de los orificios o los huecos en la deposición, causados normalmente por soluciones de activación ineficaces o una agitación insuficiente. Es necesario reforzar la supervisión del proceso y optimizar los métodos de agitación del baño.
4. Etapa de laminación y apilado de capas
Prensa de laminación al vacío
La prensa de laminación une tableros de núcleo multicapa y preimpregnados a alta temperatura y presión (180-200 °C, 300-500 psi), utilizando tecnología de control de temperatura segmentada. Los problemas más comunes incluyen delaminación, burbujas o espesor desigual, a menudo debido a una distribución desigual de la presión o a velocidades de calentamiento excesivas. Es esencial optimizar la curva de laminación y mantener regularmente la planitud de la placa calefactora.
Línea de oxidación marrón
El tratamiento de oxidación marrón genera químicamente una microcapa rugosa en la superficie del cobre para mejorar la adherencia entre capas.Los problemas más comunes incluyen un color de oxidación desigual o una adherencia insuficiente, a menudo causados por una oxidabilidad química debilitada o un tiempo de tratamiento inadecuado.Es necesario analizar periódicamente la composición del fluido del tanque y controlar la velocidad del transportador.
5. Circuito de la capa exterior y fase de acabado superficial
Línea de metalizado de patrones
La línea de galvanoplastia aumenta electrolíticamente el espesor del cobre del circuito (20-30 μm) y aplica protección de estaño, incluyendo procesos de decapado, galvanoplastia de cobre y galvanoplastia de estaño. Los problemas más comunes incluyen espesor irregular del recubrimiento, poros o patrones de piel de naranja, a menudo debidos a una densidad de corriente no controlada o a proporciones desequilibradas de aditivos. Es necesario realizar un control multipunto de la corriente y una filtración regular del líquido del tanque.
Impresora serigráfica de máscaras de soldadura
La impresora serigráfica aplica la tinta de la máscara de soldadura sobre la superficie de la placa mediante la tecnología de alineación de la pantalla y control de la escobilla de goma.Entre los problemas más comunes se encuentran la omisión de impresiones, el grosor desigual o la desalineación, a menudo causados por la obstrucción de la pantalla o por una presión inadecuada de la rasqueta.Es esencial seleccionar un número de mallas adecuado y mantener un entorno limpio.
Máquina enderezadora de aire caliente (HAL)
La máquina HAL recubre las superficies de las almohadillas de soldadura con estaño (1-3 μm de espesor) utilizando aire caliente para nivelar, con el fin de evitar la oxidación y mejorar la soldabilidad. Los problemas más comunes son las protuberancias de estaño, las fluctuaciones de espesor o la disolución del cobre, a menudo debidas a una temperatura incontrolada del baño de estaño o a un ángulo inexacto de la cuchilla de aire. Es necesario limpiar regularmente la olla de estaño y calibrar la cuchilla de aire.
6. Etapa de perfiles y pruebas
Máquina fresadora CNC
La máquina de fresado corta los contornos de las placas de circuito impreso utilizando fresas con una precisión de ±0,05 mm, lo que permite el procesamiento de ranuras y orificios irregulares. Entre los problemas más comunes se encuentran las rebabas, el astillamiento de los bordes o las desviaciones dimensionales, a menudo causadas por el desgaste de la fresa o una extracción insuficiente del polvo. Se requieren estrategias de fresado por capas y la sustitución periódica de las herramientas.
Inspector óptico automatizado (AOI)
El AOI escanea los defectos de los circuitos (por ejemplo, cortocircuitos, circuitos abiertos) utilizando cámaras multiángulo con una precisión de reconocimiento de 5 μm. Entre los problemas más comunes se encuentran las altas tasas de falsos positivos o las detecciones fallidas, a menudo debidas a una iluminación desigual o a una configuración inadecuada de los umbrales del algoritmo. Es esencial realizar calibraciones periódicas de la fuente de luz y actualizaciones de la base de datos.
Comprobador de sonda volante
El comprobador de sonda volante comprueba el rendimiento eléctrico mediante el contacto de las almohadillas con las sondas, lo que permite realizar pruebas de alta densidad en placas.Los problemas más comunes son el mal contacto de las sondas o los errores de posicionamiento, a menudo debidos al desgaste de las sondas o a vibraciones mecánicas.Es necesaria una tecnología de compensación de la impedancia y una limpieza periódica de las sondas.
7. Equipos auxiliares y medioambientales
Sistema de tratamiento de aguas residuales
Este sistema trata las aguas residuales que contienen metales pesados (por ejemplo, cobre, níquel) mediante tecnologías de precipitación, intercambio iónico y filtración por membrana.Entre los problemas habituales se encuentran las fluctuaciones de la calidad del agua o la saturación de la resina, lo que exige controlar en tiempo real el pH y las concentraciones de metales pesados, así como planificar los ciclos de regeneración.
Unidad de tratamiento de COV
Esta unidad trata los gases residuales orgánicos mediante adsorción activada o combustión catalítica para cumplir las normas sobre emisiones medioambientales.Los problemas más comunes son la reducción de la eficacia de adsorción o la desactivación del catalizador, a menudo debido a un exceso de humedad o a la acumulación de impurezas. Es necesario pretratar el aire entrante y sustituir periódicamente los materiales de adsorción.
Notas adicionales:
- Las fábricas modernas de PCB están introduciendo gradualmente sistemas de gestión inteligentes (por ejemplo, MES) para lograr la interconexión de los datos de los equipos y la optimización en bucle cerrado de los parámetros del proceso.
- La producción de tarjetas IDH de gama alta requiere Equipos de imagen directa láser (LDI) para sustituir las máquinas de exposición tradicionales, mejorando la precisión del ancho de línea por debajo de los 10 μm.
- La prevención de problemas comunes requiere combinar SPC Control estadístico de procesos y TPM mantenimiento productivo total establecer mecanismos de mantenimiento preventivo.