7 retos clave en la fabricación de PCB multicapa: perspectivas expertas

Los circuitos impresos (PCB) son lo que hace que toda la electrónica funcione como se desea. Por tanto, cuando algo falla en el PCB, hay posibilidades de que el dispositivo no funcione como se espera. Los problemas de PCB son retos significativos para fabricantes, ya que muchas cosas pueden salir mal. Especialmente en el proceso de fabricación de PCB multicapa. A continuación, lista de 7 problemas en la fabricación de PCB multicapa.

Conociendo estos problemas, como diseñador, los tendrá en mente al construir su PCB, esperando evitarlos y evitar daños.

Diseño

Al diseñar PCB multicapa, pueden surgir problemas de arqueamiento (bow) y torsión (twist). El arqueamiento y torsión son características comunes para determinar la planicidad de los PCB. El arqueamiento es una curvatura cilíndrica o esférica del circuito impreso. Por otro lado, la torsión es una condición donde la deformación yace paralela a la diagonal de su PCB.

Hay varios pasos que los fabricantes de PCB multicapa pueden tomar para evitar arqueamiento y torsión. Primero, necesitan usar parámetros adecuados al prensar multicapas para reducir tensiones en el PCB. Segundo, deben evitar mezclar materiales de varios proveedores. Tercero, los materiales deben cumplir directrices RoHS. Como productor, también necesitará usar u operar hornos horizontales durante el curado para evitar arqueamiento y torsión.

Prensado de PCB multicapa

Los PCB multicapa son placas con más de una capa, de ahí la necesidad de stack-up (apilamiento). El stack-up es la disposición de capas aislantes y de cobre para hacer un PCB antes del diseño de layout.

En la fabricación de PCB multicapa, los retos vienen al prensar capas aislantes y de cobre juntas. La mayoría de fabricantes encuentran dificultades al prensar componentes de PCB multicapa.

Para asegurar que el apilamiento vaya bien, los fabricantes deben usar las mejores máquinas adecuadas además de los mejores materiales laminados.

Selección del material sustrato

Los materiales de PCB cumplen dos propósitos esenciales. Primero, conducen electricidad, y segundo, ofrecen aislamiento entre capas de cobre conductoras. Por tanto, es fácil entender por qué la selección del sustrato es vital para el éxito o fracaso de su PCB. Además de impactar el comportamiento térmico, los materiales también afectan características mecánicas y eléctricas.

1. Constante dieléctrica

Dado que la mayoría de funciones del PCB se determinan por el material sustrato, los sustratos de alta frecuencia requieren aplicación en PCB de alta frecuencia y velocidad. Sin embargo, los sustratos de alta frecuencia deben tener constante dieléctrica pequeña y estable.

2. Propiedades del sustrato

Además, el material sustrato debe rendir bien en resistencia al calor, estabilidad, resistencia al impacto, resistencia química y fabricabilidad. Es vital que el sustrato para PCB de alta velocidad y frecuencia tenga baja higroscopicidad. El cobre también necesita alta resistencia al pelado.

3. Aislamiento

FR4, también FR-4, es uno de los mejores materiales sustrato multicapa versátiles y de bajo coste conocido por excelente rendimiento. Los materiales FR-4 proporcionan algunos de los mejores aislamientos eléctricos con alta resistencia dieléctrica.

Fabricación PCB multicapa: Fabricación de via tapada con resina

El proceso de tapado con resina es estándar en la industria de PCB, especialmente en productos de alta frecuencia que requieren gran grosor y alto número de capas. Recientemente, la aplicación de tapado con resina se vuelve más extensa, hasta uso generalizado en paneles HDI. Es deseable emplear tapado con resina si la intención es resolver problemas que no pueden resolverse por relleno a presión o tapado con aceite verde.

En la fabricación de PCB multicapa, el tapado de via con resina es un problema que la mayoría de fabricantes enfrenta. Sin embargo, la mejor forma de resolverlo es usar máquina de tapado al vacío.

El tapado con resina es medida preventiva para asegurar vias del flujo no deseado de material de soldadura, especialmente durante soldadura y ensamblaje. El uso principal de resina, especialmente en fabricación de PCB, es mantener fibras juntas y protegerlas de factores externos.

Fabricación de agujeros de disipación de calor densa

En la fabricación de PCB, puede encontrar cuestiones de disipación de calor. La disipación es método de transferencia de calor. Ocurre cuando un objeto más caliente se coloca en entorno donde el calor se transfiere a objetos más fríos. Ocurre por convección, conducción y radiación.

Los problemas de disipación de calor son retos que muchos fabricantes enfrentan. Para eliminar disipación densa, es mejor usar materiales recomendados como aluminio.

Fabricación PCB multicapa: Producción de taladro posterior (back drilling)

El taladro posterior es una de las mejores técnicas de fabricación usadas en muchos PCB multicapa de alta velocidad para reducir o minimizar parásitos generados por vias pasantes plateadas. El taladro posterior, o taladro de profundidad controlada, permite eliminar porciones no usadas, stub y barril de cobre de una via pasante en la placa.

El taladro posterior reduce interferencia de ruido, mejora integridad de señal y reduce dificultad de fabricación. En fabricación de PCB multicapa, el taladro posterior es un gran reto. Algunos retos probables incluyen limpieza de agujeros, hundimiento de barita, tubería atascada, pérdida de circulación e inestabilidad de esquisto.

Fabricación PCB multicapa: Pruebas

La fase de prueba de un PCB es esencial en el ciclo de desarrollo. Realizada durante la fabricación, probar PCB ayuda a ahorrar dinero y prevenir problemas en la producción final.

Desafortunadamente, en fabricación multicapa, la mayoría de empresas fallan al emplear los mejores métodos de prueba. Algunos de los mejores y recomendados son: pruebas de placa desnuda, en circuito, funcionales y de nivel de ensamblaje. Las pruebas, especialmente en PCB multicapa, identifican defectos técnicos.

Resumen

Ahí lo tiene, siete problemas en la fabricación de PCB multicapa. La próxima vez que quiera su PCB multicapa hecho, confíe en WellPCB.

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