Directrices esenciales de diseño de PCB para fabricación sin problemas

El circuito impreso (PCB) es un elemento integral de dispositivos electrónicos actuales. Estos PCB se fabrican usando varios componentes pequeños y finos, cuidadosamente diseñados y montados para obtener el resultado deseado. Así, la fabricación de placas es un proceso complejo y largo, que exige atención meticulosa a los detalles. Hay dos partes en el proceso: servicios de fabricación de PCB, donde se construye el layout, y ensamblaje, donde se montan todos los componentes. Ambos métodos son importantes, y cualquier error menor puede afectar el rendimiento. Este artículo analiza la fabricación de PCB en detalle y se centra en directrices importantes para facilitar el proceso.

Visión general del proceso de fabricación de PCB

Esta sección enfatiza el proceso de fabricación en detalle. Entender los pasos puede proporcionar iluminación y estrategias que faciliten la fabricación. Veámoslo.

El proceso de fabricación se divide en tres etapas distintas: fabricación, aprovisionamiento de componentes y ensamblaje. Aunque son diferentes, están interrelacionadas, y muchas decisiones de diseño impactan en todas. Por ejemplo, cada componente montado durante el ensamblaje y la huella (footprint) para pads fijados en el PCB durante la fabricación deben coincidir exactamente con el tipo de paquete del componente adquirido.

Pasos en la fabricación de PCB y sus problemas de fabricabilidad

Para facilitar la fabricación, es importante entender los pasos junto con sus problemas de fabricabilidad que pueden amenazar el rendimiento.

• Creación de imagen (Image Creation): Se crean imágenes para capas internas y externas. Si no se alinean correctamente, causan problemas para taladrar vias y orificios de montaje.
• Grabado de capas internas (Etching Inner Layers): Paso importante que elimina cobre no deseado. Solo queda cobre en pistas y pads. Un grabado inadecuado puede resultar en problemas de pistas. Pistas sin espaciado adecuado impedirán flujo de señal, deteniendo la fabricación hasta corregirse.
• Apilado (Stackup): La alineación del stackup se realiza durante fabricación. Las capas se prensan y alinean. Problemas de alineación pueden llevar a fallo operativo.
• Taladrado de orificios (Drilling Holes): Puede ser PTH (plated through holes), non-plated through holes o vias. Al igual que problemas de alineación, espaciado y clearance afectan el enmascarado de soldadura. La relación de aspecto (aspect ratio) también es importante, ya que define qué tipos de taladrado pueden usarse.
• Grabado de capas externas (Etching Outer layers): El grabado elimina exceso de cobre del panel y expone pistas y pads.
• Plateado de orificios (Hole Plating): Aquí se realiza material conductor para PTH y vias. El desgasificado (outgassing) es un problema mayor que puede ocurrir durante ensamblaje.
• Enmascarado de soldadura (Solder Masking): La máscara actúa como guardia protector. Cubre toda la superficie excepto sobre pads y pistas, protegiendo la placa. Evita problemas de ensamblaje como puentes de soldadura que causan cortocircuitos y daños.
• Impresión serigráfica (Silkscreen Printing): Paso vital que imprime información importante en las placas. Errores en silkscreen pueden obstaculizar el ensamblaje y afectar negativamente la operación.

3 directrices esenciales para facilitar la fabricación de PCB

Como se discutió, errores en el diseño pueden llevar a problemas peligrosos, y si no se detectan antes de fabricación, exigen reparaciones costosas. De hecho, se necesitará una nueva placa además de rediseño. Afortunadamente, estos errores se pueden evitar empleando estrategias basadas en Design for Manufacturability (DFM). Con las siguientes directrices, puede hacer el proceso eficiente.

• Establecer restricciones adecuadas de Design Rule Checking (DRC): Esta es la primera y más efectiva regla de uso de DFM, aplicable al equipo usado por el fabricante. En muchos casos, se pueden aplicar reglas por defecto. Sin embargo, no se recomienda confiar en ellas porque los CMs le proporcionarán reglas y tolerancias. Mejor, puede descargar archivos de reglas que se suben directamente al paquete de diseño de PCB.
• Limpiar todas las violaciones de DRC antes de fabricación: Antes de enviar archivos para fabricación, se deben corregir violaciones de DRC, ya que los cambios de diseño corregirán algunos errores.
• Realizar cambios de diseño requeridos antes de fabricación: Tras enviar archivos al CM, estos volverán a hacer DRC. Si hay errores, haga correcciones apropiadas para evitar gastos excesivos.

Para crear un diseño de placa superior y orientado al rendimiento, es imperativo considerar las directrices anteriores. Si le interesan servicios de fabricación de PCB, puede contactar a fabricantes líderes como Creative Hi-Tech. Sus expertos altamente experimentados y calificados le asistirán.

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