Fabricación de PCB: Guía paso a paso de producción de placas de circuito impreso

El circuito es la infraestructura del mundo eléctrico. Quizá la última vez que la mayoría vio un circuito tradicional con cables fue en clase de física. ¿Por qué? La respuesta es el PCB.

1. ¿Qué es un PCB?

PCB = placa de circuito impreso. Es la placa grabada a partir de una o más capas de cobre laminadas sobre y/o entre capas de sustrato no conductor. Otros componentes (resistencias, condensadores) se sueldan generalmente sobre el PCB.

Es decir, el PCB sustituye el papel de cables en el circuito, eliminando esos lios y cables que consumen espacio.

Los PCB pueden ser unilateral, bilateral o multicapa. El unilateral tiene una capa de cobre; el bilateral, dos capas en ambas caras del mismo sustrato.

Multicapa significa capas externas e internas de cobre alternadas con capas de sustrato. Permiten mayor densidad de componentes, pues las pistas en capas internas liberan espacio superficial entre componentes.

2. Proceso de fabricación de PCB

El principio principal es el grabado (etching): diseñar y fijar el patrón de circuito por adelantado, y luego grabarlo en la placa.

Como el PCB multicapa es el más complejo, usémoslo de ejemplo.

2.1 Diseño del patrón de circuito

Para empezar, generamos datos de fabricación con CAD (diseño asistido por computadora). Datos: patrones de cobre, archivos de taladro, inspección, etc.

Luego, los datos se leen en el sistema CAM (fabricación asistida por computadora) y se replican en una máscara protectora.

2.2 Preparación de la placa de sustrato

La placa bruta viene en pieza grande. Se corta al tamaño diseñado y se limpia la superficie para obtener patrón de circuito de buena calidad.

2.3 Patrones de cobre

• Colocar máscara protectora en la placa.
• Exponer a luz UV (ultravioleta).
• Desarrollar patrón eliminando parte no expuesta de máscara con solución química.
• Grabar el cobre por reacción química. El cobre bajo la máscara permanece formando el circuito.
• Quitar máscara y limpiar. Realizar AOI (inspección óptica automática) para verificar calidad del circuito.

2.4 Apilado y prensado en laminación

Apilar varias placas con patrón y prepreg. Colocar lámina de cobre en cada lado de la placa multicapa. Prensar al vacío en máquina de laminación.

2.5 Taladrado CNC y galvanizado de cobre

Taladrar según diseño. Galvanizar cobre en agujeros para conectar todas las capas.

2.6 Patrones de cobre (repetición)

Repetir patrón de cobre en ambas caras de la placa multicapa.

2.7 Galvanizado sobre patrón de cobre

Galvanizar más cobre para engrosar el patrón y el cobre en agujeros.

2.8 Aplicación de máscara de soldadura

Para proteger el circuito en la soldadura posterior, se necesita cubierta protectora (máscara de soldadura), dejando solo los pads expuestos. Se aplica película LPI (fotoimagenable líquida) en ambas caras.

2.9 Tratamiento superficial

Procesar HASL (nivelado con aire caliente) o ENIG (níquel químico inmersión oro) para asegurar calidad de soldadura de pads y prevenir oxidación.

2.10 Impresión de leyenda (silkscreen)

Imprimir leyenda en ambas caras si se necesita.

2.11 Prueba final y embalaje

Realizar secuencia de pruebas y embalar la placa.

Eso es todo. Si quiere saber más sobre PCB o tiene dudas, ¡contáctenos!