Las placas de circuito impreso (PCB) forman la columna vertebral de todos los principales componentes electrónicos.Estos inventos milagrosos aparecen en casi todos los dispositivos electrónicos computacionales, incluidos dispositivos más simples como relojes digitales, calculadoras, etc. Para los no iniciados, una PCB enruta las señales eléctricas a través de la electrónica, lo que satisface los requisitos del circuito eléctrico y mecánico del dispositivo.En resumen, los PCB le dicen a la electricidad adónde debe ir, dando vida a sus dispositivos electrónicos.
Los PCB dirigen la corriente alrededor de su superficie a través de una red de vías de cobre.El complejo sistema de rutas de cobre determina el papel único de cada pieza deplaca de circuito impreso.
Antes del diseño de PCB, se recomienda a los diseñadores de circuitos que hagan un recorrido por un taller de placas de PC y se comuniquen con los fabricantes cara a cara sobre sus demandas de fabricación de PCB.Ayuda a evitar que los diseñadores cometan errores innecesarios durante la etapa de diseño.Sin embargo, a medida que más empresas subcontratan sus consultas de fabricación de PCB a proveedores extranjeros, esto se vuelve poco práctico.Por esta razón, presentamos este artículo para proporcionar una comprensión adecuada de los pasos del proceso de fabricación de placas de circuito impreso.Es de esperar que brinde a los diseñadores de circuitos y a los nuevos en la industria de PCB una visión clara de cómo se fabrican las placas de circuito impreso y evitar cometer esos errores innecesarios.
Pasos del proceso de fabricación de PCB
Las placas de circuito deben ser rigurosamente compatibles con un diseño de PCB creado por el diseñador utilizandosoftware de diseño de placas de circuito impreso.El software de diseño de PCB que se usa comúnmente incluye Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad, Eagle, etc. .
Una vez que se aprueba el diseño de PCB para la producción, los diseñadores exportan el diseño al formato compatible con sus fabricantes.El programa más utilizado se llama Gerber extendido.La campaña publicitaria de alimentos para bebés de la década de 1980 buscaba bebés hermosos, y este software crea algunos descendientes bellamente diseñados.Gerber también se conoce con el nombre de IX274X.
La industria de PCB dio a luz Gerber extendido como el formato de salida perfecto.Diferentes programas de diseño de PCB posiblemente requieren diferentesPasos de generación de archivos Gerber, todos codifican información vital integral, incluidas capas de seguimiento de cobre, dibujo de perforación, aperturas, anotaciones de componentes y otras opciones.Todos los aspectos del diseño de PCB se someten a controles en este punto.El software ejecuta algoritmos de supervisión en el diseño para garantizar que no se detecten errores.Los diseñadores también examinan el plan con respecto a los elementos relacionados con el ancho de la pista, el espacio entre los bordes de las tablas, el espacio entre las trazas y los agujeros y el tamaño de los agujeros.
Después de un examen exhaustivo, los diseñadores envían el archivo de PCB a PC Board Houses para su producción.Para garantizar que el diseño cumpla con los requisitos de tolerancias mínimas durante el proceso de fabricación, casi todas las fábricas de PCB funcionanComprobación de diseño para fabricación (DFM)antes de la fabricación de placas de circuito.
La impresión de PCB comienza después de que los diseñadores generan los archivos esquemáticos de PCB y los fabricantes realizan una verificación de DFM.Los fabricantes usan una impresora especial llamada plotter, que hace películas fotográficas de los PCB, para imprimir placas de circuito.Los fabricantes utilizarán las películas para obtener imágenes de los PCB.Aunque es una impresora láser, no es una impresora láser estándar.Los trazadores utilizan una tecnología de impresión increíblemente precisa para proporcionar una película muy detallada del diseño de PCB.
El producto final da como resultado una lámina de plástico con un negativo fotográfico de la PCB en tinta negra.Para las capas internas de la PCB, la tinta negra representa las partes conductoras de cobre de la PCB.La porción clara restante de la imagen denota las áreas de material no conductor.Las capas exteriores siguen el patrón opuesto: claro para el cobre, pero el negro se refiere al área que se grabará.El plotter revela automáticamente la película y la película se almacena de forma segura para evitar cualquier contacto no deseado.
Cada capa de PCB ymáscara para soldarrecibe su propia hoja de película transparente y negra.En total, una PCB de dos capas necesita cuatro hojas: dos para las capas y dos para la máscara de soldadura.Significativamente, todas las películas tienen que corresponder perfectamente entre sí.Cuando se usan en armonía, trazan la alineación de PCB.
Para lograr una alineación perfecta de todas las películas, se deben perforar orificios de registro en todas las películas.La exactitud del agujero se produce ajustando la mesa sobre la que se asienta la película.Cuando las minúsculas calibraciones de la mesa conducen a una coincidencia óptima, se perfora el agujero.Los orificios encajarán en los pines de registro en el siguiente paso del proceso de creación de imágenes.
La creación de películas en el paso anterior tiene como objetivo trazar una figura de camino de cobre.Ahora es el momento de imprimir la figura en la película sobre una lámina de cobre.
Este paso en la fabricación de PCB prepara para hacer PCB reales.La forma básica de PCB comprende una placa laminada cuyo material central es resina epoxi y fibra de vidrio, que también se denomina material de sustrato.El laminado sirve como cuerpo ideal para recibir el cobre que estructura la PCB.El material del sustrato proporciona un punto de partida sólido y resistente al polvo para la placa de circuito impreso.El cobre está preadherido en ambos lados.El proceso implica tallar el cobre para revelar el diseño de las películas.
En la construcción de PCB, la limpieza sí importa.El laminado con caras de cobre se limpia y pasa a un ambiente descontaminado.Durante esta etapa, es vital que no se depositen partículas de polvo en el laminado.De lo contrario, una mota de suciedad errante podría causar un cortocircuito o permanecer abierto en un circuito.
A continuación, el panel limpio recibe una capa de película fotosensible llamada fotorresistente.La fotorresistencia comprende una capa de productos químicos fotorreactivos que se endurecen después de la exposición a la luz ultravioleta.Esto asegura una coincidencia exacta entre las películas fotográficas y la fotorresistencia.Las películas encajan en pasadores que las mantienen en su lugar sobre el panel laminado.
La película y el tablero se alinean y reciben una ráfaga de luz ultravioleta.La luz pasa a través de las partes transparentes de la película, endureciendo la fotorresistencia sobre el cobre que se encuentra debajo.La tinta negra del plotter evita que la luz llegue a las áreas que no deben endurecerse y están programadas para ser eliminadas.
Después de preparar el tablero, se lava con una solución alcalina que elimina cualquier fotorresistente que quede sin endurecer.Un lavado a presión final elimina cualquier resto que quede en la superficie.Luego se seca el tablero.
El producto emerge con una resistencia que cubre adecuadamente las áreas de cobre destinadas a permanecer en la forma final.Un técnico examina las placas para asegurarse de que no se produzcan errores durante esta etapa.Toda la resistencia presente en este punto denota el cobre que emergerá en la PCB terminada.
Este paso solo se aplica a tableros con más de dos capas.Los tableros simples de dos capas saltan a la perforación.Los tableros de múltiples capas requieren más pasos.
Con la fotorresistencia eliminada y la resistencia endurecida cubriendo el cobre que deseamos conservar, la placa pasa a la siguiente etapa: la eliminación del cobre no deseado.Así como la solución alcalina eliminó la resistencia, una preparación química más poderosa elimina el exceso de cobre.El baño de solución de solvente de cobre elimina todo el cobre expuesto.Mientras tanto, el cobre deseado permanece completamente protegido debajo de la capa endurecida de fotorresistencia.
No todas las placas de cobre son iguales.Algunas placas más pesadas requieren mayores cantidades de solvente de cobre y diferentes tiempos de exposición.Como nota al margen, las placas de cobre más pesadas requieren atención adicional para el espaciado de las pistas.La mayoríaPCB estándarbasarse en especificaciones similares.
Ahora que el solvente eliminó el cobre no deseado, la resistencia endurecida que protege al cobre preferido debe lavarse.Otro solvente logra esta tarea.La placa ahora brilla con solo el sustrato de cobre necesario para la PCB.
Con todas las capas limpias y listas, las capas requieren golpes de alineación para garantizar que todas estén alineadas.Los orificios de registro alinean las capas internas con las externas.El técnico coloca las capas en una máquina llamada perforadora óptica, que permite una correspondencia exacta para que los agujeros de registro sean perforados con precisión.
Una vez que las capas se colocan juntas, es imposible corregir cualquier error que ocurra en las capas internas.Otra máquina realiza una inspección óptica automática de los paneles para confirmar la ausencia total de defectos.El diseño original de Gerber, que recibió el fabricante, sirve como modelo.La máquina escanea las capas usando un sensor láser y procede a comparar electrónicamente la imagen digital con el archivo Gerber original.
Si la máquina encuentra inconsistencias, la comparación se muestra en un monitor para que el técnico la evalúe.Una vez que la capa pasa la inspección, pasa a las etapas finales de producción de PCB.
En esta etapa, la placa de circuito toma forma.Todoscapas separadas esperan su unión.Con las capas listas y confirmadas, simplemente necesitan fusionarse.Las capas exteriores deben unirse con el sustrato.El proceso ocurre en dos pasos: capa y unión.
El material de la capa exterior consiste en láminas de fibra de vidrio, preimpregnadas con resina epoxi.La abreviatura de esto se llama prepreg.Una delgada lámina de cobre también cubre la parte superior e inferior del sustrato original, que contiene las huellas de cobre grabadas.Ahora, es el momento de emparedarlos juntos.
La unión ocurre en una mesa de acero pesado con abrazaderas de metal.Las capas encajan de forma segura en pasadores unidos a la mesa.Todo debe encajar perfectamente para evitar que se mueva durante la alineación.
Un técnico comienza colocando una capa de preimpregnado sobre la cuenca de alineación.La capa de sustrato se ajusta sobre el preimpregnado antes de colocar la lámina de cobre.Más láminas de preimpregnado se asientan sobre la capa de cobre.Finalmente, un papel de aluminio y una placa prensada de cobre completan la pila.Ahora está preparado para prensar.
Toda la operación se somete a una rutina automática ejecutada por la computadora de la prensa de unión.La computadora organiza el proceso de calentamiento de la pila, el punto en el que aplicar presión y cuándo permitir que la pila se enfríe a un ritmo controlado.
A continuación, se produce una cierta cantidad de desembalaje.Con todas las capas moldeadas juntas en un súper sándwich de PCB glorioso, el técnico simplemente desempaca el producto de PCB multicapa.Es una simple cuestión de quitar los pasadores de sujeción y desechar la placa de presión superior.La bondad de PCB emerge victoriosa desde dentro de su caparazón de placas de prensa de aluminio.La lámina de cobre, incluida en el proceso, queda para formar las capas exteriores de la PCB.
Finalmente, se perforan agujeros en el tablero de la pila.Todos los componentes programados para venir más tarde, como los orificios de paso de unión de cobre y los aspectos emplomados, se basan en la exactitud de los orificios de perforación de precisión.Los orificios se perforan hasta el ancho de un cabello: el taladro alcanza 100 micrones de diámetro, mientras que el cabello tiene un promedio de 150 micrones.
Para encontrar la ubicación de los objetivos de perforación, un localizador de rayos X identifica los puntos adecuados de los objetivos de perforación.Luego, se perforan los orificios de registro adecuados para asegurar la pila para la serie de orificios más específicos.
Antes de perforar, el técnico coloca una placa de material amortiguador debajo del objetivo de perforación para garantizar que se promulgue una perforación limpia.El material de salida evita roturas innecesarias en las salidas de la broca.
Una computadora controla cada micromovimiento del taladro: es natural que un producto que determina el comportamiento de las máquinas se base en computadoras.La máquina controlada por computadora utiliza el archivo de perforación del diseño original para identificar los puntos adecuados para perforar.
Los taladros utilizan husillos accionados por aire que giran a 150.000 rpm.A esta velocidad, puede pensar que la perforación ocurre en un instante, pero hay muchos agujeros para perforar.Un PCB promedio contiene más de cien puntos intactos.Durante la perforación, cada uno necesita su propio momento especial con el taladro, por lo que lleva tiempo.Los orificios luego albergan las vías y los orificios de montaje mecánico para la PCB.La fijación final de estas piezas se produce más tarde, después del chapado.
Una vez que se completa la perforación, el cobre adicional que recubre los bordes del panel de producción se elimina con una herramienta de perfilado.
Después de taladrar, el panel pasa al revestimiento.El proceso fusiona las diferentes capas mediante deposición química.Tras una limpieza a fondo, el panel se somete a una serie de baños químicos.Durante los baños, un proceso de deposición química deposita una capa delgada, de aproximadamente una micra de espesor, de cobre sobre la superficie del panel.El cobre entra en los agujeros recién perforados.
Antes de este paso, la superficie interior de los orificios simplemente deja al descubierto el material de fibra de vidrio que forma el interior del panel.Los baños de cobre cubren completamente, o platean, las paredes de los agujeros.Por cierto, todo el panel recibe una nueva capa de cobre.Lo más importante, los nuevos agujeros están cubiertos.Las computadoras controlan todo el proceso de inmersión, remoción y procesión.
En el Paso 3, aplicamos fotorresistente al panel.En este paso, lo hacemos de nuevo, excepto que esta vez, creamos una imagen de las capas exteriores del panel con un diseño de PCB.Comenzamos con las capas en una habitación estéril para evitar que los contaminantes se adhieran a la superficie de la capa, luego aplicamos una capa de fotorresistente al panel.El panel preparado pasa a la habitación amarilla.Las luces UV afectan la fotorresistencia.Las longitudes de onda de luz amarilla no transportan niveles de UV suficientes para afectar la fotorresistencia.
Las transparencias de tinta negra se fijan con alfileres para evitar que se desalineen con el panel.Con el panel y la plantilla en contacto, un generador los proyecta con luz ultravioleta alta, lo que endurece la fotorresistencia.Luego, el panel pasa a una máquina que elimina la capa protectora sin endurecer, protegida por la opacidad de la tinta negra.
El proceso se presenta como una inversión al de las capas internas.Finalmente, las placas exteriores se someten a una inspección para garantizar que se eliminó todo el fotorresistente no deseado durante la etapa anterior.
Volvemos a la sala de emplatado.Como hicimos en el Paso 8, electrochapamos el panel con una fina capa de cobre.Las secciones expuestas del panel de la etapa de fotorresistencia de la capa exterior reciben el electrochapado de cobre.Después de los baños de cobreado iniciales, el panel generalmente recibe un estañado, lo que permite eliminar todo el cobre que queda en el tablero programado para ser eliminado.El estaño protege la sección del panel destinada a permanecer cubierta con cobre durante la siguiente etapa de grabado.El grabado elimina la lámina de cobre no deseada del panel.
El estaño protege el cobre deseado durante esta etapa.El cobre expuesto no deseado y el cobre debajo de la capa protectora restante se eliminan.Nuevamente, se aplican soluciones químicas para eliminar el exceso de cobre.Mientras tanto, el estaño protege al preciado cobre durante esta etapa.
Las áreas conductoras y las conexiones están ahora correctamente establecidas.
Antes de aplicar la máscara de soldadura a ambos lados de la placa, los paneles se limpian y cubren con una tinta de máscara de soldadura epoxi.Las placas reciben una ráfaga de luz ultravioleta, que pasa a través de una película fotográfica de máscara de soldadura.Las porciones cubiertas permanecen sin endurecer y se eliminarán.
Finalmente, la placa pasa a un horno para curar la máscara de soldadura.
Para agregar capacidad de soldadura adicional a la PCB, los recubrimos químicamente con oro o plata.Algunas PCB también reciben almohadillas niveladas con aire caliente durante esta etapa.La nivelación del aire caliente da como resultado almohadillas uniformes.Ese proceso conduce a la generación de un acabado superficial.PCBCart puede procesar múltiples tipos deacabado de la superficiesegún las demandas específicas de los clientes.
La placa casi terminada recibe escritura de chorro de tinta en su superficie, que se utiliza para indicar toda la información vital relacionada con la PCB.La PCB finalmente pasa a la última etapa de recubrimiento y curado.
Como precaución final, un técnico realizaPruebas eléctricas en la placa de circuito impreso..El procedimiento automatizado confirma la funcionalidad de la PCB y su conformidad con el diseño original.En PCBCart, ofrecemos una versión avanzada de prueba eléctrica llamada prueba de sonda voladora, que depende de sondas en movimiento para probar el rendimiento eléctrico de cada red en una placa de circuito desnuda.
Ahora hemos llegado al último paso: cortar.Se cortan diferentes tableros del panel original.El método empleado se centra en el uso de un enrutador o una ranura en V.Un enrutador deja pequeñas pestañas a lo largo de los bordes de la placa, mientras que la ranura en V corta canales diagonales a lo largo de ambos lados de la placa.Ambas formas permiten que las tablas salgan fácilmente del panel.
Como puede ver, se dedica mucho trabajo al proceso de fabricación de placas de circuito impreso.Para garantizar que las PCB se fabriquen con la calidad, el rendimiento y la durabilidad esperados, debe elegir un fabricante que tenga un alto nivel de experiencia y se centre en la calidad en cada etapa.
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Solicitudes de archivos PCB o PCBA:
1. Archivos Gerber de la placa PCB desnuda
2. BOM (lista de materiales) para el ensamblaje (por favor, infórmenos si hay alguna sustitución de componentes aceptable).
3. Guía de prueba y accesorios de prueba si es necesario
4. Archivos de programación y herramienta de programación si es necesario
5. Esquema si es necesario
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| ordene la cantidad | 1-300,000,30000 metros cuadrados/metros cuadrados por tablero electrónico del módulo del mes |
| Capa | 1,2,4,6, hasta 40 capas |
| Material | FR-4, epoxi de vidrio, FR4 High Tg, compatible con Rohs, aluminio, Rogers, etc. |
| tipo de placa de circuito impreso | Rígido,flexible,rígido-flexible |
| Forma | Cualquier forma: rectangular, redonda, ranuras, recortes, compleja, irregular |
| Dimensiones máximas de PCB | 20 pulgadas * 20 pulgadas o 500 mm * 500 mm |
| Espesor | 0,2~4,0 mm, flexible 0,01~0,25'' |
| Tolerancia de grosor | ± 10% |
| Espesor de cobre | 0.5-4 onzas |
| Tolerancia de espesor de cobre | ± 0,25 onzas |
| Acabado de la superficie | HASL, níquel, oro Imm, estaño Imm, plata Imm, OSP, etc. |
| Máscara para soldar | Verde, rojo, blanco, amarillo, azul, negro, de doble cara |
| pantalla de seda | Blanco, amarillo, negro o negativo, de doble cara o de una sola cara |
| Ancho de línea mínimo de pantalla de seda | 0,006'' o 0,15 mm |
| Diámetro mínimo del orificio de perforación | 0,01'', 0,25 mm o 10 mil |
| Rastro mínimo/brecha | 0,075 mm o 3 mil |
| corte de placa de circuito impreso | Corte, puntaje V, enrutamiento con pestañas |
| PCB llave en mano | PCB+componentes de abastecimiento+ensamblaje+paquete |
| Detalles de montaje | SMT y Thru-hole, líneas ISO |
| Tiempo de espera | Prototipo: 15 días laborables.Pedido en masa: 20~25 días laborables |
| Pruebas en productos | Prueba de sonda voladora, inspección de rayos X, prueba AOI, prueba funcional |
| Cantidad | Cantidad mínima: 1 pieza.Prototipo, pedido pequeño, pedido en masa, todo OK |
| archivos que necesitamos | PCB: archivos Gerber (CAM, PCB, PCBDOC) |
| Componentes: lista de materiales (lista BOM) | |
| Ensamblaje: archivo Pick-N-Place | |
| Tamaño del panel de PCB | Tamaño mínimo: 0,25*0,25 pulgadas (6*6mm) |
| Tamaño máximo: 20*20 pulgadas (500*500mm) | |
| Tipo de soldadura de PCB | Pasta de soldadura soluble en agua, RoHS sin plomo |
| Detalles de los componentes | Pasivo hasta el tamaño 0201 |
| BGA y VFBGA | |
| Portadores de chips sin cables/CSP | |
| Ensamblaje SMT de doble cara | |
| Paso fino a 0,8 mils | |
| Reparación y reballing de BGA | |
| Retiro y reemplazo de piezas | |
| Paquete de componentes | Cortar cinta, tubo, carretes, piezas sueltas |
| proceso PCBA |
Perforación-----Exposición-----Enchapado-----Etaching Pelado-----Perforación-----Pruebas eléctricas-----SMT-----Onda Soldadura-----Ensamblaje-----ICT-----Prueba de función-----Temperatura - Prueba de humedad |
Certificaciones
Detalles de empaque:
Los PCBA se empaquetan en bolsas de plástico.Las bolsas de plástico se colocan en cajas de cartón pequeñas.4 cajas pequeñas en una caja grande.
Una caja grande: tamaño 35×32×40 cm.
Envío expreso:
FedEx, DHL, UPS, TNT, EMS, líneas privadas, etc.
Transporte aéreo, Transporte marítimo
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