¿Todo el proceso de producción de PCB?
El proceso de fabricación de PCB comienza con un "sustrato" hecho de vidrio epoxi o material similar.
Imagen (moldeado/cableado)
El primer paso en la fabricación es establecer las conexiones entre las piezas. Utilizamos transferencia negativa para mostrar películas de trabajo sobre conductores metálicos. Esta técnica consiste en extender una fina capa de lámina de cobre por toda la superficie, eliminando el exceso. La transferencia de patrones adicional es otro método poco utilizado. Es un método para tender alambre de cobre sólo donde sea necesario, algo en lo que no entraré aquí.
Si se trata de una placa de doble cara, ambos lados del sustrato de la PCB deben cubrirse con una lámina de cobre. Si se fabrica un tablero de varias capas, los tableros se pegarán entre sí en el siguiente paso.
El siguiente diagrama de flujo muestra cómo se sueldan los cables al sustrato.
Imagen (moldeado/creación de líneas), continuación
El fotorresistente positivo está hecho de fotosensibilizador y se disolverá cuando se exponga a la luz (el fotorresistente negativo se descompondrá sin exposición a la luz). Hay muchas formas de tratar el fotorresistente en superficies de cobre, pero el método más común es calentar y enrollar sobre la superficie que contiene el fotorresistente (llamado fotorresistente de película seca). También se puede rociar en forma líquida, pero el tipo de película seca ofrece una resolución más alta y también puede producir alambres más delgados.
El escudo de luz es solo una plantilla para la capa de PCB en la fabricación. Antes de que el fotorresistente de la PCB se exponga a la luz ultravioleta, una fotomáscara que lo cubre evita que ciertas áreas del fotorresistente queden expuestas (suponiendo que se utilice un fotorresistente positivo). Estas áreas cubiertas por fotorresistente se convierten en cableado.
Otras piezas de cobre desnudas que se grabarán después del revelado fotorresistente. Durante el proceso de grabado, la placa se puede sumergir en disolvente de grabado o rociar con disolvente. Los disolventes de grabado más utilizados son el cloruro férrico, el amoníaco alcalino, el ácido sulfúrico más peróxido de hidrógeno y el cloruro de cobre. Después del grabado, se elimina el fotoprotector restante. A esto se le llama procedimiento de decapado.
En la imagen siguiente se puede ver cómo se enrutan los cables de cobre.
Este paso se puede utilizar para enrutar cables en ambos lados al mismo tiempo.
Perforación y enchapado
Si se fabrica una PCB multicapa y contiene vías enterradas o ciegas, cada capa debe perforarse y enchaparse antes de unirlas. Sin este paso, no hay forma de comunicarse entre sí.
Después de perforar la máquina y el equipo de acuerdo con los requisitos de perforación, el interior de la pared del orificio debe galvanizarse (tecnología de orificio pasante revestido, PTH). Después del tratamiento del metal en la pared del agujero, los circuitos internos se pueden conectar entre sí. Antes de galvanizar, se deben eliminar las impurezas de los orificios. Esto se debe a que la resina epoxi producirá algunos cambios químicos cuando se caliente y cubrirá la capa interna de PCB, por lo que debe eliminarse primero. Las acciones de limpieza y enchapado se completarán durante el proceso químico.
Prensado de placa de circuito impreso multicapa
Cada capa debe prensarse formando una placa multicapa. La acción de presionar implica agregar aislamiento entre capas y pegarlas. Si hay varias capas de vías, se debe repetir el proceso para cada capa. El cableado en los lados exteriores de la placa multicapa generalmente se procesa después de presionar la placa multicapa.
Tratamiento de la máscara de soldadura, la superficie de serigrafía y el enchapado en oro
A continuación, cubra el cableado más externo con pintura resistente a la soldadura para que el cableado no entre en contacto con la parte enchapada. Sobre él se imprime una superficie de serigrafía para indicar la ubicación de las distintas piezas. No debe cubrir ningún cableado ni dedos dorados, que puedan reducir la soldabilidad o la estabilidad de la conexión actual. Los dedos dorados suelen estar chapados en oro para garantizar una conexión eléctrica de alta calidad cuando se insertan en la ranura de expansión.
Prueba
Prueba la PCB en busca de cortocircuito o circuito abierto, que puede probarse por medios ópticos o electrónicos. El escaneo óptico se utiliza para encontrar defectos en cada capa, mientras que las pruebas electrónicas suelen utilizar sondas voladoras para inspeccionar todas las conexiones. Las pruebas electrónicas son más precisas para encontrar cortocircuitos o aberturas, pero las pruebas ópticas pueden detectar más fácilmente problemas con espacios incorrectos entre conductores.
Instalación y Soldadura de Piezas
El último paso es instalar y soldar las piezas. Tanto las piezas THT como SMT se montan y colocan en la PCB mediante máquinas y equipos.
Las piezas THT se suelen soldar mediante un método llamado soldadura por ola. Esto permite soldar todos los componentes a la PCB simultáneamente. Primero, corte los pasadores cerca del tablero y dóblelos ligeramente para poder asegurar las piezas. Luego, el PCB se mueve hacia las ondas de agua del cosolvente para que el fondo quede expuesto al codisolvente, lo que elimina el óxido del metal del fondo. Después de calentar la PCB, esta vez muévala sobre la soldadura fundida y completa la soldadura después de tocar la parte inferior.
La soldadura automática de piezas SMT se llama soldadura por reflujo. La pasta de soldadura que contiene fundente y soldadura se procesa una vez después de montar la pieza en la PCB y nuevamente después de calentar la PCB. Una vez que la PCB se ha enfriado, se completa la soldadura y luego se prepara la PCB para la prueba final.