
La fabricación de placas de circuito impreso (PCB) es el proceso de fabricar placas de circuito impreso (PCB) sin componentes electrónicos y ensamblarlas en ellas . Incluye todos los procesos necesarios para el ensamblaje completo de una placa y convertirla en una placa de circuito funcional.
En la fabricación de placas de circuito impreso, se agrupan varias PCB en un solo panel para un procesamiento eficiente. Tras el ensamblaje, se separan ( despanelan ). Diversas técnicas, como la serigrafía y el fotograbado, reproducen los patrones de cobre deseados en las capas de la PCB. Las placas multicapa se crean laminando diferentes capas bajo calor y presión. También se perforan orificios para las vías (conexiones verticales entre capas).
El ensamblaje final consiste en colocar los componentes en la placa de circuito impreso y soldarlos. Este proceso puede incluir tecnología de orificio pasante (en la que el componente atraviesa la placa) o tecnología de montaje superficial (SMT) (en la que el componente se coloca sobre la placa).
Diseño

La fabricación comienza con los datos de fabricación generados por el diseño asistido por computadora y la información de los componentes. Los datos de fabricación se introducen en el software CAM (Fabricación Asistida por Computadora). CAM realiza las siguientes funciones:
- Introducción de los datos de fabricación
- Verificación de los datos
- Compensación por desviaciones en los procesos de fabricación (por ejemplo, escalado para compensar las distorsiones durante la laminación).
- Panelización
- Resultados de las herramientas digitales (patrones de cobre, archivos de perforación, inspección y otros).
Inicialmente, las placas de circuito impreso (PCB) se diseñaban manualmente creando una fotomáscara sobre una lámina de mylar transparente , generalmente con un tamaño dos o cuatro veces mayor al real. A partir del diagrama esquemático, se trazaban las almohadillas de los componentes sobre el mylar y, a continuación, se realizaban las conexiones entre ellas. La transferencia en seco de huellas de componentes comunes mejoraba la eficiencia. Las pistas se realizaban con cinta autoadhesiva. Las cuadrículas preimpresas no reproducibles sobre el mylar facilitaban el diseño. La fotomáscara final se reproducía mediante fotolitografía sobre una capa de fotorresina en las placas de cobre en blanco.

Las PCB modernas se diseñan con software de diseño específico, generalmente siguiendo los siguientes pasos: [ 1 ] [ 2 ]
- Captura de esquemas mediante una herramienta de automatización del diseño electrónico ( EDA ).
- Las dimensiones y la plantilla de la tarjeta se deciden en función del circuito requerido y la carcasa de la placa de circuito impreso (PCB).
- Se determinan las posiciones de los componentes y los disipadores de calor .
- Se define la estructura de capas de la PCB, con entre una y decenas de capas según la complejidad. Se definen los planos de tierra y de alimentación. Un plano de alimentación es el equivalente a un plano de tierra y actúa como tierra de señal de CA , a la vez que proporciona alimentación de CC a los circuitos montados en la PCB. Las interconexiones de señal se trazan en los planos de señal. Los planos de señal pueden estar tanto en las capas externas como internas. Para un rendimiento óptimo de EMI, las señales de alta frecuencia se enrutan en capas internas entre los planos de alimentación o de tierra. [ 3 ]
- La impedancia de línea se determina mediante el espesor de la capa dieléctrica, el espesor del cobre de enrutamiento y el ancho de la pista. La separación entre pistas también se tiene en cuenta en el caso de señales diferenciales. Para el enrutamiento de señales se pueden utilizar líneas microstrip , stripline o dual stripline.
- Se colocan los componentes. Se tienen en cuenta las consideraciones térmicas y la geometría. Se marcan las vías y las almohadillas de contacto.
- Las pistas de señal se enrutan . Las herramientas de automatización del diseño electrónico suelen crear automáticamente los espacios libres y las conexiones en los planos de alimentación y tierra.
- Los datos de fabricación consisten en un conjunto de archivos en formato Gerber , un archivo de perforación y un archivo de colocación de piezas. [ 2 ]
Panelización
Varias placas de circuito impreso pequeñas se pueden agrupar para su procesamiento como un panel. Un panel que consta de un diseño duplicado n veces también se llama panel n , mientras que un multipanel combina varios diseños diferentes en un solo panel. La tira de herramientas exterior a menudo incluye orificios de herramientas , un conjunto de marcas de referencia del panel , una muestra de prueba y puede incluir un vertido de cobre rayado o patrones similares para una distribución uniforme del cobre en todo el panel y así evitar la flexión. Los ensambladores a menudo montan los componentes en paneles en lugar de PCB individuales porque esto es más eficiente. La panelización también puede ser necesaria para placas con componentes ubicados cerca de un borde de la placa, ya que de lo contrario la placa no podría montarse durante el ensamblaje. La mayoría de los talleres de ensamblaje requieren un área libre de al menos 10 mm alrededor de la placa.
Desmontaje de paneles
El panel se divide finalmente en placas de circuito impreso individuales a lo largo de perforaciones o ranuras [ 4 ] mediante fresado o corte. En los paneles fresados, la distancia habitual entre las placas individuales es de 2 a 3 mm. Actualmente, el despanelado se realiza a menudo con láser, que corta la placa sin contacto. El despanelado láser reduce la tensión en los circuitos frágiles, lo que mejora el rendimiento de las unidades sin defectos.
Diseño de cobre
El primer paso consiste en replicar el patrón del sistema CAM del fabricante sobre una máscara protectora en las capas de la placa de circuito impreso de lámina de cobre. El grabado posterior elimina el cobre no deseado que no está protegido por la máscara. (Alternativamente, se puede aplicar tinta conductora mediante inyección de tinta sobre una placa en blanco (no conductora). Esta técnica también se utiliza en la fabricación de circuitos híbridos ).
- La serigrafía utiliza tintas resistentes al grabado para crear la mascarilla protectora.
- El fotograbado utiliza una fotomáscara y un revelador para eliminar selectivamente una capa de fotorresina sensible a los rayos UV y así crear una máscara de fotorresina que protegerá el cobre subyacente. En ocasiones, se utilizan técnicas de imagen directa para requisitos de alta resolución. Se han realizado experimentos con fotorresina térmica. [ 5 ] En lugar de una fotomáscara, se puede utilizar un láser. Esto se conoce como litografía sin máscara o imagen directa.
- El fresado de PCB utiliza un sistema de fresado mecánico de dos o tres ejes para eliminar la lámina de cobre del sustrato. Una fresadora de PCB (conocida como "prototipadora de PCB") funciona de forma similar a un plotter , recibiendo comandos del software principal que controlan la posición del cabezal de fresado en los ejes x, y y (si procede) z.
- La ablación láser de la resina consiste en rociar pintura negra sobre un laminado revestido de cobre y, a continuación, colocar la placa en un plotter láser CNC . El láser escanea la placa de circuito impreso y ablaciona (vaporiza) la pintura en las zonas donde no se desea la resina. (Nota: la ablación láser de cobre se utiliza con poca frecuencia y se considera experimental ) .
- El grabado láser permite eliminar el cobre directamente mediante un láser CNC. Al igual que el fresado de PCB descrito anteriormente, este método se utiliza principalmente para la creación de prototipos.
- El grabado por electroerosión utiliza una descarga eléctrica para eliminar un metal de un sustrato sumergido en un fluido dieléctrico .
El método elegido depende del número de placas que se vayan a producir y de la resolución requerida:
- Gran volumen:
- Impresión serigráfica: se utiliza para placas de circuito impreso con características más grandes.
- Fotograbado: se utiliza cuando se requieren detalles más finos.
- Volumen pequeño:
- Imprima sobre una película transparente y utilícela como fotomáscara junto con placas fotosensibilizadas; luego, grabe. (Alternativamente, utilice un fotoplotter de película).
- ablación por resistencia láser
- Fresado de PCB
- Grabado láser
- Aficionado:
- Resistencia impresa con láser: Imprima con láser sobre papel de transferencia de tóner, transfiera con calor mediante una plancha o una laminadora modificada sobre laminado desnudo, sumerja en baño de agua, retoque con un marcador y luego grabe.
- Película de vinilo y material resistente, marcador no lavable, otros métodos. Requiere mucha mano de obra, solo apto para tableros individuales.
Aguafuerte


El proceso mediante el cual se aplican trazas de cobre a la superficie se conoce como grabado, siguiendo el método sustractivo del proceso, aunque también existen métodos aditivos y semiaditivos.
Los métodos sustractivos eliminan el cobre de una placa totalmente recubierta de cobre para dejar solo el patrón de cobre deseado. El método más simple, utilizado para la producción a pequeña escala y a menudo por aficionados, es el grabado por inmersión, en el que la placa se sumerge en una solución de grabado como el cloruro férrico . En comparación con los métodos utilizados para la producción en masa, el tiempo de grabado es largo. Se puede aplicar calor y agitación al baño para acelerar la velocidad de grabado. En el grabado por burbujas, se pasa aire a través del baño de grabado para agitar la solución y acelerar el grabado. El grabado por salpicadura utiliza una paleta accionada por motor para salpicar las placas con el grabador; el proceso se ha vuelto comercialmente obsoleto ya que no es tan rápido como el grabado por pulverización. En el grabado por pulverización, la solución de grabador se distribuye sobre las placas mediante boquillas y se recircula mediante bombas. El ajuste del patrón de boquillas, el caudal, la temperatura y la composición del grabador proporciona un control predecible de las velocidades de grabado y altas tasas de producción. [ 6 ] A medida que se consume más cobre de las placas, el grabador se satura y es menos efectivo; Los distintos agentes de grabado tienen diferentes capacidades para el cobre, algunos hasta 150 gramos de cobre por litro de solución. En uso comercial, los agentes de grabado se pueden regenerar para restaurar su actividad, y el cobre disuelto se recupera y se vende. El grabado a pequeña escala requiere atención a la eliminación del agente de grabado usado, que es corrosivo y tóxico debido a su contenido metálico. [ 7 ] El agente de grabado elimina el cobre en todas las superficies no protegidas por la resina. El "socavamiento" ocurre cuando el agente de grabado ataca el borde delgado del cobre debajo de la resina; esto puede reducir el ancho de los conductores y causar circuitos abiertos . Se requiere un control cuidadoso del tiempo de grabado para evitar el socavamiento. Cuando se utiliza un recubrimiento metálico como resina, puede "sobresalir", lo que puede causar cortocircuitos entre pistas adyacentes cuando están muy espaciadas. El sobresaliente se puede eliminar cepillando la placa con un cepillo de alambre después del grabado. [ 6 ]
En los métodos aditivos, el patrón se deposita electrolíticamente sobre un sustrato desnudo mediante un proceso complejo. La ventaja del método aditivo es que se necesita menos material y se generan menos residuos. En el proceso aditivo completo, el laminado desnudo se cubre con una película fotosensible que se fotografió (se expuso a la luz a través de una máscara y luego se reveló, eliminando la película no expuesta). Las áreas expuestas se sensibilizaron en un baño químico, que generalmente contiene paladio y es similar al utilizado para el recubrimiento de orificios pasantes, lo que permite que el área expuesta pueda unirse a iones metálicos. Posteriormente, el laminado se recubre con cobre en las áreas sensibilizadas. Una vez retirada la máscara, la placa de circuito impreso (PCB) está terminada.
El proceso semiaditivo es el más común: la placa sin patrón ya tiene una fina capa de cobre. A continuación, se aplica una máscara inversa (a diferencia de una máscara de proceso sustractivo, esta máscara expone las partes del sustrato que eventualmente se convertirán en las pistas). Luego se deposita cobre adicional sobre la placa en las áreas sin máscara; el cobre puede depositarse con el peso deseado. Posteriormente, se aplican recubrimientos de estaño-plomo u otros recubrimientos superficiales. Se retira la máscara y un breve paso de grabado elimina el laminado de cobre original expuesto de la placa, aislando las pistas individuales. Algunas placas de una sola cara con orificios metalizados se fabrican de esta manera. General Electric fabricó radios de consumo a finales de la década de 1960 utilizando placas aditivas. El proceso (semi)aditivo se utiliza comúnmente para placas multicapa, ya que facilita el metalizado de los orificios para producir vías conductoras en la placa de circuito.
El grabado industrial se realiza generalmente con persulfato de amonio o cloruro férrico . Para los orificios metalizados pasantes (PTH ), se realizan pasos adicionales de deposición química después de perforar los orificios; luego se electrodeposita cobre para aumentar el espesor, se serigrafían las placas y se recubren con estaño/plomo. El estaño/plomo actúa como fotorresina, dejando el cobre expuesto para su posterior grabado. [ 8 ]
Laminación

Las placas de circuitos impresos multicapa tienen capas de pistas en su interior. Esto se logra laminando una pila de materiales en una prensa, aplicando presión y calor durante un tiempo determinado. El resultado es un producto de una sola pieza inseparable. Por ejemplo, una PCB de cuatro capas se puede fabricar partiendo de un laminado de cobre de doble cara, grabando los circuitos en ambas caras y luego laminando las capas superior e inferior de preimpregnado y lámina de cobre. A continuación, se perfora, se metaliza y se vuelve a grabar para obtener las pistas en las capas superior e inferior. [ 9 ]
Las capas internas se someten a una inspección mecánica completa antes de la laminación, ya que los errores no se pueden corregir posteriormente. Las máquinas de inspección óptica automática (AOI) comparan una imagen de la placa con la imagen digital generada a partir de los datos de diseño originales. Las máquinas de conformado óptico automatizado (AOS) pueden luego agregar cobre faltante o eliminar el exceso de cobre mediante un láser, reduciendo la cantidad de PCB que deben desecharse. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Las pistas de PCB pueden tener un ancho de tan solo 10 micrómetros.
Perforación

Los orificios en una placa de circuito impreso (PCB) se suelen perforar con brocas recubiertas de carburo de tungsteno . Se utiliza este recubrimiento porque los materiales de la placa son abrasivos. Las brocas de acero de alta velocidad se desafilarían rápidamente, dañando el cobre y arruinando la placa. La perforación se realiza con máquinas perforadoras controladas por ordenador, utilizando una lima de perforación o una lima Excellon que describe la ubicación y el tamaño de cada orificio.
Vías
Los orificios pueden hacerse conductores mediante galvanoplastia o la inserción de ojales metálicos huecos para conectar las capas de la placa. Algunos orificios conductores están destinados a la inserción de terminales de componentes pasantes. Otros, utilizados para conectar las capas de la placa, se denominan vías .
Microvías
Cuando se requieren vías con un diámetro inferior a 76,2 micrómetros, la perforación con brocas mecánicas resulta imposible debido al elevado desgaste y rotura. En este caso, las vías pueden perforarse mediante láser (evaporación láser) . Las vías perforadas con láser suelen presentar un acabado superficial inferior en el interior del orificio. Estos orificios se denominan microvías y pueden tener diámetros de tan solo 10 micrómetros. [ 13 ] [ 14 ]
Vías ciegas y enterradas
También es posible, mediante perforación de profundidad controlada , perforación láser o perforación previa de las láminas individuales de la PCB antes de la laminación, producir orificios que conecten solo algunas de las capas de cobre, en lugar de atravesar toda la placa. Estos orificios se denominan vías ciegas cuando conectan una capa interna de cobre con una capa externa, o vías enterradas cuando conectan dos o más capas internas de cobre y ninguna capa externa. Las máquinas de perforación láser pueden perforar miles de orificios por segundo y pueden utilizar láseres UV o de CO₂ . [ 15 ] [ 16 ]
Las paredes de los orificios de las placas con dos o más capas pueden hacerse conductoras y luego recubrirse electrolíticamente con cobre para formar orificios pasantes metalizados . Estos orificios conectan eléctricamente las capas conductoras de la placa de circuito impreso.
Frotis
En placas multicapa, aquellas con tres o más capas, la perforación suele producir una mancha de los productos de descomposición a alta temperatura del agente adhesivo en el sistema laminado. Antes de poder metalizar los orificios, esta mancha debe eliminarse mediante un proceso químico de eliminación de manchas o mediante grabado por plasma . El proceso de eliminación de manchas garantiza una buena conexión con las capas de cobre al metalizar el orificio. En placas de alta fiabilidad, se realiza un proceso llamado grabado posterior mediante un grabado químico con un agente de grabado a base de permanganato de potasio o mediante grabado por plasma. El grabado posterior elimina la resina y las fibras de vidrio, de modo que las capas de cobre se extienden dentro del orificio y, al metalizarlo, se integran con el cobre depositado.
Galvanoplastia y recubrimiento

La selección adecuada del recubrimiento o acabado superficial puede ser fundamental para el rendimiento del proceso, la cantidad de retrabajo, la tasa de fallas en el campo y la confiabilidad. [ 17 ]
Las PCB pueden estar chapadas con soldadura, estaño u oro sobre níquel. [ 18 ] [ 19 ]
Después de grabar las placas de circuito impreso y enjuagarlas con agua, se aplica la máscara de soldadura y, a continuación, cualquier cobre expuesto se recubre con soldadura, níquel/oro u otro recubrimiento anticorrosión. [ 20 ]
Es importante utilizar soldadura compatible tanto con la placa de circuito impreso (PCB) como con los componentes utilizados. Un ejemplo es la matriz de rejilla de bolas (BGA), donde se utilizan bolas de soldadura de estaño-plomo para las conexiones, ya que estas se desprenden al entrar en contacto con pistas de cobre desnudo, o bien se utiliza pasta de soldadura sin plomo.
Otros recubrimientos utilizados son el conservante orgánico de soldabilidad (OSP), plata por inmersión (IAg), estaño por inmersión (ISn), recubrimiento de níquel químico oro por inmersión (ENIG), níquel químico paladio químico oro por inmersión (ENEPIG), nivelación de soldadura por aire caliente (HASL) y chapado directo en oro (sobre níquel). Los conectores de borde , colocados a lo largo de un borde de algunas placas, a menudo se niquelan y luego se chapan en oro usando ENIG. Otra consideración del recubrimiento es la rápida difusión del metal de recubrimiento en la soldadura de estaño. El estaño forma intermetálicos como Cu 6 Sn 5 y Ag 3 Cu que se disuelven en el liquidus o solidus del estaño (a 50 °C), eliminando el recubrimiento superficial o dejando huecos.
La migración electroquímica (ECM) es el crecimiento de filamentos metálicos conductores sobre o dentro de una placa de circuito impreso (PCB) bajo la influencia de una tensión de polarización de CC. [ 21 ] [ 22 ] Se sabe que la plata, el zinc y el aluminio desarrollan filamentos bajo la influencia de un campo eléctrico. La plata también desarrolla caminos superficiales conductores en presencia de haluros y otros iones, lo que la convierte en una mala opción para uso electrónico. El estaño desarrollará filamentos debido a la tensión en la superficie chapada. El chapado de estaño-plomo o soldadura también desarrolla filamentos, que se reducen al disminuir el porcentaje de estaño. El reflujo para fundir la soldadura o el chapado de estaño para aliviar la tensión superficial reduce la incidencia de filamentos. Otro problema del recubrimiento es la peste del estaño , la transformación del estaño en un alótropo pulverulento a baja temperatura. [ 23 ]
Aplicación de máscara de soldadura


Las áreas que no deben soldarse pueden cubrirse con una máscara de soldadura . Esta máscara es la que da a las PCB su característico color verde, aunque también está disponible en otros colores, como rojo, azul, morado, amarillo, negro y blanco. Una de las máscaras de soldadura más comunes en la actualidad se denomina "LPI" ( máscara de soldadura fotoimprimible líquida ). [ 24 ] Se aplica un recubrimiento fotosensible a la superficie de la PCB, se expone a la luz a través de la película de imagen de la máscara de soldadura y, finalmente, se revela, eliminando las áreas no expuestas. La máscara de soldadura de película seca es similar a la película seca utilizada para crear la imagen de la PCB para el chapado o el grabado. Tras ser laminada a la superficie de la PCB, se crea la imagen y se revela como LPI. Anteriormente, pero ya no se utiliza comúnmente debido a su baja precisión y resolución, se utilizaba la serigrafía con tinta epoxi. Además de repeler la soldadura, la máscara de soldadura también protege del medio ambiente el cobre que, de otro modo, estaría expuesto.
Leyenda (serigrafía)
La leyenda (también conocida como serigrafía ) suele imprimirse en una o ambas caras de la placa de circuito impreso ( PCB). Contiene los identificadores de los componentes , la configuración de los interruptores, los puntos de prueba y otras indicaciones útiles para el montaje, las pruebas, el mantenimiento y, en ocasiones, el uso de la placa.
Existen tres métodos para imprimir la leyenda:
- La serigrafía con tinta epoxi era el método establecido, lo que dio lugar al nombre alternativo.
- La impresión fotográfica en líquidos es un método más preciso que la serigrafía.
- La impresión por inyección de tinta se utiliza cada vez más. Las impresoras de inyección de tinta pueden imprimir datos variables, únicos para cada unidad de PCB, como texto, un número de serie o un código de barras .
Prueba de placa desnuda
Las placas sin componentes instalados suelen someterse a pruebas de placa desnuda para detectar cortocircuitos y circuitos abiertos. Esto se denomina prueba eléctrica o e-test de PCB . Un cortocircuito es una conexión entre dos puntos que no deberían estar conectados. Un circuito abierto es una conexión faltante entre puntos que sí deberían estar conectados. Para pruebas de alto volumen, un adaptador de aguja rígido hace contacto con las almohadillas de cobre de la placa. [ 25 ] El accesorio o adaptador representa un costo fijo significativo, y este método solo es económico para producciones de alto volumen o alto valor. Para producciones de volumen pequeño o mediano, se utilizan probadores de sonda volante, donde las sondas de prueba se mueven sobre la placa mediante un accionamiento XY para hacer contacto con las almohadillas de cobre. No se necesita un accesorio, por lo que los costos fijos son mucho menores. El sistema CAM indica al probador eléctrico que aplique un voltaje a cada punto de contacto según sea necesario y que verifique que este voltaje aparezca en los puntos de contacto apropiados y solo en estos.
Asamblea
Cuando una PCB no tiene componentes instalados, se la denomina de forma menos ambigua placa de cableado impreso ( PWB ) o placa de cableado grabado . [ 26 ] Sin embargo, el término "placa de cableado impreso" ha caído en desuso. Una PCB con componentes electrónicos se denomina conjunto de circuito impreso ( PCA ), conjunto de placa de circuito impreso o conjunto de PCB ( PCBA ). En el uso informal, el término "placa de circuito impreso" suele referirse a un "conjunto de circuito impreso" (con componentes). El término preferido por la IPC para una placa ensamblada es conjunto de tarjeta de circuito ( CCA ), [ 27 ] y para un plano posterior ensamblado es conjunto de plano posterior . "Tarjeta" es otro término informal ampliamente utilizado para un "conjunto de circuito impreso", por ejemplo, en una tarjeta de expansión . [ 28 ] [ 29 ]
En la tecnología de orificio pasante , los terminales de los componentes se insertan en orificios rodeados de almohadillas conductoras ; los orificios mantienen los componentes en su lugar. En la tecnología de montaje superficial (SMT), el componente se coloca en la PCB de manera que los pines se alineen con las almohadillas conductoras o se apoyen en las superficies de la PCB; la pasta de soldadura, que se aplicó previamente a las almohadillas, mantiene los componentes en su lugar temporalmente; si los componentes de montaje superficial se aplican a ambas caras de la placa, los componentes de la cara inferior se pegan a la placa. Tanto en la tecnología de orificio pasante como en la de montaje superficial, los componentes se sueldan ; una vez enfriados y solidificados, la soldadura mantiene los componentes en su lugar de forma permanente y los conecta eléctricamente a la placa. [ 30 ]
Existen diversas técnicas de soldadura para fijar componentes a una PCB. La producción en grandes volúmenes se realiza generalmente con una máquina de colocación de componentes y soldadura por ola masiva para componentes de orificio pasante o con hornos de reflujo para componentes SMT o de orificio pasante. Sin embargo, técnicos cualificados pueden soldar manualmente componentes muy pequeños (por ejemplo, encapsulados 0201 de 0,02 pulg. x 0,01 pulg.) [ 31 ] bajo un microscopio , utilizando pinzas y un soldador de punta fina , para prototipos de pequeño volumen. La soldadura selectiva puede utilizarse para componentes delicados. Algunos componentes SMT no se pueden soldar a mano, como los encapsulados BGA ( Ball Grid Array ). Todos los componentes de orificio pasante se pueden soldar a mano, lo que los hace ideales para la creación de prototipos donde el tamaño, el peso y el uso de los componentes exactos que se utilizarían en la producción en grandes volúmenes no son un problema.
A menudo, es necesario combinar la construcción con orificios pasantes y la de montaje superficial en un solo ensamblaje, ya que algunos componentes requeridos solo están disponibles en encapsulados de montaje superficial, mientras que otros solo lo están en encapsulados con orificios pasantes. Incluso si todos los componentes están disponibles en encapsulados con orificios pasantes, puede ser conveniente aprovechar las reducciones de tamaño, peso y costo que se pueden obtener al usar algunos dispositivos de montaje superficial disponibles. Otra razón para usar ambos métodos es que el montaje con orificios pasantes puede proporcionar la resistencia necesaria para componentes que probablemente soporten esfuerzos físicos (como conectores que se conectan y desconectan con frecuencia o que se conectan a cables que se espera que ejerzan un esfuerzo considerable en la interfaz PCB-conector), mientras que los componentes que no se manipulan ocuparán menos espacio con las técnicas de montaje superficial. Para una comparación más detallada, consulte la página de SMT .
Pruebas finales
Una vez que el tablero esté poblado, se puede probar de diversas maneras:
- Mientras la alimentación está apagada, se realiza una inspección visual y una inspección óptica automatizada . Las directrices JEDEC para la colocación, soldadura e inspección de componentes de PCB se utilizan habitualmente para mantener el control de calidad en esta etapa de la fabricación de PCB.
- Mientras la alimentación está apagada, análisis de firma analógica , prueba sin alimentación .
- Mientras la alimentación está encendida, se puede realizar una prueba en circuito , donde se pueden tomar mediciones físicas (por ejemplo, de voltaje).
- Con la alimentación encendida, realice una prueba funcional para comprobar si la placa de circuito impreso (PCB) hace lo que se diseñó para hacer.
Para facilitar estas pruebas, las placas de circuito impreso (PCB) pueden diseñarse con almohadillas adicionales para realizar conexiones temporales. En ocasiones, estas almohadillas deben aislarse con resistencias. La prueba en circuito también puede evaluar las funciones de escaneo de límites de algunos componentes. Los sistemas de prueba en circuito también pueden utilizarse para programar componentes de memoria no volátil en la placa.
En las pruebas de escaneo de límites, los circuitos de prueba integrados en varios circuitos integrados (CI) de la placa forman conexiones temporales entre las pistas de la PCB para comprobar que los CI estén montados correctamente. Las pruebas de escaneo de límites requieren que todos los CI que se van a probar utilicen un procedimiento de configuración de prueba estándar, siendo el más común el estándar del Joint Test Action Group ( JTAG ). La arquitectura de prueba JTAG proporciona un medio para probar las interconexiones entre circuitos integrados en una placa sin utilizar sondas de prueba físicas, utilizando circuitos en los CI para emplear los propios pines de los CI como sondas de prueba. Los proveedores de herramientas JTAG ofrecen diversos tipos de estímulos y algoritmos sofisticados, no solo para detectar las redes defectuosas, sino también para aislar las fallas en redes, dispositivos y pines específicos.
Cuando las placas no superan la prueba, los técnicos pueden desoldar y reemplazar los componentes defectuosos, una tarea conocida como retrabajo .
Herramienta o máquina:
Protección y embalaje
Las placas de circuito impreso ( PCB) destinadas a entornos extremos suelen tener un recubrimiento de conformación , que se aplica por inmersión o pulverización después de soldar los componentes. Este recubrimiento previene la corrosión, las fugas de corriente y los cortocircuitos causados por la condensación. Los primeros recubrimientos de conformación eran de cera ; los modernos suelen consistir en inmersiones en soluciones diluidas de caucho de silicona, poliuretano, acrílico o epoxi. Otra técnica para aplicar un recubrimiento de conformación consiste en pulverizar plástico sobre la PCB en una cámara de vacío. La principal desventaja de los recubrimientos de conformación es que dificultan enormemente el mantenimiento de la placa. [ 32 ]
Muchas placas de circuito impreso ensambladas son sensibles a la electricidad estática , por lo que deben colocarse en bolsas antiestáticas durante el transporte. Al manipular estas placas, el usuario debe estar conectado a tierra . Una manipulación inadecuada puede transmitir una carga estática acumulada a través de la placa, dañando o destruyendo componentes. El daño podría no afectar inmediatamente el funcionamiento, pero podría provocar fallos prematuros posteriormente, causar fallos de funcionamiento intermitentes o reducir el rango de condiciones ambientales y eléctricas bajo las cuales la placa funciona correctamente.
Véase también
Portal de fabricación
Referencias
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