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Las placas de circuito impreso (PCB) son componentes esenciales en dispositivos electrónicos y se utilizan para conectar y proporcionar energía a varios componentes electrónicos. Los PCB multicapa se utilizan en dispositivos electrónicos más complejos, como computadoras, teléfonos inteligentes y equipos médicos. El proceso de fabricación de PCB multicapa es más complejo que el de los PCB de una sola capa y requiere tecnología avanzada y experiencia. En este artículo, proporcionaremos una guía sencilla para ayudarte a comprender el proceso de fabricación de PCB multicapa.

En este artículo, te ofreceremos 10 sencillos consejos sobre el proceso de fabricación de PCB multicapa, explicando el proceso y los pasos específicos para fabricar placas multicapa.

multilayer circuit board

En primer lugar, ¿cuántos pasos hay en el proceso de fabricación de PCB multicapa? La respuesta es 10 pasos, que incluyen diseño, producción de capas internas, perforación, plateado químico de cobre, laminación, prensado, procesamiento gráfico de capas externas, plateado químico de capas externas, endurecimiento y procesamiento final. A continuación, te daré una breve introducción a estos 10 procesos para ayudarte a comprenderlos rápidamente.

Proceso de fabricación de PCB multicapa

Multilayer PCB Manufacturing Process

Diseño de PCB multicapa

Los ingenieros de diseño de fabricantes de PCB utilizan software de diseño de PCB para el diseño del diagrama de circuito y el diseño del diseño de PCB. El ingeniero de diseño elegirá un software de diseño de PCB adecuado, como Altium Designer, Eagle PCB, etc., según las necesidades. Después de seleccionar el software de diseño de PCB, el ingeniero creará un nuevo proyecto de PCB en el software, establecerá el tamaño de la placa, el número de capas, los materiales, etc. Luego, el ingeniero dibujará el diagrama de circuito en el software, agregará componentes, líneas de conexión y establecerá los atributos y valores de los componentes. Finalmente, se generará una lista de redes para el diseño y el cableado posteriores.

A continuación, viene la fase de diseño del diseño, donde se colocan los componentes según sus relaciones de conexión en el diagrama de circuito, y se establece la posición, orientación, espaciado, etc. de cada componente. Después de completar el diseño, se lleva a cabo el cableado para conectar las líneas de conexión entre los componentes con cables o trazas. Después de completar el cableado, se añaden la serigrafía, las almohadillas de soldadura y otras marcas y componentes. Después de completar estos pasos, se realiza una verificación de reglas de diseño para asegurarse de que el diseño y el cableado cumplan con los requisitos y estándares de fabricación de PCB.

Finalmente, se generan los archivos Gerber para la fabricación de la placa PCB. En cuanto a los archivos Gerber, uno podría preguntar: ¿qué es un archivo Gerber?

What is a Gerber file

Los archivos Gerber son un formato de archivo estándar utilizado para la fabricación de PCB. Contienen información gráfica sobre varias capas de la PCB, como componentes, trazas, almohadillas, serigrafía y más. Los archivos Gerber se generan típicamente mediante software de diseño de PCB y se utilizan para transmitir la información gráfica y los requisitos de fabricación de la PCB a los fabricantes de PCB.

Los archivos Gerber constan de varios archivos, que incluyen:

Capa superior: contiene información sobre los componentes, trazas, almohadillas y otras características de la capa superior de la PCB.

Capa inferior: contiene información sobre los componentes, trazas, almohadillas y otras características de la capa inferior de la PCB.

Capa de serigrafía: contiene información sobre la serigrafía en la PCB, como nombres y ubicaciones de componentes.

Capa de máscara de soldadura: contiene información sobre la posición y forma de las almohadillas de soldadura en la PCB.

Archivo de perforación: contiene información sobre las ubicaciones y tamaños de los orificios que deben perforarse en la PCB.

Los archivos Gerber son una parte esencial del proceso de fabricación de PCB. Convierten el diagrama de circuito diseñado por el diseñador de PCB en información gráfica que los fabricantes pueden entender y utilizar para producir la PCB. Los fabricantes utilizan los archivos Gerber para producir PCBs y seguir los requisitos especificados en los archivos Gerber durante el proceso de fabricación, perforación, grabado de cobre y otros procesos de fabricación.

Producción de capas internas de PCB multicapa

En primer lugar, el fabricante necesita preparar materiales como tela de fibra de vidrio, lámina de cobre, prepeg y resina. Luego, se limpia la superficie de la tela de fibra de vidrio para asegurarse de que la lámina de cobre pueda adherirse firmemente a ella. A continuación, se aplica una capa de prepeg sobre la superficie de la tela de fibra de vidrio, lo que puede mejorar las propiedades físicas y la durabilidad de la tela de fibra de vidrio. La tela de fibra de vidrio recubierta de prepeg se coloca en un horno para secarse por completo. Después del secado, el fabricante coloca la lámina de cobre sobre el prepeg y la prensa con una máquina laminadora para unirlos. Este paso permite que la lámina de cobre se adhiera firmemente al prepeg y forme una placa de capa interna. Finalmente, el fabricante utiliza una máquina de corte para cortar la placa de capa interna al tamaño y forma requeridos para el procesamiento posterior.

Perforación multicapa

En primer lugar, el fabricante selecciona brocas adecuadas y establece el diámetro y la profundidad de las brocas según las especificaciones de diseño de PCB multicapa. Las brocas se distinguen por diferentes colores para que coincidan con la máquina. A continuación, el PCB multicapa se coloca en la máquina de perforación y se alinea con las posiciones que deben perforarse ópticamente o mecánicamente. La máquina de perforación se utiliza para perforar agujeros, y la velocidad y profundidad de perforación deben ajustarse según las especificaciones de diseño de PCB multicapa. Durante el proceso de perforación, es necesario controlar la profundidad de perforación para evitar dañar la placa de capa interna. Después de la perforación, es necesario limpiar el PCB para eliminar los residuos y desperdicios. La calidad de la perforación debe inspeccionarse para asegurarse de que el diámetro y la profundidad de todos los agujeros cumplan con las especificaciones de diseño de PCB multicapa.

Plateado químico multicapa de cobre

La placa de circuito impreso producida se limpia para eliminar la suciedad y la grasa de la superficie. Por lo general, se utilizan agentes de limpieza alcalinos o ácidos para la limpieza. Después de la limpieza, se recubre una capa de agente anticorrosivo en la superficie de la placa de circuito impreso para proteger las áreas no conductoras de la placa de circuito impreso del plateado con cobre. Para facilitar el proceso de plateado con cobre posterior, el fabricante recubrirá una capa de catalizador en la superficie de la placa de circuito impreso. Luego, la placa de circuito impreso se coloca en un tanque de plateado químico con cobre, y se recubre una capa de cobre en la superficie de la placa de circuito impreso mediante una reacción electroquímica. Este proceso necesita controlar parámetros como temperatura, corriente y tiempo para asegurar la uniformidad y calidad del cobre.

Inmediatamente después del plateado con cobre, hay residuos e impurezas en la superficie de la placa de circuito impreso, que deben limpiarse y eliminarse. Luego, se utilizan sustancias químicas para eliminar el agente anticorrosivo y el catalizador en la superficie de la placa de circuito impreso. Finalmente, se inspecciona la placa de circuito impreso plateada químicamente para asegurarse de que el grosor y la uniformidad del cobre cumplan con las especificaciones de diseño de PCB.

Apilamiento multicapa

Antes del apilamiento, las capas internas preparadas deben limpiarse y someterse a protección contra la corrosión para asegurar la lisura y limpieza de la superficie de cobre. Se deben preparar las capas de prepreg requeridas según las especificaciones de diseño de PCB. A continuación, el proceso de apilamiento implica ensamblar las capas internas preparadas y las capas de prepreg según las especificaciones de diseño de PCB.

Cada capa debe presionarse juntas utilizando una máquina laminadora para asegurar una fuerte adhesión entre las capas. Después del apilamiento, la placa multicapa debe secarse y perforarse. Se coloca en un horno para secarse y se establecen los orificios de perforación según las especificaciones de diseño de PCB. Luego, se recubre químicamente la placa multicapa con cobre para mejorar su conductividad y resistencia a la corrosión. Finalmente, los bordes de la placa multicapa se someten a recorte y tratamiento superficial para eliminar las partes innecesarias y garantizar el cumplimiento de las especificaciones de diseño de PCB y los procesos posteriores de impresión y soldadura.

Laminado multicapa

Preparar las capas internas, las capas de prepreg y los materiales auxiliares como placas de prensa y espaciadores para el laminado. Aplicar la capa de prepreg sobre la superficie de cobre de las capas internas, asegurando un recubrimiento uniforme. Apilar las capas internas recubiertas de prepreg juntas, colocando espaciadores entre cada capa para mantener la distancia y el espacio deseado según las especificaciones de diseño de PCB.

Colocar las placas multicapa apiladas en las placas de prensa y utilizar una máquina laminadora para el laminado. Durante el proceso de laminado, es necesario controlar parámetros como la presión, la temperatura y el tiempo para asegurar una fuerte adhesión entre las capas. Después de completar el laminado, las placas multicapa se colocan en una cámara de enfriamiento para garantizar su completa curado.

Por cierto, la máquina laminadora es uno de los equipos clave utilizados en el proceso de fabricación de PCB multicapa. Los tipos comunes de máquinas laminadoras incluyen laminadoras de superficie plana, laminadoras rotativas y prensas calientes, entre otras.

Hot Press

Diseño de capas externas

Preparar el sustrato de fibra de vidrio y cortarlo según las especificaciones de diseño de PCB. Limpiar a fondo el sustrato. A continuación, aplicar una resistencia fotosensible sobre la capa de cobre del sustrato, asegurando un recubrimiento uniforme. Luego, se expone el patrón de diseño de PCB multicapa en el sustrato mediante una máquina de exposición. La resistencia fotosensible en las áreas expuestas experimenta una reacción química.

Después de la exposición, el sustrato se desarrolla en una máquina reveladora, que disuelve la resistencia fotosensible no expuesta. Posteriormente, el sustrato desarrollado se coloca en un tanque de plateado de cobre para el plateado de cobre, mejorando su conductividad y resistencia a la corrosión. El sustrato plateado con cobre todavía contiene resistencia fotosensible en las áreas no expuestas, que debe eliminarse sumergiéndolo en una solución de eliminación de resistencia fotosensible. Finalmente, el sustrato sin resistencia fotosensible se somete a procesos como corte y perforación para crear la placa PCB real.

El diseño de capas externas es un paso importante en el proceso de fabricación de PCB, utilizado principalmente para transformar el patrón de diseño de PCB en una placa PCB real. Este proceso debe llevarse a cabo en un entorno controlado para garantizar la calidad y precisión de la placa PCB multicapa. Cualquier error u operación inadecuada puede dar lugar a fallos en la fabricación de PCB multicapa o a una disminución del rendimiento del dispositivo electrónico final.

Plateado químico multicapa de capas externas

El plateado químico de capas externas es un paso importante en el proceso de fabricación de PCB multicapa, utilizado principalmente para mejorar la conductividad y resistencia a la corrosión de la PCB. La PCB se coloca en un tanque de limpieza para eliminar la suciedad, grasa y otras impurezas de la superficie. Después de la limpieza, la PCB se sumerge en un tanque de plateado químico de cobre. En el proceso de plateado químico de cobre, los iones de cobre se reducen electroquímicamente en la superficie de la PCB, formando una película uniforme de cobre.

La PCB plateada químicamente con cobre se coloca luego en un tanque de limpieza para eliminar los agentes químicos e impurezas de la superficie. Posteriormente, la PCB plateada químicamente con cobre se sumerge en un tanque de plateado de oro para mejorar su resistencia a la corrosión y conductividad. Finalmente, la PCB plateada con oro se limpia en un tanque de limpieza para eliminar cualquier agente químico e impurezas que queden en la superficie.

Curado multicapa

El curado multicapa de PCB es un paso importante en el proceso de fabricación de PCB, utilizado principalmente para mejorar la resistencia mecánica y resistencia a la corrosión de la placa PCB. Se aplica el agente de curado en la superficie de la placa PCB, asegurando un recubrimiento uniforme. La placa PCB recubierta con el agente de curado se coloca en un horno para secarla y lograr la sequedad de la superficie.

La placa PCB seca se coloca en una cámara de curado para el proceso de curado. En la cámara de curado, el agente de curado experimenta reacciones de entrecruzamiento a través de métodos como reacción de calor o irradiación UV, formando una capa protectora dura y resistente a la corrosión. Después del curado, la placa PCB se retira de la cámara de curado y se coloca en un área bien ventilada para enfriarla. La placa PCB curada se inspecciona para asegurarse de que tenga una superficie uniforme y lisa sin defectos como burbujas.

Procesamiento final

El procesamiento final de PCB multicapa es el último paso en el proceso de fabricación de PCB, utilizado principalmente para cortar y perforar las placas PCB terminadas para cumplir con los requisitos reales de los dispositivos electrónicos. Las placas PCB preparadas se colocan en una máquina de corte para cortarlas en varios tamaños y formas según sea necesario. Posteriormente, las placas PCB cortadas se cargan en una máquina de perforación para perforar agujeros de varios tamaños y formas de acuerdo con las especificaciones de diseño de PCB. Las rebabas y residuos alrededor de los agujeros perforados de las placas PCB deben eliminarse mediante un proceso de desbarbado.

Las placas PCB desbarbadas se limpian luego en un tanque de limpieza para eliminar la suciedad, grasa y otras impurezas de la superficie. Finalmente, las placas PCB procesadas se inspeccionan para asegurarse de que sus dimensiones, formas y ubicaciones de los orificios cumplan con las especificaciones de diseño de PCB. Las placas PCB inspeccionadas se empaquetan para su almacenamiento y transporte.

En este artículo, hemos proporcionado una descripción detallada del proceso de fabricación de PCB multicapa, incluido el diseño de PCB, la fabricación de capas internas, la laminación multicapa, la perforación, el procesamiento de capas externas y otros pasos esenciales. Estos pasos deben llevarse a cabo en un entorno controlado para garantizar la calidad y precisión de las placas PCB.

Además, hemos discutido otros pasos importantes como el plateado químico de capas externas, el curado de PCB y el procesamiento final de PCB. A través de estos pasos, podemos producir placas PCB multicapa de alta calidad y alto rendimiento que cumplan con los requisitos de varios dispositivos electrónicos. La fabricación de PCB es un proceso complejo que requiere experiencia y habilidades en diversos campos. Si necesitas fabricar placas PCB de alta calidad, te recomendamos que elijas SprintPCB como tu socio de fabricación. SprintPCB posee equipos avanzados y una amplia experiencia para proporcionarte servicios de fabricación de PCB de alta calidad.

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