Guía completa sobre PCB multicapa
Una PCB multicapa es un tipo de placa de circuito que contiene tres o más capas de material conductor. Estas placas aumentan el área disponible para el cableado. Cuando hablamos de varias capas, nos referimos a varios patrones conductores en la placa. Las PCB multicapa normalmente... PCB rígido. Es porque es muy difícil crearlo en un formato flexible.
El número de capas depende de sus necesidades. Por lo tanto, puede haber hasta 100 capas. Sin embargo, las PCB de 4 a 8 capas se usan comúnmente en diversas aplicaciones. Los circuitos se vuelven complejos al aumentar las capas. Por lo tanto, puede personalizar diferentes números de capas según sus necesidades.
Diferentes componentes esenciales de la PCB multicapa
Hay cuatro componentes principales de PCB multicapa como se detalla a continuación:
- Sustrato: Es la parte más importante, generalmente hecha de fibra de vidrio. Esta proporciona la resistencia del núcleo de la PCB y evita roturas. El sustrato se puede considerar como el esqueleto de la PCB.
- Capa de cobre: Depende del tipo de placa. Esta capa puede ser de cobre puro o una lámina de cobre. Independientemente del tipo de placa, la capa de cobre es la misma. El cobre transporta señales eléctricas hacia y desde las PCB. Esta capa se puede considerar como un sistema nervioso, que transporta señales del cerebro a los músculos y viceversa.
- Máscara para soldar: Es una capa de polímero que protege la capa de cobre. Básicamente, previene cortocircuitos cuando el cobre entra en contacto con el ambiente. Por lo tanto, la máscara de soldadura puede considerarse como la piel de la PCB.
- Serigrafía: Es la parte final de la PCB. La serigrafía muestra el número de pieza, los símbolos y los logotipos de los diferentes componentes de la placa. Además, proporciona información como la configuración de los interruptores, los puntos de prueba y las referencias de los componentes.
¿Cómo fabricar PCB multicapa?
Aquí está la guía completa paso a paso para la fabricación de PCB multicapa:
Diseño
El primer y más importante paso para circuito impreso de diseño y prepararlos para la producción. Cada fabricante tiene su propio enfoque para este proceso. Generalmente, el diseñador crea un plano del circuito y cumple con todos los requisitos establecidos. Existen diferentes tipos de software para el diseño, como Gerber Extendido.
Puedes usar Gerber Extendido o cualquier otra herramienta para diseñar tu circuito. Una vez diseñado el circuito, revisa cuidadosamente todo el diseño. Asegúrate de que no haya errores en el plano completo. Después del diseño, puedes enviar el plano al taller de fabricación para comenzar a construir el circuito.
Trazado de fotos
En este paso, puede usar un fotoplotter láser para trazar una película para cada capa. Un fotoplotter láser es una herramienta que se utiliza para crear herramientas fotográficas para máscaras de soldadura y serigrafía. El grosor de la película es de aproximadamente 7 milésimas de pulgada.
Muchos fabricantes utilizan equipos especiales de imagen directa por láser que proyectan la imagen directamente sobre la película seca. Esta técnica reduce costos. Además, el proceso es más preciso y eficaz. Por lo tanto, se pueden producir capas internas y externas mediante imagen directa por láser (LSI).
Imágenes y revelado o grabado
Este proceso aplica las imágenes primarias, como pistas y pistas, a la placa de circuito. Además, el proceso DES crea el patrón de cobre para el recubrimiento. A continuación, se detalla el procedimiento a seguir en este paso:
- Aplicar fotoimágenes a los paneles de cobre.
- Además, imagina los paneles utilizando LSI.
- Grabe todo el cobre expuesto del panel.
- Retire la película seca restante y deje solo el patrón de cobre restante para las capas internas.
Inspección óptica automatizada
AOI básicamente inspecciona diferentes capas de PCB multicapa antes de laminarlas todas juntas. El sistema óptico compara los datos de diseño de la PCB con la imagen real en el panel. Cualquier diferencia, como la falta o el exceso de cobre, puede provocar circuitos abiertos o cortocircuitos. Este proceso ayuda a los fabricantes a detectar cualquier defecto en los circuitos.
Óxido
El óxido es un tratamiento químico que se aplica a las capas internas antes de la laminación de PCB multicapa. Además, el color del óxido puede ser marrón o negro según el proceso. Es un paso importante aumentar la rugosidad del cobre para mejorar la resistencia de la unión del laminado. Además, este proceso evita la separación entre las diferentes capas del material base.
Laminación
Para producir una PCB multicapa, se laminan diferentes capas de fibra de vidrio impregnada con epoxi. Para la laminación, los fabricantes aplican alta temperatura y presión mediante una prensa hidráulica. La prensa y el calor hacen que la lámina de fibra de vidrio se funda y una firmemente las capas. Tras enfriar este material, sigue el mismo proceso de fabricación que una PCB de doble cara.
Trío
Todas las placas de circuito impreso (PCB) necesitan orificios para conectar las capas de cobre, fijar los componentes y montar la PCB. Por lo tanto, se pueden realizar orificios con sistemas de perforación avanzados. Estos sistemas utilizan herramientas de corte de carburo sólido. Además, están diseñadas para la rápida eliminación de virutas en materiales abrasivos.
Un taladro preprogramado perfora agujeros de tamaño específico en la ubicación exacta. De esta manera, el taladro funciona según los datos proporcionados por el diseñador. Los diseñadores proporcionan esta información como un archivo de perforación controlado numéricamente.
Además, una fina lámina de aluminio actúa como material de entrada. Además, un cartón duro actúa como material de salida. Así, esta técnica mantiene la perforación suave y evita la formación de fibras.
Deposición de cobre sin electricidad
Tras la perforación, los fabricantes depositan químicamente una fina capa de cobre sobre las superficies expuestas de los paneles. Además, depositan una capa de cobre sobre las paredes del orificio mediante recubrimiento químico.
Capa exterior de película seca
Tras la deposición de cobre, se deben aplicar las imágenes de la capa exterior para preparar el panel para la galvanoplastia. Por lo tanto, se puede utilizar una laminadora para recubrir las capas exteriores con la película seca. Esta película seca es un material fotoimprimible. Además, este proceso es prácticamente similar a la creación de imágenes de las capas internas de una PCB multicapa.
Placa
El proceso de galvanoplastia implica el recubrimiento de cobre sobre el patrón conductor, así como sobre las paredes de los orificios de la PCB. El espesor del recubrimiento es de aproximadamente 1 milésima de pulgada. Tras el recubrimiento de cobre, se aplica una fina capa de estaño. Esta capa actúa como barrera antigrabado.
Rayado y grabado
Tras completar el proceso de enchapado en el panel, queda una película seca. Sin embargo, es necesario retirar el cobre subyacente. Ahora, el panel se someterá al proceso SES (Sistema de Grabado de Cuerdas). SES significa Tira de Grabado de Cuerdas.
En este proceso, se debe grabar el cobre expuesto. Esto significa que se eliminará el área de cobre descubierta con estaño. De esta manera, las pistas y las almohadillas alrededor de los orificios y los patrones de cobre permanecen allí. Finalmente, se eliminará químicamente el estaño restante que cubre los orificios y las pistas. Después de completar este paso, solo quedarán expuestos el laminado y el cobre de la PCB.
En esta etapa, el esqueleto de la PCB está completo. Todos los pasos siguientes están relacionados con la protección de la PCB.
Máscara de soldadura y leyenda
La mayoría de los fabricantes utilizan una máscara de soldadura fotoimprimible líquida (LPI) para proteger la superficie de cobre. Esta también protege los puentes de soldadura entre los diferentes componentes durante el ensamblaje.
La máscara de soldadura LPI es básicamente una resina fotosensible a base de epoxi. Se puede cubrir todo el panel mediante serigrafía. Existen otros métodos alternativos al serigrafiado tradicional. Por lo tanto, se puede utilizar esta alternativa para el enmascaramiento de soldadura.
Después de la máscara de soldadura, se puede aplicar la leyenda. Esta imprime diferentes símbolos y letras en la PCB como referencia durante el ensamblaje.
Acabado de la superficie
Es el último y definitivo proceso químico para fabricar un multicapa. placa de circuito impresoLa máscara de soldadura cubre casi todo el circuito. Por lo tanto, el acabado superficial evita la oxidación del resto del cobre expuesto.
Este paso es importante, ya que no se puede soldar el cobre oxidado. Además, se pueden utilizar diferentes tipos de acabado superficial para este paso, como el nivel de soldadura de aire caliente (HASL).
El beneficio de la PCB multicapa
A continuación se muestran algunas ventajas de la PCB multicapa sobre otros tipos:
- Tiene una mayor densidad de ensamblaje que los PCB de una o dos capas.
- No se necesitan cables para interconectar diferentes componentes, por lo que es ideal para PCB ligeras.
- Estas PCB vienen en tamaños más pequeños, lo que resulta en requisitos de espacio reducidos.
- El blindaje EMI es sencillo y flexible.
- La flexibilidad es otro factor que destaca al PCB multicapa entre todas las placas de circuito impreso.
Diferentes aplicaciones de PCB multicapa
Muchos componentes electrónicos utilizan una PCB multicapa. Además, estos circuitos abarcan una estructura de circuitos de intermedia a compleja. A continuación, se presentan algunas aplicaciones importantes de la PCB multicapa:
- Monitores de corazón
- Transmisión y repetidores de telefonía celular
- Aceleradores atómicos
- Sonda espacial y equipo de rayos X
- Análisis meteorológico y tecnología GPS
- Almacenamiento de datos y servidores de archivos
- Receptores de fibra óptica y tecnología de tomografía computarizada
Cómo identificar una PCB multicapa
Si tienes algunas PCB y quieres comprobar el número total de capas, puedes seguir estos pasos.
Exponga el borde de la placa de circuito a la luz para ver las capas de cobre. De esta manera, podrá observar los trances con mayor precisión. Incluso si las PCB multicapa no tienen vías ciegas, puede utilizar luz brillante para analizar las capas internas.
El mejor lugar para detectar las capas internas es donde no se ven rutas ni líneas en las capas externas. Además, la mayoría de los fabricantes imprimen la etiqueta para identificar el número total de capas en la placa de circuito. Así, con solo observar los bordes, se puede identificar el número total de capas.
