¿Cómo se fabrican los circuitos impresos?

Uno de los componentes más importantes de cualquier placa de circuito impreso son los orificios de conexión. Estos orificios se taladran siguiendo un patrón preciso para permitir que los circuitos se conecten entre sí. Las taladradoras automáticas utilizan limas de control numérico, también llamadas limas excellon, para determinar dónde taladrar y el tamaño de los orificios. Dependiendo de la estructura de la placa de circuito impreso, el taladrado puede realizarse capa a capa o por capas antes de la laminación.

Circuitos impresos multicapa

Un circuito impreso multicapa es un circuito impreso con más de tres capas. Estas placas se utilizan en una gran variedad de dispositivos, desde electrodomésticos hasta aparatos médicos. Normalmente, una placa necesita al menos cuatro capas para funcionar correctamente. Esta tecnología está cada vez más extendida en los electrodomésticos y es cada vez más común en dispositivos médicos, como máquinas de rayos X y equipos de tomografía computarizada.

El proceso de fabricación de PCB multicapa implica el uso de tela de vidrio tejida y resina epoxi. Las resinas epoxi se endurecen y forman el núcleo de la placa. Después, el núcleo y las láminas de cobre se unen mediante calor y presión. El resultado es un PCB multicapa con propiedades uniformes.

Otro proceso de fabricación es la panelización, que consiste en combinar varias placas de circuito impreso pequeñas en un único panel. Esta técnica combina varios diseños diferentes en una placa grande. Cada panel consta de una tira exterior con orificios, marcas de referencia y un cupón de prueba. Algunos paneles también incluyen un vaciado de cobre sombreado para evitar que se doblen durante el proceso de panelado. La panelización es habitual cuando los componentes se montan cerca del borde de una placa.

PCB de clase 2 y 3

Aunque la mayoría de los fabricantes de placas de circuito impreso de Clase 2 y Clase 3 se adhieren a las mismas normas, existen algunas diferencias clave entre estas dos clases. Las placas de clase 2 suelen fabricarse para productos que no están expuestos a condiciones ambientales extremas, no son críticos para el usuario final y no están sujetos a pruebas rigurosas. Las tarjetas de clase 3, en cambio, están diseñadas para cumplir las normas más estrictas y deben ofrecer un rendimiento continuo y un tiempo de inactividad mínimo. La principal diferencia entre las dos clases radica en los requisitos de diseño y proceso de fabricación de las placas.

Las placas de circuito impreso de clase 2 y 3 se fabrican según las normas IPC-6011. Estas normas describen los requisitos para las placas de circuito impreso de Clase 1, Clase 2 y Clase 3. También existen normas IPC más recientes denominadas Clase 3/A. Estas normas están diseñadas para aplicaciones de aviónica militar y espaciales. Las placas de circuito impreso de Clase 1 y Clase 2 deben cumplir las normas Rigid, Flex y MCM-L del IPC.

Placas de circuito impreso de una cara

Las placas de circuito impreso (PCB) de una cara son un tipo de placa de circuito común y relativamente fácil de diseñar. Por eso, la mayoría de fabricantes y diseñadores pueden diseñar y construir este tipo de placas. Las PCB de una cara también son más fáciles de producir que las de varias capas. Como resultado, casi cualquier empresa de fabricación de PCB puede producirlas. Las PCB de una cara suelen pedirse en grandes cantidades.

Las placas de circuito impreso de una cara suelen estar hechas de material FR4, una sustancia similar a la fibra de vidrio mezclada con epoxi. El material se forma en varias capas, cada una de las cuales contiene una capa de material conductor. Los cables se sueldan a las pistas de cobre del lado del componente. Las placas de circuito impreso de una sola cara se utilizaban originalmente para fabricar prototipos de placas de circuito impreso, pero a medida que crecía la demanda de componentes de montaje superficial, se fueron sustituyendo por placas de circuito impreso multicapa.

Las placas de circuito impreso de una cara son las más sencillas y baratas. Tienen una sola capa de cobre conductor sobre el sustrato. Además, no tienen orificios de paso. Por eso son las más adecuadas para diseños de baja densidad. Son fáciles de fabricar y suelen estar disponibles en plazos de entrega cortos.

Placas de circuito impreso flexibles

La fabricación de placas de circuito impreso flexibles consta de varias fases. El primer paso consiste en diseñar la disposición de la placa. Para ello se utilizan herramientas CAD como Proteus, Eagle u OrCAD. Una vez diseñado el diseño, puede comenzar el proceso de montaje.

El siguiente paso consiste en colocar los conductores. La anchura de los conductores debe ajustarse a un estándar para el dispositivo. Sin embargo, el número de conductores puede variar en función del diseño. La anchura estándar de los conductores es necesaria para un circuito que requiere un determinado porcentaje de corriente de circuito. En función del diseño, los diámetros de los orificios también pueden variar.

Una vez grabada la plantilla, el circuito flexible se corta mediante un proceso denominado "blanking". Para este proceso se utiliza un conjunto hidráulico de punzón y matriz, pero sus costes de utillaje pueden ser elevados. Otra opción es utilizar una cuchilla de corte. Se trata de una cuchilla larga que se dobla para darle la forma del circuito flexible. A continuación, se inserta en una ranura de un tablero de soporte, normalmente MDF o contrachapado.