Venture Electronics ofrece PCB de cerámica para sus necesidades

Los PCB de cerámica tienen placas de circuito impreso que se fabrican con materiales cerámicos electrónicos. Puede convertirlos en varias formas que satisfagan sus necesidades.

Los PCB de cerámica tienen algunas de las características más destacadas.

Pueden resistir altas temperaturas y tener un alto rendimiento de aislamiento eléctrico, entre otras ventajas.

Francamente, hay muchas razones que harán que desee optar por PCB de cerámica en lugar de las otras opciones. Se prefieren principalmente debido a:

1. Temperatura de funcionamiento más alta

Las placas de circuito impreso de cerámica serán útiles para sus dispositivos que funcionan a temperaturas muy altas.

Esta cualidad los hace únicos en comparación con otras placas de circuito que probablemente fallen cuando se exponen a altas temperaturas.

Incluso en temperaturas de hasta 350 ºC, sus dispositivos seguirán funcionando de manera eficiente y eficaz.

2. Coeficiente de expansión inferior

La placa de circuito de cerámica también le asegura un bajo coeficientes de expansión térmica. Como resultado, presentan menores riesgos de distorsión resultante de las fluctuaciones de temperatura.

Por lo general, cuando utiliza materiales covalentes, incluidos el diamante, el carburo de silicio y el nitruro de silicio, se establecen enlaces más fuertes.

Esto, por lo tanto, le asegura bajos coeficientes en la dilatación térmica.

3.Buenas propiedades térmicas

Esto se refiere a la capacidad de la placa de circuito de cerámica para conducir el calor.

Los PCB de cerámica tienen una alta estabilidad térmica. Esto informa excelentes propiedades eléctricas para su placa de circuito.

4.También Presentan Alto Módulo

Esto hace que las placas de circuitos de cerámica sean las PCB más efectivas para dispositivos que funcionan en condiciones térmicas fluctuantes.

5. Rendimiento superior de alta frecuencia

Las placas de circuito impreso de cerámica también ofrecen un excelente rendimiento de alta frecuencia. Esto es esencial para determinar la impedancia y el ancho de banda de la ruta de transmisión.

El material dieléctrico que se encuentra en los circuitos cerámicos mejora el rendimiento de la frecuencia porque limita la impedancia en la ruta de la señal.

6. Reduce el costo inicial de invertir en ensamblaje de PCB de cerámica

Con los circuitos cerámicos disminuirás las pruebas y el número de inserciones necesarias, a diferencia de otras placas, debido al material utilizado.

El proceso de montaje también es más corto en comparación con los otros circuitos.

7. La capacidad de integrar el ensamblaje de PCB de cerámica garantiza un tamaño de paquete pequeño

PCB de cerámica también puede integrar muchos circuitos electrónicos en una pequeña pieza plana. Esto le permite convertir su PCB de cerámica en un paquete más pequeño en comparación con otras placas de circuito.

Esta integración también hace que las PCB de cerámica tengan un rendimiento más rápido.

8. Las capas de procesamiento paralelas en PCB de cerámica garantizan la rentabilidad en paquetes densos

Con una placa de circuito impreso de cerámica, está en posición de realizar un procesamiento paralelo de las capas. Esto lo hace rentable, especialmente en envases densos.

Esto es diferente a otras placas de circuito impreso cuyas capas no se pueden procesar de la misma manera.

9. Con 0% de absorción de agua, es más fácil lograr paquetes herméticos

Con el paquete de cerámica, también tiene la opción de usar un paquete hermético, por lo tanto, mantiene hermética la placa de circuito de cerámica. Esto impide el paso de oxígeno y otros gases.

También tiene la capacidad de evitar la absorción de agua en caso de que el paquete se exponga a tales condiciones.

Aunque tiene todos estos aspectos positivos, veamos también algunos de los desafíos al usar PCB de cerámica.

1. Fragilidad

Un desafío al que se enfrentará con estas placas es su fragilidad. Este atributo también limita el tamaño de la placa de circuito impreso que puede fabricar.

2.Caro

Hay muchos procesos involucrados en la fabricación de PCB de cerámica. Además de los materiales utilizados en el proceso, encontrará que es una empresa costosa.

·PCB de cerámica de un solo lado

Una placa de circuito de cerámica de un solo lado es aquella que tiene los componentes conductores montados en un lado de la placa.

Por otro lado, tendrás hecho el cableado conductor.

Esta es la placa de circuito impreso de cerámica más simple que puedas hacer.

Son los más básicos; por lo tanto, puede usarlos en algunos de los dispositivos más simples que fabrica.

·PCB de cerámica de doble cara

Se trata de placas de circuito impreso de cerámica con dos capas conductoras. Por lo tanto, los componentes conductores pueden montarse en ambos lados de esta placa de circuito.

Esto hace posible que las huellas se crucen entre sí. Al hacerlo, terminará con un circuito muy denso sin necesariamente soldarlos de un punto a otro.

Son más en comparación con los tableros cerámicos de una sola cara. Por lo tanto, puede usarlos para hacer dispositivos más complejos.

·PCB de cerámica multicapa

En las PCB de doble cara, solo tenemos dos capas conductoras. Sin embargo, en las PCB de cerámica multicapa, las capas conductoras son más de dos. Estas capas están enterradas en el centro del material.

Esto los convierte en uno de los PCB cerámicos más efectivos para productos complejos.

·PCB de cerámica cocida a alta temperatura (HTCC)

La cocción conjunta a alta temperatura es un método tradicional utilizado en la fabricación. Esto es posible al hacer una mezcla de óxido de aluminio y un adhesivo.

Otros materiales agregados a esta mezcla incluyen un plastificante, lubricante y solvente. Esto da como resultado cerámica en bruto.

Estos PCB cerámicos están laminados y revestidos en cortina. A continuación, puede proceder a implementar el rastreo de circuitos en los metales refractarios, como el tungsteno y el molibdeno.

Pasa por varios procesos complejos, que incluyen calentamiento, corte y laminación, y horneado.

Cuando fabrica PCB de cerámica utilizando co-encendido a alta temperatura, puede fabricar efectivamente placas a pequeña escala. Esto también es efectivo para placas derivadas y circuitos portadores.

Al hacer tableros a gran escala, este método nunca es efectivo. Evite el uso de cerámicas cocidas a alta temperatura, ya que tienen una tolerancia a la contracción inadecuada. También tienen un alabeo inadecuado y, por lo general, tienen una resistencia relativamente alta de los metales refractarios.

·PCB de cerámica cocida a baja temperatura (LTCC)

Los PCB cerámicos de baja temperatura cocidos generalmente se fabrican utilizando una mezcla de vidrio de cristal y compuesto de vidrio. Otro componente agregado a la mezcla es el no vidrio con adhesivo.

Puede generar la hoja y el trazado del circuito, luego implementar con pasta de oro. Asegúrese de que la pasta de oro tenga cualidades de alta conductividad.

Después del corte y formado preciso, se puede proceder a colocarlo en un horno de gas oxidante. Asegúrese de que la temperatura en el horno sea de 900°C para permitir la cocción.

Las placas de circuito de cerámica fabricadas con este proceso dan como resultado la producción de una valiosa pasta de metal.

Esto ayuda en el rastreo de circuitos y el horneado de placas de circuitos. Estos se realizan siempre que se realicen pequeñas mejoras en el horneado de película gruesa.

Del mismo modo, puede mejorar la precisión del producto y la tolerancia en lo que respecta a la contracción.

·PCB de cerámica de película gruesa

Hay dos pastas espesas alternativas que se pueden imprimir sobre una base cerámica.

Estos incluyen la pasta de oro de película gruesa y su alternativa, que es la pasta dieléctrica.

Se toman mediante horneado a temperaturas inferiores a 1000°C. Aunque este tipo de fabricación es más favorable para la cerámica a gran escala, en su mayoría se evita porque el oro es costoso.

Cuando implementa este método, la tecnología resultante es cobre de película gruesa. Este es el PCB de cerámica más apreciado y aceptado.

Para evitar la oxidación, el horneado de estos PCB cerámicos se realiza en gas nitrógeno. Esta es la consideración más crucial para este método de producción.

Además, la generación en el gas nitrógeno generará para usted pasta dieléctrica. Esto dependerá de la complejidad de la estructura de interconexión multicapa.

Abastecimiento de componentes de PCB de cerámica

El primer paso en Abastecimiento de componentes de placa de circuito impreso de cerámica está desarrollando un Lista de materiales (lista de materiales). Esto le ayudará a recordar todos los componentes que necesitará, además de sus características precisas.

De esta manera, evitará el desperdicio de recursos asegurándose de gastar solo en lo que se necesita.

Después de redactar su lista de materiales, proceda a identificar los mejores fabricantes de los componentes requeridos.

Puede obtener estos fabricantes en línea navegando a través de sus sitios web. Esto también le permitirá sopesar factores como el costo, la pericia, la experiencia, el empaque y las capacidades de envío.

En función de estos factores, puede proceder a seleccionar los fabricantes de los componentes que necesita. Cuando esté completamente convencido de que ha identificado al mejor proveedor, continúe y haga un pedido.

Sustratos de placa de circuito impreso de cerámica

Algunos de los componentes de PCB de cerámica más populares incluyen los siguientes:

Óxido de aluminio (Al2O3)

El óxido de aluminio también se conoce como alúmina. Este es el material más popular que puede usar para su PCB de cerámica debido a los siguientes beneficios:

• En primer lugar, te garantiza un buen aislamiento eléctrico.
• También asegurará que su placa de circuito de cerámica pueda moderar el exceso de resistencia mecánica.
• El óxido de aluminio también tiene una excelente resistencia a la compresión.
• Este material asegurará aún más que su cerámica sea lo suficientemente dura y garantice una conductividad térmica moderada.
• La alúmina también tiene una resistencia inigualable a la corrosión y al desgaste.
• Tiene excelentes propiedades de deslizamiento y baja densidad.
• Dicha cerámica también puede funcionar a temperaturas de hasta 1,500 °C.
• Este metal también es relativamente barato.

Puede obtener Al2O3 de los distribuidores.

Nitruro de aluminio (AlN)

Este es otro material cerámico con cualidades que desearás.

• Tiene una combinación de conductividad térmica muy alta y cualidades de aislamiento eléctrico deseables.
• Además, tiene propiedades de conductividad térmica excelentemente altas.
• AlN le garantiza una alta capacidad de aislamiento eléctrico.
• También presenta resistencia biaxial y baja dilatación térmica.

La desventaja inherente a este metal es que es caro.

Puede obtener AlN de distribuidores autorizados.

BeO

El óxido de berilio, también conocido como berilio, es un compuesto inorgánico.

Es un notable aislante eléctrico y te garantiza una conductividad térmica muy alta. Esto se destaca entre todos los demás no metales excepto el diamante.

Esta conductividad térmica también supera la de la mayoría de los metales.

Puede obtener este metal de los distribuidores. Sin embargo, debe tener en cuenta que este metal es perjudicial para el medio ambiente debido a su toxicidad.

·Vuelta rápida

Con una relación de aspecto de perforación de 18:1, las PCB de cerámica tienen un giro rápido. Esto les da ventaja sobre otros PCB bajo la clasificación FR4.

·Amplia variedad

Los PCB de cerámica le brindan casi todas las demandas de su dispositivo en términos de capas. Como mínimo, la PCB puede tener una sola capa.

Esto puede ser hasta 32 capas dependiendo de sus especificaciones.

·Cantidades de Producción

El tamaño máximo del panel debe medir hasta 24 x 40. Esto es igual a 609.6 x 1016 mm. Esto le da la capacidad de producirlo en grandes cantidades dependiendo del dispositivo previsto.

·Vías Ciegas Enterradas y Microvías

Otra característica de las placas de circuito impreso de cerámica es que están enterradas a ciegas. Vias. Las micro vías también son ciegas y enterradas. Esto lo hace diferente de los PCB FR4 cuyas vías y microvías están expuestas.

Cobre grueso

Cobre grueso, que ayuda a controlar la impedancia.

Diseño de PCB de cerámica paso a paso

Los PCB de cerámica son diferentes de otros PCB FR4 regulares. Como tal, hay algunas consideraciones en su diseño. Use la siguiente guía paso a paso cuando diseñe placas de circuito impreso de cerámica.

Paso 1: Fuente de material conductor. Suele ser cobre con un espesor que oscila entre 0.1 mm y 0.3 mm.

Paso 2: Asegúrese de observar el espesor de cobre recomendado contra el espacio y el ancho del trazo. Para 0.1 mm de espesor de cobre, el espacio y el ancho del trazo deben ser de 0.3 mm; mientras que el cobre de 0.2 mm requerirá un espacio y un ancho de 0.4 mm.

Paso 3: Asegúrese de que haya un área de trabajo adecuada, que debe medir alrededor de 126 x 176 mm.

Hay dos sustratos principales que se utilizan en el diseño de PCB de cerámica. Estos incluyen Al2O3 y AlN.

El grosor del sustrato debe ser de 0.25 mm. Esto rara vez se usa porque es costoso.

También puede diseñar el grosor a 0.38 mm, 0.50 mm, 0.63 mm (estándar), 0.76 mm y 1.0 mm para Al2O3. Aún así, para AlN, puede hacer que el grosor sea de 1.27 mm.

Paso 4: Después de lograr el grosor del sustrato, asegúrese de dejar un margen de 0.3 mm entre el trazo y el borde del tablero.

Esto debe hacerse en cada lado del espesor del cobre a intervalos de 0.1 mm. Con un espesor de cobre de 0.2 mm, el margen debe ser de 0.4 mm. Con un grosor de cobre de 0.3 mm, asegúrese de que el margen sea de 0.5 mm.

Paso 5: El siguiente paso es realizar un acabado superficial. Haz esto usando níquel. También tiene la opción de Aug-plating para el acabado de la superficie.

Fabricación de PCB de cerámica

1. Proceso de circuito de película delgada

En primer lugar, deberá generar los patrones del circuito ultralineal, que se forman en el sustrato cerámico. Tienes varias formas de lograrlo:

• La primera opción es la pulverización catódica con magnetrón.
• También puede realizar litografías de patrones.
• También existe la opción de grabado húmedo en seco.
• También puede realizar un engrosamiento por galvanoplastia.

En el procesamiento de películas delgadas utilizando un proceso de circuito de película delgada, metalice la cerámica con pulverización catódica magnetrónica.

2. Proceso de circuito de película gruesa

Hay una serie de procesos de circuito de película gruesa a su disposición. El primero de ellos es la cerámica cocida a alta temperatura. El segundo proceso que puede explorar es la cerámica cocida a baja temperatura. También se puede utilizar cobre ligado directamente.

Estos son los pasos involucrados:

• Perforación: Los agujeros que perforará mecánicamente en el tablero se utilizarán para crear tuberías de conexión. Estos tubos de conexión estarán entre las capas de metal.
• Agujero pasante chapado: después de haber perforado agujeros entre las capas de cobre, no debe encender los circuitos intermedios. Para realizar la capa, debe tener un agujero en la pared que conectará la línea.
• Prensado de película seca: Aquí, harás una capa fotosensible.
• Transferencia de imagen de capa interna: puede usar la exposición para transferir la imagen de la película que usará en la superficie del tablero.
• La exposición de la capa exterior: cuando haya terminado de colocar la película fotosensible, el tablero será similar a las capas internas. Esta película fotográfica definirá las áreas de su PCB que deben recubrirse y aquellas que no deben recubrirse.
• Pulverización con magnetrón: esto moverá el material desde el material de origen hasta el sustrato para ayudar a realizar la deposición de la película.
• Grabado – Formación de líneas externas: Este es un procedimiento esencial para la fabricación de su tablero cerámico. Asegura que los materiales no deseados se eliminen mediante reacciones químicas.

El proceso elimina gráficos específicos. Haces esto para exponer el cobre a grabar.

• Recubrimiento anti-soldadura: el propósito principal de la placa de circuito de cerámica es transportar componentes electrónicos y lograr el propósito de la conexión.

Después de completar su placa de circuito, deberá definir dónde se colocarán los componentes electrónicos y no electrónicos.

Debe proteger el área de no ensamblaje con material polimérico.

prototipado normalmente allana el camino para el montaje real de su placa de circuito impreso de cerámica. Utilice el siguiente proceso para crear su prototipo de placa de circuito impreso de cerámica.

Si tiene la intención de realizar una producción completa de PCB de cerámica llave en mano, también necesitará un prototipo para el diseño y la fabricación. Los pasos para diseñar y fabricar el prototipo son los que ya he descrito en las secciones anteriores de esta guía.

PCB de óxido de aluminio - Foto cortesía: Nano Technology Product Base

Sin embargo, si el tuyo es simplemente ensamblar, entonces solo necesitarás los siguientes pasos al crear un prototipo.

Paso 1: Plantillas de pasta de soldadura

Proceda a aplicar una pasta de soldadura en el tablero. Asegúrese de que la pasta se mezcle con fundente. Esto hará que la pasta se derrita.

Mezclas la pasta con fundente para que se derrita. Esto es necesario para adherir a la superficie del tablero.

El estarcido le ayuda a curvar los puntos designados en los que se aplicará la soldadura en pasta.

Paso 2: Elige y coloca

Utilice una máquina de recoger y colocar para colocar los componentes de montaje en superficie. Esto facilitará el montaje de componentes en la PCB.

El dispositivo lo ayudará de manera efectiva a colocar los componentes de PCB de cerámica en las ubicaciones preprogramadas.

Paso 3: soldadura por reflujo

Usando una cinta transportadora, pase la PCB a través de un horno de reflujo. Hay numerosos calentadores en el horno que aseguran que toda la soldadura en pasta se derrita.

Proceda a calentar su PCB de cerámica y luego reduzca las temperaturas para solidificar la soldadura fundida. Esto une firmemente los componentes SMD en su PCB de cerámica.

Para tableros de cerámica de dos caras, realice un reflujo por separado para cada lado.

Paso 4: Inspección y Control de Calidad

Realice una inspección para detectar errores en el tablero. Esto será útil para exponer fallas en el tablero que pueden haber ocurrido en etapas anteriores.

Tiene varios métodos de inspección para elegir, incluido el examen manual, la inspección óptica automática y la inspección por rayos X.

Paso 5: Inserte los componentes del orificio pasante

Si su prototipo tiene provisión para componentes de orificio pasante, proceda a insertarlos.

A continuación, utilice el método de soldadura por ola para soldar los componentes. Ciertos componentes pueden necesitar soldadura manual. Si el prototipo debe tener componentes en ambos lados, suelde manualmente los componentes del segundo lado para evitar dañar los que ya están soldados.

Paso 6: Prueba de funcionalidad

Esta es la última etapa de creación de prototipos por la que tendrá que pasar su PCB de cerámica. Inspeccione y anote todos los problemas detectados.

Si el prototipo es satisfactorio, proceda con el ensamblaje real. De lo contrario, es posible que deba hacer un nuevo prototipo.

aterrizaje

Es importante trabajar en un lugar bien iluminado porque la fabricación de PCB de cerámica es un proceso complejo. Con un espacio de trabajo mejorado visualmente, podrá fabricar su PCB con la máxima eficiencia.

b) Pasadores y horquillas

Asegúrese de trabajar con los pasadores y horquillas apropiados en los tamaños adecuados.

Esto se debe a que estos PCB incorporan numerosos componentes pequeños, que debe ensamblar con precisión. También ayudará a asegurarse de no dañar los componentes.

c) Equipo de seguridad

También deberá usar el equipo de seguridad adecuado para asegurarse de estar bien protegido durante todo el proceso.

Para proteger sus ojos de los vapores emitidos por los ácidos que se utilizan, use gafas protectoras. Esto también lo protegerá de las partículas que pueden salir volando durante la fabricación.

En todo el proceso de fabricación, asegúrese de usar guantes para protegerse de los ácidos y productos químicos nocivos. Estos guantes también permiten un mejor agarre.

d)Verificar Conexiones

Asegúrese de que la fuente de energía esté funcionando de manera efectiva.

También debe asegurarse de que haya compatibilidad con el voltaje que requiere la PCB.

Si no se tiene en cuenta esto, se puede producir un cortocircuito. También existe la posibilidad de descargas eléctricas.

e)Instalación adecuada de los componentes

La última precaución que debes tomar es revisar todas las conexiones y las instalaciones de los componentes.

Cuando los contactos están sueltos, existe la posibilidad de un cortocircuito. Por lo tanto, debe asegurarse de que todos los componentes estén firmemente sujetos a la placa.

Una vez que haya terminado de juntar las capas, es imposible corregir los errores en las capas internas. Puede detectar errores mediante la inspección óptica de los paneles.

El acabado de la superficie es un revestimiento entre los componentes y la placa desnuda. Mejora la capacidad de soldadura y garantiza la protección sobre el circuito de cobre expuesto.

Para agregar capacidad de soldadura a su PCB de cerámica, puede enchaparlo químicamente con oro o plata. La mayoría de los fabricantes prefieren la plata al oro debido al costo.

Paso 1: Comprobación de CAD

El primer paso en su proceso de ensamblaje de PCB de cerámica es verificar su diseño utilizando un sistema de diseño asistido por computadora.

Esto le permite verificar su circuito cerámico en busca de un mal funcionamiento imprevisto. Le ayudará a verificar todas las especificaciones de diseño.

Esta aplicación también lo ayuda a detectar componentes faltantes (no previstos) y redundantes.

Estos pueden afectar negativamente el rendimiento de su PCB de cerámica a largo plazo.

La identificación de estos defectos de diseño lo protegerá de pérdidas financieras al ayudarlo a minimizar los casos de tableros desechados.

Paso 2: Control de calidad entrante (IQC)

Antes de continuar con el ensamblaje SMT, asegúrese de verificar todas las placas entrantes.

Hay algunos requisitos que debe verificar. Primero, verifique el número de modelo y las cantidades de acuerdo con la lista de BOM.

Verifique la forma del tablero si está roto o deformado. También puedes comprobar si tiene algún pin roto o ha estado expuesto a oxidación.

Paso 3: Impresión de pasta de soldadura

Antes de agregar los componentes a la placa de cerámica, deberá agregar pasta de soldadura a las áreas que requieren soldadura. En esto, coloque una plantilla delgada de acero inoxidable sobre la PCB.

Esto le permitirá aplicar pasta de soldar solo en las áreas requeridas. Estas son las bases sobre las que descansarán los componentes en la PCB completa.

Un accesorio mecánico mantiene tanto la placa de circuito impreso como la plantilla de soldadura en su lugar. En las cantidades requeridas, el aplicador coloca la soldadura en pasta. La pasta se extiende a través de la plantilla por la máquina.

Cuando se quita la plantilla, la soldadura en pasta permanecerá solo en las ubicaciones previstas. Esta es una parte esencial en el control del proceso de ensamblaje de PCB de cerámica.

Paso 4: elegir y colocar

Después de haber aplicado pasta de soldar a la placa de circuito de cerámica, puede pasar a la máquina de recoger y colocar. Esto colocará los componentes de la superficie en la PCB.

Los SMD son los componentes sin conector más comunes en su placa de cerámica. El dispositivo recogerá y colocará estos componentes en su tablero usando un agarre de vacío.

Luego mueve el componente a la estación de selección y colocación. En esta estación, se orienta la PCB y se colocan los SMD en la superficie de la placa.

Posteriormente, los componentes se colocan sobre la pasta de soldar en los lugares que había programado previamente.

También hay componentes que puede colocar en la superficie de la PCB a mano en lugar de usar una máquina. Dichos componentes se pueden soldar en la superficie de la placa de cerámica en el siguiente paso.

Paso 5: soldadura por reflujo

Una vez que haya colocado los componentes en la placa de cerámica, asegúrese de enviarlos a través de las máquinas de reflujo.

Esto es importante ya que ayudará a derretir y solidificar la soldadura en pasta, conectando así a tierra los componentes de la placa de cerámica.

Cuando finaliza este proceso, la placa de cerámica se traslada a una cinta transportadora. Esto luego lo moverá a un horno de reflujo.

Este horno se compone de muchos calentadores que calentarán constantemente la placa y, por lo tanto, derretirán la soldadura en la pasta de soldadura.

Paso 6: Inspección y Control de Calidad

Cuando haya terminado de soldar los componentes de montaje superficial después del proceso de reflujo, evalúe la calidad de la placa.

En algunos casos, el proceso de reflujo compromete la calidad de la conexión o incluso provoca una falta de conexión.

Este movimiento también puede resultar en cortocircuitos eléctricos. Esto se debe a que los componentes fuera de lugar a veces pueden conectar porciones de circuitos que de otro modo no deberían conectarse.

Debe verificar estos errores utilizando una serie de métodos de inspección, que incluyen:

·Revisiones Manuales

Esto es posible para lotes más pequeños. Puede considerar contratar los servicios de un inspector de control de calidad para confirmar que el proceso de reflujo fue efectivo.

Esta opción no es factible cuando se trata de una gran cantidad de tableros.

·Inspección Óptica Automática (AOI)

Esto es más apropiado para inspeccionar lotes más grandes de tableros de cerámica. Utiliza cámaras de alta potencia para comprobar la PCB.

Las cámaras están estratégicamente ubicadas en varios ángulos, desde donde ven las conexiones de soldadura.

Diferentes colores de luz evalúan la calidad. Esto permite que la máquina de inspección detecte soldadura de menor calidad.

AOI hace esto muy rápido.

·Inspección Automatizada de Rayos X (AXI)

Este es otro método que puede usar para inspeccionar su placa de cerámica. Sin embargo, no es de uso común.

Este método detecta fallas que incluyen aberturas, cortocircuitos e incluso soldaduras inadecuadas. También detecta exceso de soldadura, partes eléctricas omitidas y componentes desalineados.

Durante esta inspección, AXI detecta y corrige los defectos detectados.

También se comprueban todas las conexiones, incluidas las que se encuentran debajo del paquete de chips. En los tableros de cerámica, esto sigue siendo útil ya que le ayudará a ver a través de las capas inferiores. Esto le ayudará a detectar cualquier problema subyacente.

Paso 7: Inserción del componente de orificio pasante

Algunas PCB de cerámica también incorporan componentes de orificio pasante, además de los SMD.

Estos componentes usan los agujeros para hacer señales de paso de un lado al otro del tablero.

Existen diferentes métodos de soldadura que puede utilizar con ensamblaje de PCB de orificio pasante:

·Soldadura Manual

Este es un proceso sencillo. Por lo general, una persona inserta y suelda un componente en un PTH predefinido.

Cuando la primera persona termina, el tablero se mueve a la siguiente estación. La segunda persona luego inserta un componente diferente.

Este ciclo continúa hasta que se insertan todos los componentes.

Esto podría resultar ser un proceso largo dependiendo de la cantidad de componentes en cuestión. Todos los tableros pasan por este proceso.

La soldadura manual funciona mejor con pedidos pequeños y cuando no hay muchos componentes PTH involucrados.

·Soldadura por Ola

Esta es la versión automatizada de la soldadura de componentes PTH. El proceso es diferente del método manual.

Cuando haya colocado los componentes de PTH en su lugar, transferirá la placa de cerámica en una cinta transportadora.

Luego pasa por un horno especializado. En el horno, la soldadura fundida lava la parte inferior de la placa.

Luego, todos los pines se sueldan en la parte inferior del tablero a la vez.

Este método no es posible cuando se trata de PCB de doble cara.

Paso 8: Recubrimiento de conformación

Dependiendo de para qué esté desarrollando su PCB de cerámica, es posible que necesite un recubrimiento de conformación.

Es similar a una pintura espesa, pero puede ser opaca o transparente.

Te ayuda a sellar los componentes y los circuitos de la PCB cerámica. También ayuda a evitar que el polvo, los productos químicos e incluso la humedad ataquen la placa de circuito impreso de cerámica.

Paso 9: Inspección final y prueba funcional

Después de los pasos anteriores, proceda a inspeccionar la PCB de cerámica para ver si funciona. Esto es lo que se conoce como prueba funcional.

La prueba analiza el PCB cerámico, simulando las condiciones esperadas bajo las cuales operará.

Haga pasar energía y señales simuladas a través de la placa, luego controle las propiedades eléctricas de la placa de cerámica.

Las fluctuaciones no aceptadas en términos de voltaje, corriente y salida de señal muestran que la placa de cerámica no cumple con los estándares esperados.

Tiene las opciones de volver a trabajar en dicho tablero o desecharlo todo según la gravedad.

Paso 10: Lavado y secado

El proceso de fabricación puede ser complicado. Cuando suelde los componentes, es probable que la pasta de soldar deje una cantidad considerable de fundente. La superficie del tablero también puede contaminarse por la manipulación humana de los tableros.

Estos residuos se pueden eliminar con un aparato de lavado de alta presión de acero inoxidable. Este debe tener agua desionizada, que es lo mejor para eliminar los residuos de la PCB. Esta agua no representa una amenaza para el dispositivo.

Después del lavado, deberá realizar un ciclo de secado rápido.

Paso 11: Embalaje y Envío

Después del ensamblaje, puede proceder a empaquetar sus PCB de cerámica. Su tablero de cerámica está listo para su envío.

Para asegurarse de que su PCB de cerámica sea de calidad, las pruebas son obligatorias.

Los procesos de ensamblaje por los que pasa una placa de circuito impreso de cerámica son complejos. Esto trae la posibilidad de defectos que van desde la carga incorrecta de los componentes hasta fallas en el equipo SMT.

Como tal, debe realizar pruebas durante todo el proceso de producción. Esto le ayuda a detectar defectos a tiempo y abordarlos adecuadamente.

Hay un buen número de métodos de prueba, que ya he mencionado en las secciones anteriores.

Inspección visual de la soldadura en pasta

Como ya comentamos, este es uno de los mejores métodos para detectar y corregir problemas con suficiente antelación.

Beneficios de la Inspección Visual de la Soldadura en Pasta

• Le ayuda a reducir los costos y el tiempo involucrado en el retrabajo del tablero cerámico.
• También minimiza el desperdicio.

Este método de inspección comienza con la aplicación de soldadura.

Deberá verificar la correcta deposición de pasta de soldadura en los pads. Esto le ayudará a asegurarse de que los componentes hayan vuelto a fluir correctamente.

• En esencia, este tipo de prueba lo ayudará a evitar pasar placas con puentes de soldadura.
• También le ayudará a detectar circuitos abiertos y uniones frágiles que son susceptibles de fallar.

Inspección previa y posterior al reflujo

Estas dos pruebas son elementos igualmente esenciales en la inspección de su PCB de cerámica para el control de calidad.

La inspección previa al reflujo le permite detectar errores de colocación cuando aún puede corregirlos fácilmente. Esto le ayuda a evitar errores repetitivos lo suficientemente temprano en el proceso.

Los componentes de las placas de circuito de cerámica y las propias placas son muy sensibles al calor. La detección de fallas en ellos en esta etapa lo ayudará a evitar daños y destrucción.

Alternativamente, puede realizar una inspección posterior al reflujo utilizando AOI. El primer paso implica realizar una inspección en todos los alimentadores SMT.

Debe asegurarse de que no haya boquillas de vacío desgastadas y que la alineación del sistema de visión sea correcta.

Hay muchas diferencias notables entre la placa de circuito impreso de cerámica y tableros FR4. Y en concreto, las PCB cerámicas presentan ciertas ventajas frente a las placas FR4.

Estas ventajas son útiles en algunas aplicaciones.

Hay diferentes sustratos que se utilizan en la fabricación de placas de circuito de cerámica. Como ya vimos, incluyen óxido de aluminio, nitruro de aluminio y óxido de berilio.

También puede incluir carburo de silicio y nitruro de boro en esta lista. Estos dos también son materiales cerámicos efectivos.

La primera cualidad que marca la diferencia entre el FR4 y los materiales cerámicos es la conductividad térmica.

FR4 tiene una conductividad térmica muy baja en comparación con los materiales cerámicos. La conductividad del FR4 es 20 veces menor que la del óxido de aluminio.

Por otro lado, el nitruro de aluminio y el carburo de silicio cuentan con una conductividad térmica 100 veces mejor en comparación con el FR4.

La otra alternativa, el óxido de berilio, tiene capacidades de conductividad térmica aún mayores.

Sin embargo, el boro tiene la mejor conductividad térmica.

En las placas de circuito FR4, que tienen altas demandas térmicas, se compensa la baja conductividad térmica. Esto es posible gracias a las estructuras metálicas que transportan el calor.

Se utilizan varias estrategias para alejar el calor de las capas internas y superficiales.

Para las capas del lado interior se crean vías térmicas y planos térmicos. Para la capa superficial se utilizan elementos de refrigeración como ventiladores y descansos térmicos.

Al utilizar tableros cerámicos, no tendrás que adquirir estos elementos a menos que estés ante casos extremos.

Esto se debe a que el calor se puede transportar fácilmente a un descanso térmico. La refrigeración activa y el embalaje del dispositivo para cerámica también son útiles.

Los materiales termoconductores son los mejores conductores eléctricos. Esto es evidente en los PCB de cerámica.

La conductividad de estas placas de cerámica se puede ajustar mediante dopaje. Este es el mismo método que usará para establecer la resistencia de las resistencias cerámicas deseadas.

Tableros de cerámica multicapa

Hay muchas ventajas inherentes a los tableros multicapa de cerámica. La alta conductividad térmica garantizada ayuda a evitar la formación de puntos calientes.

Esto se evita tanto en la superficie como en las capas internas del circuito. Puede atribuir esto al hecho de que el calor se transporta de manera uniforme en todo el tablero.

En FR4, te darás cuenta de que existe una dependencia de las estructuras metálicas. Si no es así, entonces existe una dependencia del enfriamiento activo.

Además, se supone que esto transporta el calor lejos de diferentes lugares a bordo de las capas. Esto se traduce en la formación de puntos calientes en la placa de circuito impreso FR4.

En casos de ciclos térmicos, existe la posibilidad de que las placas FR4 queden expuestas a fracturas. Esto se debe a que usan vías como acceso a las capas internas.

Los desajustes son las principales razones de la susceptibilidad a la fractura. Esto se debe a que estos desajustes son inherentes al coeficiente de expansión térmica que existe entre el FR4 y el cobre.

Como resultado, se genera tensión a lo largo del cilindro de la vía y las uniones a tope en las vías del soporte interior. Dichos puntos se debilitan, lo que lleva a la susceptibilidad a la fractura.

Los diseñadores tienen que ser lo suficientemente entusiastas como para descartar este fracaso.

Una conductividad térmica más alta, que se extiende por todo el tablero cerámico, asegurará que la expansión sea uniforme.

Como resultado, las vías están a salvo del ejercicio de grandes esfuerzos en cualquier sección particular del tablero.

Con su excelente resistencia mecánica, las placas de circuito impreso de cerámica pueden soportar altas cargas mecánicas y altas vibraciones y golpes.

Las placas de cerámica tienen menos probabilidades de deformarse en comparación con FR4 bajo la misma fuerza.

Hay muchas cualidades a tener en cuenta al encontrar un fabricante de PCB en China.

• Experiencia y profesionalismo: los períodos más largos en la industria informan la experiencia en la fabricación de PCB de cerámica.
• El tiempo de respuesta debe ajustarse bien a su plan de trabajo.
• Costo: el costo también debe ser relativamente justo en comparación con los otros fabricantes. Puede comprobarlo consultando los perfiles de otros fabricantes.
• Creación de prototipos: también será importante elegir un fabricante que fabrique tanto el prototipo como la propia placa de circuito impreso. Esto será menos tedioso en comparación con el lugar donde tienes que hacer el prototipo en otro lugar.
• Embalaje adecuado: el fabricante debe observar las normas de embalaje prescritas para garantizar la seguridad de las tablas. Los PCB son frágiles y el embalaje debe tener eso en cuenta.
• Envío: el fabricante debe poder garantizar la seguridad del producto durante el envío. El envío también debe estar dentro de los plazos aceptables.

Las placas de circuito impreso de cerámica son populares debido a sus muchas ventajas que ya mencionamos. Solo para recordarte, dijimos que tienen:

• Capacidades de alta conductividad térmica
• Bajo CTE y puede resistir la erosión química
• Baja constante dieléctrica.

Debido a estas fortalezas, los PCB de cerámica tienen muchas aplicaciones, que incluyen:

Módulos de memoria -Foto cortesía: CPU World

·Módulo de memoria

Los PCB de cerámica tienen la capacidad de ensamblaje de alta densidad. Como resultado, puede contener hasta 4 chips IC.

Esto lo convierte en uno de los PCB más confiables para la fabricación de módulos de memoria.

Los módulos de memoria en productos de telecomunicaciones se pueden utilizar en entornos extremos. También son más resistentes a las vibraciones y los golpes.

·Módulo de Recepción/Transmisión

Los módulos de recepción y transmisión para radares en la industria de las comunicaciones también están hechos de circuitos cerámicos.

Esto se debe a que el nitruro de aluminio tiene una conductividad térmica más alta y un CTE bajo. Esto hace que el módulo sea efectivo y confiable en la recepción y transmisión.

·Tablero de interconexión multicapa

Los PCB de cerámica también se utilizan en la fabricación de placas de interconexión multicapa. Esto se debe a que las placas de circuito de cerámica están en condiciones de contener más componentes en la misma área de la placa.

Esto garantiza la fabricación de dispositivos más sofisticados en paquetes más pequeños, a diferencia de cuando usa placas FR4.

Los PCB de cerámica tienen muchos beneficios sobre otras placas de circuito, especialmente como resultado de la resistencia del material base utilizado. Esto informa algunas diferencias en el proceso de fabricación.

Debido a estos beneficios, por lo general tienen capacidades más sólidas y mejor eficiencia.

Siempre es fundamental elegir el sustrato adecuado y contratar a los mejores proveedores y fabricantes. Esto se debe a que las tablas son únicas y requieren un manejo hábil.

Cuando se fabrican y ensamblan con precisión, estas tablas funcionan maravillosamente.