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Proceso de fabricación de PCB de cerámica: análisis completo

Índice del contenido

Este artículo presentará la PCB de cerámica proceso de manufactura. La placa de circuito impreso (PCB) de cerámica es un material avanzado ampliamente utilizado en la industria electrónica, que combina las ventajas de los materiales cerámicos con las funciones de las PCB tradicionales.

Los PCB de cerámica tienen una excelente conductividad térmica, aislamiento eléctrico y resistencia a la corrosión, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta temperatura, alta frecuencia y alta potencia. En este artículo, analizaremos en profundidad el proceso de fabricación de PCB de cerámica.

Diferentes tipos de PCB
Diferentes tipos de PCB

Paso 1: el diseño

Primero, elabore el diseño de la placa de circuito impreso de cerámica. Puede lograr esto usando un software de diseño. La calculadora de ancho de trazo lo ayuda a obtener los detalles de las capas internas y externas del tablero.

Paso 2: Impresión del Diseño

Utilice una impresora plotter para imprimir el diseño de la PCB en la placa. Esto producirá una película que muestra los detalles de las capas.

Paso 3: Crear el sustrato

Pasar el sustrato por un horno para semicurarlo. Esto unirá previamente el cobre a ambos lados de la capa. Posteriormente se grabará para revelar el diseño de las películas impresas.

Paso 4: Impresión de capas internas

Monte una película fotosensible hecha de productos químicos fotorreactivos. Esto se endurecerá cuando se exponga a la luz ultravioleta. Al hacerlo, los planos se alinearán con la impresión real del tablero.

Paso 5: Luz ultravioleta

Después de alinear la resistencia y el laminado, lleve la tabla a la luz ultravioleta. Esto endurece la fotoprotección.

Lave la placa con una solución alcalina para limpiar el cobre no deseado, dejando intacto el fotoprotector endurecido.

Paso 6: capa y unión

Las capas esperan su fusión en esta etapa. Las capas exteriores suelen estar unidas con el sustrato. Este proceso toma dos pasos: capas y unión.

Los materiales de la capa externa consisten en sustratos cubiertos con papel de aluminio delgado en la parte superior e inferior del sustrato. Este sustrato también contiene trazado de cobre.

Ahora, este es el momento de unir las capas. Haces esto en una mesa de acero pesado usando abrazaderas de metal.

A continuación, ajuste de forma segura las capas en los alfileres unidos a la mesa. Asegúrese de que encajen correctamente para evitar que se muevan durante la alineación.

Luego puede proceder a colocar una capa de preimpregnado sobre la resina de alineación.

Coloque la capa de sustrato sobre el preimpregnado antes de colocar la lámina de cobre. Luego, más hojas de preimpregnado pueden colocarse encima de la capa de cobre.

material de PCB
Material de PCB – Foto cortesía: Orbotec

La pila se completará con papel de aluminio y una placa de prensa de cobre. Ahora está listo para llevarlo a través del prensado.

Para el prensado, utilizará una computadora de unión a presión, que calienta la pila antes de que se enfríe.

Paso 7: taladrar

Ahora puede perforar agujeros en el tablero de la pila con la máxima precisión. Asegúrese de que los agujeros estén perforados al ancho de un cabello.

Utilice un localizador de rayos X para identificar los puntos de destino de perforación adecuados.

Antes de comenzar a perforar, asegúrese de colocar la placa sobre un material amortiguador debajo del objetivo de perforación. Esto ayudará a garantizar que el orificio promulgado esté limpio.

Estos taladros asistidos por computadora suelen tener husillos accionados por aire que giran a unas 150 000 rpm. Esto podría inducirlo a error de que el simulacro ocurre en un instante.

Durante el proceso de perforación, cada agujero necesita su momento especial con el taladro.

Paso 8: Revestimiento y deposición de cobre

Aquí es donde fusionas las distintas capas.

Cuando hayas limpiado a fondo el panel, puedes proceder a lavarlo mediante varios baños químicos.

Al realizar los baños, el proceso de deposición química depositará una fina capa de cobre sobre la superficie del panel. Esto es por lo general alrededor de una micra de espesor.

El cobre irá a los agujeros perforados generados previamente.

Antes de este paso, las superficies internas de los orificios se exponen al sustrato. Los baños de cobre te ayudarán a cubrir las paredes de los agujeros.

Paso 9: Imágenes de la capa externa

En este paso, volverá a aplicar una fotoprotección al panel.

Pase el panel preparado a través de la habitación amarilla. Las luces amarillas no tienen niveles de UV que puedan afectar a los fotoprotectores.

Para evitar la desalineación con el panel, asegure las transparencias de tinta negra.

Cuando el panel y la plantilla entren en contacto, un generador los proyectará con luz ultravioleta alta. Esto endurecerá aún más la fotoprotección.

Luego, puede pasar el panel a través de una máquina que eliminará la resistencia sin endurecer, que está protegida por la opacidad de la tinta negra. En este proceso, invadirás las capas internas.

A continuación, debe proceder a inspeccionar las placas exteriores, eliminando todos los fotoprotectores no deseados.

Paso 10: revestimiento

Devuelva el tablero a la sala de enchapado. En este punto, electrochapa el panel con una fina capa de cobre.

Las secciones del panel que ha expuesto desde la etapa fotorresistente de la capa exterior recibirán una galvanoplastia de cobre.

Después de los baños de cobreado, el siguiente paso es realizar el estañado del panel. Esto permite eliminar todos los restos de cobre que quedaron durante la etapa de grabado.

Paso 11: Grabado final

El cobre deseado se protege en esta etapa eliminando el cobre no deseado que permanecerá debajo de la capa de resistencia.

Puede usar soluciones químicas para eliminar el exceso de cobre. El estaño protegerá al valioso cobre en esta etapa.

A partir de aquí, las áreas conductoras y las conexiones están ahora debidamente establecidas.

Paso 12: Aplicación de la máscara de soldadura

Antes de aplicar la máscara de soldadura a ambos lados de la placa, asegúrese de limpiar la placa. Cúbralo con tinta de máscara de soldadura epoxi y luego expóngalo a la luz ultravioleta.

Luego proceda a pasarlo por la tinta de la máscara de soldadura. Las porciones cubiertas permanecerán sin endurecer, listas para ser removidas.

Pasar la tabla por un horno. Esto curará la máscara de soldadura.

Paso 13: acabado de la superficie

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

Paso 14: Serigrafía

A continuación, puede completar el tablero dándole escritura de chorro de tinta en su superficie. Esto indicará todas las innovaciones importantes del PCB. Pase su PCB de cerámica a la última etapa de recubrimiento y curado.

Paso 15: Prueba eléctrica

Este procedimiento le ayudará a confirmar la funcionalidad de la PCB.

También probará la conformidad de la placa con su diseño original.

Paso 16: Creación de perfiles y puntuación V

Este es el ultimo paso. Cortarás diferentes tablas del panel que has hecho.

Tienes dos métodos alternativos para lograr esto. Puede usar un enrutador o una ranura en V. Ambas formas le permitirán sacar los tableros del panel fácilmente.

Conclusión

El proceso de fabricación de PCB de cerámica incluye 16 pasos críticos: diseño, impresión, creación de sustrato, fotolitografía, laminación, taladrado, galvanoplastia, eliminación del exceso de cobre, aplicación de pasta de soldadura, tratamiento de superficies, serigrafía y pruebas eléctricas. Estos procesos precisos brindan a las PCB de cerámica una excelente conductividad térmica, aislamiento eléctrico y resistencia a la corrosión, lo que las hace ideales para aplicaciones de alta temperatura, alta frecuencia y alta potencia.

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