PCB de resina epoxi: la guía definitiva de preguntas frecuentes

Antes de invertir en tu nido PCB de resina epoxi, lee esta guía.

Responde a todas las preguntas que ha estado haciendo sobre la resina epoxi.

Entonces, sigue leyendo para aprender más.

¿Qué es un PCB de resina epoxi?

Esta es una placa de circuito impreso que mantendrá unida usando una resina epoxi, que también se llama poliepóxido.

¿Qué precauciones de seguridad debe tomar al usar epoxi al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi?

Hay varias medidas de seguridad que debe tomar cuando fabrica una placa de circuito impreso de resina epoxi.

Esto se debe a que está utilizando resina epoxi como uno de los materiales de fabricación al hacer la placa de circuito impreso.

El primer paso que debe hacer es ponerse guantes que protegerán sus manos de la exposición a la resina epoxi.

Uno de los guantes recomendados que debes ponerte en las manos son los guantes de nitrilo.

Además, puede usar otras sustancias simples, como toallitas húmedas para bebés, para eliminar la resina epoxi si entra en contacto con su piel durante el proceso de fabricación.

Para la resina epoxi que queda en tu piel, puedes eliminarla usando una mezcla de agua y jabón.

Además, debe usar un delantal de plástico cuando fabrique una placa de circuito impreso de resina epoxi.

Esto se debe a que el plástico permite retirar fácilmente la sustancia de resina epoxi si se derrama sobre la plataforma.

Además, póngase gafas de seguridad, ya que protegerán sus ojos.

Si la resina epoxi entra en contacto con sus ojos, debe usar agua limpia para enjuagarse los ojos durante casi 15 minutos.

Además, no se frote los ojos durante este proceso, y después, puede buscar atención médica lo antes posible.

El último paso consiste en fabricar la placa de circuito impreso de resina epoxi en un lugar con buena ventilación.

Esto es importante ya que asegura una circulación limpia de aire dentro del área de trabajo.

Por ejemplo, puede asegurarse de abrir las ventanas o encender los ventiladores dentro de su área de trabajo para ayudar con la circulación del aire.

Además, puede ponerse un respirador en los casos en que la circulación de aire sea insuficiente por una razón u otra.

¿Se pueden usar varios tipos de resina epoxi al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi?

La resina epoxi que puede usar al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi se puede clasificar en dos categorías distintas.

Estos incluyen lo siguiente:

• No glicidilo

En esta categoría, puedes encontrar las siguientes subcategorías:

1. cicloalifático
2. Alifático

• Glicidilo

Este tipo de resina epoxi caerá bajo el paraguas de lo siguiente:

1. Glicidil-éter, que sucede con las resinas epoxi más populares que usará al fabricar PCB de resina epoxi
2. Glicidil-amina
3. éster de glicidilo

Estos son algunos de los tipos de resinas epoxi que puede usar al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi:

• Resina epoxi de bisfenol

Una de las resinas epoxi más populares para la producción comercial de PCB de resina epoxi es DGEBA [Bisfenol-A diglicidil éter].

Para producirlo, expondrá epiclorhidrina a bisfenol-A en presencia de una sustancia catalizadora estándar para producir una reacción.

Además, la densidad molecular de esta resina epoxi es la más baja.

• Resina Epoxi Novolaca

Para producir esta resina epoxi, reaccionarás metanol y fenol.

Además, estas resinas epoxi carecen de COV o compuestos orgánicos volátiles y disolventes.

Dado que carecen de compuestos orgánicos volátiles, son adecuados para su uso en la fabricación de placas de circuito impreso de resina epoxi.

Por esta razón, tampoco necesita usar respiradores.

Además, la fuerza adhesiva de la resina epoxi novalac es fuerte, por lo que es adecuada para diferentes niveles de cobertura.

Además, los PCB de resina epoxi que fabrica con este epoxi tienen un alto nivel de durabilidad y protección.

Esto lo hace adecuado para varios usos.

• Resina epoxi de glicidilamina

Esta resina epoxi es altamente funcional y se forma debido a una reacción entre epiclorhidrina y aminas aromáticas.

Algunas versiones industriales de esta resina epoxi contienen N,N,N′,N′-tetraglicidil-bis-(4-aminofenil)-metano y triglicidil-p-aminofenol.

A temperatura ambiente, tienen un nivel de viscosidad medio a bajo, por lo que son más fáciles de trabajar que otras variedades.

• Diluyentes Resina Epoxi

Para formar esta reacción epoxi, utilizará sustancias como polioles o glicidilación de alcoholes alifáticos.

Después de esta reacción, la sustancia que crea puede ser bifuncional, monofuncional o altamente funcional.

• Resina epoxi alifática

Una reacción que involucra epiclorhidrina o epoxidación da como resultado la formación de resina epoxi alifática.

Además, por su falta de cloro y alto contenido en oxirano, poseen las siguientes cualidades:

1. Tg alta
2. Bajo nivel de viscosidad
3. Constante dieléctrica baja
4. Resistencia a la intemperie adecuada

• Resina Epoxi Halogenada

Esta versión de resina epoxi generalmente se mezcla para obtener características únicas cuando se fabrica una placa de circuito impreso de resina epoxi.

Para hacerlos, mezclarás sustancias fluoradas y bromadas.

Además, la sustancia más común es el bisfenol A bromado, ya que es resistente a las llamas y útil para usos eléctricos.

Sin embargo, la fabricación de estas resinas epoxídicas en grandes cantidades está limitada ya que son caras y tienen una Tg baja.

¿Qué materiales de sustrato puede usar al fabricar una PCB de resina epoxi?

El material de sustrato que utilizará para fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi se divide en cuatro categorías distintas.

Estos incluyen lo siguiente:

Materiales de sustrato rígido o duro

Si el objetivo principal es garantizar que la PCB de resina epoxi mantenga su forma con el tiempo, debe utilizar un material rígido o basado en cerámica.

Dado que estos materiales tienen un rasgo sólido, la PCB de resina epoxi no se deformará, por lo que mantendrá su forma durante todo su ciclo de vida.

Un ejemplo en el que utilizará un material rígido para fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi es cuando construya placas base de computadora.

Ejemplos de materiales rígidos que puede usar al hacer una PCB de resina epoxi incluyen óxido de berilio o nitruro de aluminio.

Algunas de las ventajas de usar estos materiales de sustrato duro incluyen las siguientes:

1. Seguirán siendo funcionales incluso a temperaturas superiores a los 350 °C.
2. Además, poseen altos niveles de constantes dieléctricas.
3. Como absorben la menor cantidad de humedad, facilitan el envasado hermético.
4. Además, no experimentarán ningún problema con la desgasificación.
5. Permiten empaquetar en configuraciones pequeñas y funcionan bien con otras piezas de PCB.

Algunas de las razones por las que necesita usar sustratos duros para hacer PCB de resina epoxi incluyen:

1. Situaciones en las que necesita rutas de señal claras.
2. Cuando necesite bajar el precio durante un gran número de ciclos de producción.
3. En áreas donde la aplicación necesita una placa de circuito impreso resistente.
4. Cuando necesite realizar prácticas rápidas de mantenimiento y reparación.

Materiales de sustrato flexibles o blandos

Cuando usa materiales de sustrato flexibles, está abierto a usarlos en varias aplicaciones, ya que pueden plegarse o doblarse en varias formas.

Por esta razón, muchos productos electrónicos modernos para consumidores utilizan estos materiales de sustrato en PCB de resina epoxi.

Además, utilizará sustratos flexibles en PCB de resina epoxi cuando la aplicación requiera que se flexione con frecuencia durante el funcionamiento.

El sustrato flexible permite que esto ocurra sin afectar el flujo de corriente.

Ejemplos de las industrias que utilizan este sustrato incluyen teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles, etc.

El material que usará cuando fabrique PCB de resina epoxi flexible se llama Kapton.

Además, este material es adecuado para la resistencia al calor, es dimensionalmente consistente y tiene valores de constante dieléctrica adecuados.

El sustrato de material de PCB de resina epoxi flexible más popular es el politetrafluoroetileno y la poliimida.

Algunas ventajas de usar materiales de PCB de resina epoxi flexible incluyen:

1. Ocupan menos espacio potenciando así la portabilidad de la aplicación
2. Su peso es mínimo, por lo que es adecuado para pequeñas aplicaciones.
3. Son adecuados para fabricar PCB de resina epoxi que experimentarán entornos de toba.
4. Además, pueden adaptarse adecuadamente a usos de densidad y seguimiento de señal alta debido a su pequeño tamaño.
5. Los PCB de resina epoxi flexible ofrecerán una estabilidad adecuada ya que forman una capa cerca de los rellenos.

Algunas situaciones que requieren el uso de materiales de PCB de resina epoxi flexible incluyen:

1. Cuando el diseño de PCB de resina epoxi es para condiciones extremas
2. En aplicaciones que necesitan que la placa de circuito impreso de resina epoxi se doble o flexione
3. Cuando necesite placas de circuito impreso de resina epoxi ligeras y pequeñas

Material de sustrato rígido-flexible

Estos PCB de resina epoxi utilizan materiales rígidos y flexibles.

Además, contienen varias capas, formadas por materiales de poliimida.

Algunas ventajas de las PCB de resina epoxi rígido-flexible incluyen:

1. Facilidad de mecanizado
2. Poseen bajos niveles de pérdida dieléctrica.
3. Además, son ligeros y ocupan menos espacio.
4. Ellos construyen requiere precisión

Las áreas que requieren el uso de PCB de resina epoxi rígido-flexible incluyen:

1. Al fabricar amplificadores de potencia y receptores
2. En situaciones que necesitan PCB de resina epoxi ligera
3. Cuando contiene etiquetas relativas a la identificación de frecuencia
4. Tableros para aplicaciones militares y médicas
5. Sensores de construcción y sistemas de radar para automoción

Material de sustrato RF-4

Estos son materiales de fibra de vidrio-epoxi que son relativamente asequibles, adecuadamente resistentes al fuego y buenos para el aislamiento eléctrico.

FR significa retardante de fuego, lo que significa que cumplirá con la certificación UL94VO.

Su característica resistente a las llamas se debe a que contienen halógenos de bromo.

Las ventajas del material de PCB de resina epoxi FR-4 incluyen:

1. Son asequibles y adaptables.
2. Además, su construcción comprende láminas preimpregnadas que tienen resina epoxi y una estera de fibra de vidrio.
3. Son fáciles de perforar y metalizar con respecto a los estándares de las industrias electrónicas.

Las instancias que requieren el uso de PCB de resina epoxi FR-4 incluyen:

1. Durante la creación de prototipos
2. Al fabricar diseños complejos que requieren varias capas
3. En escenarios donde se necesita reducir los costos de producción
4. Aplicaciones que necesitan circuitos de baja velocidad

¿Es fuerte una PCB de resina epoxi?

Los PCB de resina epoxi son resistentes, pero esto depende de la resistencia del epoxi de la variedad que esté utilizando.

Algunos de los principales rasgos de fortaleza implican:

• resistencia a la compresión
• Resistencia al pelado
• Resistencia a la cizalladura
• Fuerza flexible

El adhesivo epoxi que usarás en una resina epoxi PCB presenta altos niveles de fuerza.

Además, algunos de los adhesivos epoxi termoendurecibles vienen con un valor de resistencia que oscila entre 35 N/mm² hasta 41 N/mm².

¿Debe una PCB de resina epoxi cumplir con un conjunto de estándares internacionales de calidad?

Sí, una placa de circuito impreso de resina epoxi debe cumplir con estos estándares de calidad, ya que garantiza su uso seguro y cumple con los requisitos establecidos.

Algunos de los estándares de calidad que debe cumplir un PCB de resina epoxi incluyen los siguientes:

• Certificación UL
• Restricción de sustancias peligrosas [RoHS]
• Certificación SGS
• Certificación ISO 9001 y 14000

¿Qué acabados de superficie puede usar al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi?

El propósito de la Acabado de superficie de PCB que usará en una PCB de resina epoxi protegerá los componentes de la PCB de la oxidación o los cortocircuitos.

Además, el acabado de la superficie forma una conexión adecuada que se forma entre las piezas de la placa de circuito impreso de resina epoxi y la propia placa de circuito impreso.

Algunos de los acabados superficiales que puede usar en una PCB de resina epoxi incluyen los siguientes:

• Conservantes orgánicos de soldabilidad [OSP]
• Plata de inmersión
• Oro de inmersión de níquel electrolítico [ENIG]
• Electrolítico de oro o níquel
• Nivelación de soldadura de aire caliente sin plomo [HASL]
• Inmersión o lata blanca
• Níquel electrolítico Oro de inmersión de paladio electrolítico [ENEPIG]

¿Cuál es el proceso de fabricación de una PCB de resina epoxi?

Los pasos involucrados en la fabricación de un PCB de resina epoxi son los siguientes:

• Diseño

Aquí, los diseñadores crean un plano de la PCB de resina epoxi.

• Impresión

En esta fase, imprimirá la PCB de resina epoxi mediante el uso de una impresora plotter.

• sustrato

Al hacer esta placa de circuito impreso, utilizará una capa de sustrato que se compone de capas aislantes.

En este caso, la capa de sustrato que usarás es resina epoxi, que conectará todos los elementos.

Luego, curará los materiales en un horno antes de grabar el diseño de la PCB de resina epoxi.

• capas

En esta fase, creará laminados dentro de las capas internas utilizando planos.

Por ejemplo, cubrirá el laminado con una película fotosensible que se endurece cuando lo expone a la luz ultravioleta.

• Adhesión dental

Aquí, expondrá el panel a la luz ultravioleta que endurece las capas fotorresistentes, revelando así las conexiones de cobre subyacentes.

• Refinación

Esta fase implica el uso de una solución química alcalina que elimina el exceso de cobre sin dañar la capa fotorresistente.

• Inspección

Las máquinas automáticas inspeccionan las capas para asegurarse de que todas las capas estén alineadas entre sí.

• Laminación

Esto implica prensar todas las capas y laminarlas con una resina epoxi conocida como preimpregnado.

Además, perforará alfileres a través de las capas para asegurarse de que se alineen.

Además, aplicará calor y presión para derretir la resina epoxi, lo que hará que las capas se fusionen.

Finalmente, perforará orificios en las capas que exponen las capas de sustrato y los paneles internos.

• Enchapado

Aquí, limpiará a fondo y bañará los paneles en soluciones químicas.

La solución depositará una fina capa de cobre en la superficie que sella la placa y entra en los orificios.

• Proyección de imagen

Aquí, una segunda vez, aplicará una fotoprotección mientras toma imágenes de las capas externas y luego la pasará a través de la luz ultravioleta para endurecerla.

Posteriormente, lo expondrás a una máquina que elimina los fotorresistentes no deseados.

• Enchapado

En esta fase, aplicará una capa de cobre delgado en la PCB mediante metodologías de galvanoplastia.

Luego, llevará a cabo un revestimiento de estaño para proteger las rutas de cobre dentro de la placa.

• Aguafuerte

Aquí proteges las capas de cobre mientras eliminas otros elementos mediante procesos químicos.

Esto establecerá conexiones, caminos conductores y caminos.

• Aplicación de máscara de soldadura

Asegúrese de que la placa esté limpia antes de continuar con este proceso.

Además, aplicará la máscara de soldadura epoxi y luego la solidificará bajo luz IV.

Esto le dará a la PCB de resina epoxi su color distintivo.

• Acabado de la superficie

Esto implica recubrir el tablero para mejorar la fusión de los elementos y aumentar la calidad de la adhesión.

• Serigrafia

Esto implica imprimir información importante sobre la PCB de resina epoxi.

• Pruebas

Aquí, probará la placa usando varias técnicas para asegurarse de que cumpla con todas las especificaciones de diseño.

• Corte

Esto implica cortar piezas de PCB de resina epoxi del panel principal.

¿Es posible eliminar la resina epoxi que forma una placa de circuito impreso de resina epoxi?

La resina epoxi es difícil de quitar ya que tiene fuertes propiedades adhesivas.

Estos son los procesos que puede usar para eliminar la resina epoxi que está endurecida:

• Lijado
• Acetona
• Pistola de aire caliente
• Productos químicos

¿En qué áreas utilizará una PCB de resina epoxi?

Las diversas aplicaciones de una placa de circuito impreso de resina epoxi abarcan las siguientes áreas:

• Industrias médicas
• Electrónica de consumo
• Industria automotriz
• Industria marítima
• Industria aeroespacial
• Industria militar
• Telecomunicaciones
• El equipo de seguridad

¿Qué propiedades mecánicas debe tener un PCB de resina epoxi?

Estas propiedades incluyen lo siguiente:

• Resistencia al pelado
• Fuerza flexible
• Densidad
• tiempo de delaminación

¿Cómo seleccionará los materiales adecuados para fabricar PCB de resina epoxi de alta frecuencia?

Éstos incluyen:

• resina de PPE

Estas opciones duraderas son adecuadas para fabricar PCB con frecuencias que oscilan entre 1 y 10 GHz.

• resina epoxi modificada

Estas opciones asequibles son adecuadas para fabricar placas cuya frecuencia oscile entre 1 y 10 GHz.

• Resina de la serie flúor

Estos son los más caros y son adecuados para hacer placas con una frecuencia de 5 GHz.

¿Qué hará que una PCB de resina epoxi falle?

• Trampas de ácido
• Placas de vacíos
• Problemas electromagnéticos
• Astillas
• Espacio libre insuficiente
• mala soldadura
• Térmicas hambrientas
• Componentes inestables

¿Qué componentes conformarán una PCB de resina epoxi?

Estos incluyen lo siguiente:

• Resistencias cuyo trabajo es evitar el flujo de corriente descargando energía eléctrica en forma de calor.
• Los capacitores retienen una carga eléctrica temporalmente y solo la liberan cuando otra parte la necesita.
• Los inductores almacenan energía en forma de campos magnéticos que se generarán a medida que la corriente eléctrica pase a través de ellos.
• Los transformadores transmitirán energía eléctrica entre circuitos, ya sea aumentando o disminuyendo el nivel de voltaje.
• Los diodos emisores de luz permiten que la corriente fluya en una sola dirección, es decir, del ánodo al cátodo.
• Interruptores que impiden o permiten el paso de corriente según su estado.
• Baterías que ofrecen voltaje a los circuitos.
• Los transistores amplificarán la carga.

¿Se puede colorear la resina epoxi que se utiliza al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi?

Sí, puede incluir materiales para formar el color que desee, o incluso comprar resina epoxi precoloreada.

¿Cuáles son algunos de los materiales que puede usar al fabricar una PCB de resina epoxi?

Éstos incluyen:

• El Teflón

Este material es adecuado para aplicaciones de alta velocidad y puede soportar condiciones no adecuadas para FR-4.

• FR-4

Este es un material resistente al fuego que contiene tejido y resina epoxi.

• Metal

En este caso, utilizará cobre como principal material conductor.

¿Qué debe tener en cuenta al seleccionar los materiales que utilizará al fabricar una placa de circuito impreso de resina epoxi?

Éstos incluyen:

• Propósito

Aquí, considere el uso de PCB de resina epoxi, si lo usará en áreas de alta temperatura, si necesita flexibilidad, etc.

• Conductividad

Asegúrese de que los materiales puedan disipar adecuadamente el calor, ya que el sobrecalentamiento prevalece con los productos de señalización de alta velocidad.

• Apilar

Esto dicta cómo los ingenieros fabricarán y colocarán la PCB de resina epoxi dentro de los dispositivos, ya sea de una o varias capas.

• Fuerza mecánica

Considere si los materiales que está eligiendo son fuertes eléctrica o mecánicamente.

• Integridad de la señal

Aquí, clasificará la función de la PCB de resina epoxi de la siguiente manera:

1. Microondas
2. Alto Voltaje
3. Alta frecuencia
4. Alta densidad

• Flexibilidad

El uso de materiales rígidos y flexibles hace que la PCB de resina epoxi sea plegable según la aplicación.

• Colocación de componentes

Cuando la señal pasa por partes que producen ruido, causará interferencia, poniendo en peligro el sistema.

• Costo

El uso de materiales como oro o vías aumentará el costo de la PCB de resina epoxi debido a los procesos de fabricación adicionales.

¿Qué propiedades químicas debe tener un PCB de resina epoxi?

Estos implican lo siguiente:

• Absorción de agua
• Combustibilidad
• Resistencia al cloruro de metileno

¿Cuáles son ejemplos de capas que puede encontrar en una PCB de resina epoxi?

Las capas incluyen lo siguiente:

• Capas de sustrato que soportan todas las piezas y trazas.
• Capa de cobre que conduce la corriente eléctrica.
• Capa de máscara de soldadura que tiene recubrimiento de resina epoxi y protege el cobre de cortocircuitos y oxidación.
• Capa de serigrafía que da color a la PCB.

¿Existe alguna diferencia entre la tecnología de montaje superficial [SMT] y la tecnología de orificio pasante [THT] en una PCB de resina epoxi?

THT implica colocar los cables de los componentes a través de orificios en la placa de circuito impreso desnuda, formando así conexiones sólidas.

SMT implica colocar componentes directamente sobre la superficie de la placa de circuito impreso mediante soldadura.

¿Qué propiedades térmicas puede encontrar en un PCB de resina epoxi?

Éstos incluyen:

• Coeficiente de expansión termal
• Temperatura de transición del vidrio
• Conductividad térmica
• temperatura de descomposición

¿Puede encontrar un PCB de resina epoxi con diferentes colores de serigrafía?

Sí, puedes encontrarlos en colores como azul, verde, amarillo, rojo, negro o blanco.

¿Qué propiedades eléctricas debe contener un PCB de resina epoxi?

Estos incluyen lo siguiente:

• Resistividad de volumen
• Permitividad relativa
• Constante dieléctrica
• Factor de disipación
• Resistividad de superficie
• Fuerza electrica

¿Cuál es el futuro de los materiales de PCB de resina epoxi?

Se están realizando más investigaciones sobre la mejora de los sustratos que utilizará al fabricar la PCB de resina epoxi.

Además, la necesidad de fabricar PCB de resina epoxi ligera y pequeña aumenta la demanda de fabricación de PCB multicapa funcionales y de alto rendimiento.

Además, hay un nuevo material de resina epoxi como FR-408, Megatron, Getek y 4000-13.

Estos materiales dan forma al avance de los PCB ya que cuentan con un mejor rendimiento en comparación con los materiales FR-4.

Además, RoHS dicta la necesidad de usar materiales con mayor resistencia al calor y confiabilidad.

¿Existen procesos que pueda realizar para verificar la calidad de una PCB de resina epoxi?

Éstos incluyen:

• Prueba de sonda voladora

Esta es una técnica rentable que inspeccionará la PCB de resina epoxi en busca de aperturas, inductancia, capacitancia, cortocircuitos, defectos de diodo o resistencia.

• Inspección óptica automatizada

Esta técnica utiliza cámaras para fotografiar la PCB de resina epoxi y luego compararla con los esquemas originales.

• Prueba de quemado

Esta intensa prueba identificará fallas tempranas y formulará la capacidad de carga.

Además, por su intensidad, puede destruir las partes que estés probando.

• Inspección de rayos X

Los técnicos utilizarán esta prueba para identificar fallas al principio de la fase de fabricación mediante la visualización de trazas, conexiones y cilindros.

• Prueba funcional

Aquí, verificará que la PCB de resina epoxi se encienda.

También tenemos una guía detallada sobre Materiales de PCB.

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