Un circuito impreso, o PCB Fabrication (por sus siglas en inglés), es una placa donde se montan componentes electrónicos interconectados.
Sirve como base para dispositivos electrónicos, permitiendo que la electricidad fluya a través de los diferentes componentes.
Los PCBs son bastante importantes para el funcionamiento de casi cualquier equipo electrónico moderno.
Si necesitas ayuda con este proceso, en Maquinaria y Componentes podemos ayudarte.
Proceso de fabricación de circuitos impresos
Fuente: Circuitos Impresos 2CI. Explicación del proceso de PCB Fabrication
- Diseño del circuito. El primer paso es crear el diseño del PCB en un software especializado. Este diseño detalla cómo se conectarán los diferentes componentes y las pistas por donde fluirá la electricidad.
- Preparación del material base. La base del circuito suele ser una placa de fibra de vidrio recubierta de cobre. Esta placa se limpia para que el diseño se adhiera bien y no haya fallos durante el proceso.
- Impresión del diseño en la placa. Una vez que el diseño está listo, se imprime en la placa de cobre. Para esto, se utiliza un proceso de fotoimpresión. Se aplica una capa fotosensible en la placa y luego se expone a la luz ultravioleta con el diseño del circuito. Las áreas que no forman parte del circuito se eliminan posteriormente con un revelador químico.
- Grabado del circuito. Aquí viene la parte importante: se utiliza un ácido que elimina el cobre que no forma parte del circuito. Solo quedan las pistas de cobre necesarias, que son como los caminos por donde va a pasar la electricidad.
- Perforado de agujeros. Una vez grabado el circuito, se perforan agujeros en la placa donde se insertarán los componentes electrónicos. Estos agujeros se colocan de acuerdo al diseño del PCB y son necesarios para conectar los diferentes componentes del dispositivo.
- Aplicación de la máscara de soldadura. Para proteger las pistas de cobre y evitar que se dañen o cortocircuiten, se les aplica una capa protectora llamada máscara de soldadura. Esta capa suele ser verde, pero también puede ser de otros colores.
- Serigrafía. La serigrafía es el proceso en el que se imprimen letras o símbolos en la placa para ayudar a identificar dónde va cada componente. Esto facilita mucho el trabajo a la hora de ensamblar el circuito y realizar mantenimientos.
- Pruebas y control de calidad. El último paso es probar el circuito para asegurarse de que funciona correctamente y no tiene fallos. Si pasa todas las pruebas, el PCB está listo para usar.
Materiales usados en la fabricación de circuitos impresos
La fibra de vidrio, conocida como FR4, es el material más utilizado como base de los PCBs.
Este material ofrece una excelente combinación de resistencia y durabilidad.
Es perfecto para la mayoría de los dispositivos electrónicos, ya que tiene una buena resistencia al calor y a la humedad, además de ser un estupendo aislante eléctrico.
El cobre es el material conductor que se utiliza para crear las pistas por donde circulará la electricidad.
Suele aplicarse en una fina capa sobre la base del PCB y luego, mediante procesos de grabado, se elimina el cobre sobrante, dejando solo las rutas necesarias para conectar los componentes.
El cobre es el mejor por su alta conductividad eléctrica y su capacidad para manejar corrientes sin calentarse demasiado. Dependiendo de los requisitos del dispositivo, se puede ajustar el grosor de las capas de cobre para mejorar la capacidad de conducción.
La máscara de soldadura es una capa protectora que se coloca sobre las pistas de cobre una vez que el diseño ha sido grabado.
Esta capa, normalmente de color verde, protege el cobre del ambiente externo, evitando la corrosión y los cortocircuitos accidentales cuando el PCB está en funcionamiento.
Además, la máscara de soldadura evita que la soldadura se derrame y se adhiera en lugares no deseados durante el proceso de ensamblaje de los componentes.
El estaño se usa principalmente en el proceso de soldadura, donde se necesita unir componentes electrónicos a las pistas del PCB.
Las conexiones de soldadura aseguran que los componentes estén firmemente fijados a la placa y que la electricidad fluya correctamente.
El estaño, a menudo combinado con pequeñas cantidades de plomo (aunque cada vez más se buscan opciones sin plomo), tiene una baja temperatura de fusión, lo que lo hace ideal para unir sin dañar los componentes.
Aunque la mayoría de los circuitos impresos son rígidos, en algunos casos se utilizan polímeros flexibles para crear PCBs que puedan doblarse o ajustarse a formas más complejas.
Estos materiales se usan en dispositivos donde es necesario que el circuito se adapte a un espacio reducido o en productos que requieren flexibilidad, como en algunos dispositivos portátiles, cámaras o pantallas.
En circuitos impresos diseñados para aplicaciones de alta potencia o que generan mucho calor, se puede utilizar una base de aluminio en lugar de la fibra de vidrio.
El aluminio tiene buenísimas propiedades de disipación de calor, lo que lo convierte en la mejor opción para productos como luces LED o componentes de potencia, donde la gestión térmica es fundamental para evitar el sobrecalentamiento.
Para aplicaciones que requieren una resistencia aún mayor al calor, como los dispositivos aeroespaciales o médicos, se utilizan compuestos cerámicos como base para los PCBs.
Estos materiales tienen una buena estabilidad térmica y son perfectos para entornos donde las altas temperaturas o las condiciones extremas son comunes.
