¿Cómo se fabrica una placa electrónica?

Cuando nos preguntamos cómo se fabrica una placa, nos vienen a la cabeza diferentes tipos de procesos y pasos. Por ello, vamos a dividir su proceso de manufactura a nivel industrial en diversas entradas de nuestro blog:

• ¿Cómo se fabrica una placa electrónica?
• Diferencias entre componentes SMD
• Diferentes tipos de placas electrónicas
• Proceso de Test de un placa electrónica

Si bien las placas electrónicas o PCBs (Printed Circuit Board) son componentes implementados en prácticamente todos nuestros dispositivos, no muchas  personas conocen el proceso de fabricación, testeo y programación.

Muchos de vosotros habéis fabricado en el instituto o en la universidad  una placa electrónica en alguna práctica, asignatura o proyecto final de carrera, pero el proceso real de fabricación en serie es muy diferente. En esta primera entrada se pretende explicar de manera fácil y rápida cómo se fabrica la mayoría de placas electrónicas del mercado.

Una vez tenemos el diseño electrónico de la placa, se debe crear el fichero de pistas o “Gerber” mediante alguno de los softwares existentes en el mercado (PCB Wizard, Eagle, Protel, KiCad…). Este fichero se compone tanto de las dimensiones de la placa, las pistas existentes y los pads de los componentes contenidos en nuestra PCB, como de la información para su montaje.

En un segundo momento, y siempre siguiendo los parámetros especificados en el Gerber, se crea la pantalla de serigrafiar.  La pantalla, que se utilizará en el proceso de colocación, permitirá a la máquina  de serigrafía depositar la pasta de soldar en los puntos donde se emplazarán los futuros componentes.

Una vez tenemos dicha pasta en cada uno de las posiciones deseadas en la placa, la máquina de pick and place ubicará los componentes necesarios en cada una de las posiciones especificadas en nuestro fichero de programación.

El proceso de producción finaliza aumentando la temperatura del horno de refusión y soldando así el PCB a sus componentes. En este último paso se deben seleccionar adecuadamente los grados ya que:

• Si la temperatura es baja: La pasta no fundirá correctamente y por ende los componentes no quedarán unidos de forma correcta.
• Si la temperatura es demasiado elevada: Los componentes resultarán dañados y el producto quedará inservible. En este caso, cuando se vaya a probar la aplicación del cliente, la placa no funcionará correctamente.

Existe otra técnica de forma de soldadura diferente a la anterior y menos precisa, que es, sin embargo, adecuada para los PCBs de doble cara; el método máquina de ola.  Si la placa electrónica tiene componentes SMD (surface mounting) por ambas caras, en este proceso se sueldan obligatoriamente todos los componentes de una de cara, y posteriormente aquellos de la cara opuesta.

En el procedimiento de máquina de ola se aplica, en vez de pasta de soldadura, un adhesivo que se introduce en ésta. Una ola de estaño se pasa bajo el PCB adhiriendo cobre en cada uno de las conexiones y fijando los componentes ¡Cuidado! Si se colocan elementos con mucha altura se pueden provocar falsas soldaduras y puentes eléctricos entre pads.

Con la fusión de los componentes en el PCB se concluye la fabricación de la placa y por tanto se podría continuar con la fase de testeo. Esta etapa de comprobación por visión artificial o por test funcional, la explicaremos en futuras entradas de nuestro blog ¿te las vas a perder?