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PCB Rígido

Introducción

¿Qué es un PCB rígido?

Las placas de circuito impreso (PCB) rígidas están fabricadas con un sustrato resistente y no flexible. Mantienen una forma permanente y fija, proporcionando una base estable para el ensamblaje de dispositivos, conexiones eléctricas y soporte físico. En comparación con las placas PCB flexibles, que se pueden doblar o deformar, las PCB rígidas ofrecen mayor resistencia mecánica e integridad estructural, lo que las hace adecuadas para dispositivos que requieren un soporte estructural estable.

La mayoría de los PCB rígidos están fabricados de fibra de vidrio (FR4) u otros materiales laminados rígidos, reforzados con resina epoxi. Mediante tratamientos químicos y térmicos, estos materiales adquieren mayor resistencia al calor, a la corrosión química y a los esfuerzos mecánicos. La fibra de vidrio constituye el núcleo de la mayoría de los PCB rígidos. Además, se añaden y sueldan componentes electrónicos como condensadores, chips, resistencias, entre otros, para lograr el correcto flujo de corriente.

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Especificaciones de PCB rígido en LHD TECH

Característica

Capacidad

Materiales del sustrato Fr4
Película de poliimida (PI) (12,7~127μm)
Adhesivos Adhesivo termofijo
Configuración de capas 1 rígida + 2 flex + 1 rígida
Capas de cobre flex ≤ 2
Espesor de capa flex 12,7~127μm
Espesor de capa rígida 0,4~1,6 mm
Espesor de cobre 12~70μm(0,5~2 oz)
Ancho/espaciado de línea mínimo 3/3 mil(76μm/76μm)
Perforado mínimo Perforación láser flexible ~0.075~0.1 mm
Perforación mecánica rígida ≥0.2 mm
Laminación Prealineación ±10μm
Laminado al vacío
180°C
3~5 Mpa
Perforación y metalización Láser CO2 para IVH
Perforación mecánica para agujeros pasantes
Galvanizado sin electrolito
≥1mil espesor de cobre
Grabado Ancho/espaciado de línea ±10%
Coverlay 25~50μm
Acabado de superficie Área rígida ENIG (0.05~0.1μm Au)
Área flexible OSP (≤0.5μm)
Radio de curvatura mínimo ≥10× espesor
Envasado del Producto Terminado Espuma/almohadilla de burbujas/bolsa antielectrostática

Estructura de PCB rígida

La fiabilidad del PCB rígido depende de la sinergia entre cada estructura de capa y el ensamblaje completo de la máquina. Principalmente incluye las siguientes capas:

1. Capa de material base

La parte más importante de la pCB Rígido estructura del tablero es la capa de sustrato, que proporciona la base para que el PCB ofrezca resistencia y rigidez. El sustrato generalmente está hecho de resina epoxi reforzada con fibra de vidrio (FR4) y es el "esqueleto" de toda la placa de circuito.

2. Capa de cobre

La capa de cobre conecta cada parte y permite la transmisión de señales y energía entre los componentes de la placa. El método de fabricación consiste en laminar una capa de lámina de cobre sobre la placa de PCB rígida después de preparar el sustrato, como el FR4.

3. Máscara de soldadura

La superficie verde comúnmente visible es la máscara de soldadura, que no solo ofrece una apariencia estéticamente agradable, sino que su función principal es proteger las pistas de cobre y evitar cortocircuitos durante el proceso de soldadura.

4. Capa de serigrafía

La capa de serigrafía se utiliza para imprimir información en la placa de circuito impreso (PCB) para que los usuarios puedan comprender la información de la placa. El contenido incluye etiquetas de componentes, logotipos y símbolos de referencia, entre otros, lo cual es conveniente para la producción, el ensamblaje y el mantenimiento posterior.

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Tipos de PCB rígidas

Existen muchos tipos de PCB rígidas, adecuadas para diferentes necesidades de aplicación:

1. PCB rígida de una cara

La placa de PCB rígida de una cara es el tipo más básico; tiene una capa de cobre en un lado del sustrato. Su costo es bajo, su producción es sencilla y es adecuada para aplicaciones de baja densidad, como luces LED, calculadoras, etc.

2. PCB rígida de doble cara

La PCB rígida de doble cara tiene capas de cobre en ambos lados, lo que permite soportar diseños de circuitos más complejos y puede utilizarse ampliamente en sistemas de control, amplificadores y equipos industriales.

3. PCB rígida multicapa

Los PCB rígidos multicapa contienen tres o más capas de cobre separadas por materiales aislantes. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta densidad, como teléfonos inteligentes y dispositivos médicos.

4. PCB rígido de cobre grueso

En comparación con los PCB ordinarios, los PCB de cobre grueso pueden soportar corrientes más altas, mayor tensión mecánica y carga térmica, y son adecuados para equipos de alimentación y aplicaciones de alta potencia.

5. PCB rígido de alta Tg

Tg significa temperatura de transición vítrea. Los PCB de alta Tg pueden soportar altas temperaturas (>170°C) y son adecuados para la industria automotriz y aeroespacial.

6. PCB rígido de alta frecuencia

Las placas de circuito rígidas de alta frecuencia son principalmente adecuadas para la transmisión de señales de alta frecuencia y suelen fabricarse con materiales de baja pérdida, como PTFE (Teflón), para garantizar la integridad de la señal.

7. PCB rígido basado en metal

Basado en aluminio o cobre, ofrece mejores capacidades de gestión térmica y se utiliza ampliamente en iluminación LED, sistemas de alimentación y electrónica automotriz de alta potencia.

Proceso de Fabricación de PCB Rígida

Límite de capas

Normalmente, solo podemos fabricar sustratos de aluminio de una capa y sustratos de aluminio de dos capas. Debido a las limitaciones del proceso de fabricación, es difícil producir sustratos de aluminio multilayer, por lo que no pueden satisfacer las necesidades de diseños complejos multilayer.

Flexibilidad deficiente

Los materiales de aluminio metálico tienen alta rigidez y baja suavidad, y no son tan flexibles como los sustratos de poliamida o poliéster. Por lo tanto, no son adecuados para aplicaciones que requieren flexión repetida.

Coeficientes de expansión térmica no coincidentes

El coeficiente de expansión térmica de los sustratos de aluminio es relativamente alto, lo cual difiere de algunos componentes y materiales de soldadura. La falta de coincidencia entre los coeficientes de expansión térmica puede provocar fácilmente daños en las soldaduras o desprendimiento, afectando la confiabilidad general.

Los sustratos de aluminio generan requisitos adicionales en el proceso

En comparación con sustratos ordinarios, las propiedades metálicas de los sustratos de aluminio requieren más tiempo de consideración durante la fabricación y el ensamblaje, lo que aumentará la complejidad del proceso y el costo.

Alto costo

Aunque los sustratos de aluminio tienen ventajas significativas en la gestión térmica, en comparación con los materiales tradicionales FR4, las PCB de aluminio tienen costos más altos de materiales, procesos especiales de fabricación y requisitos de tratamiento superficial, por lo que el costo total de fabricación aumenta.

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Características y ventajas de los PCB rígidos

Características principales:

1. Estructura Rígida: Fabricada principalmente con fibra de vidrio, esto garantiza que la placa permanezca estable y evita la deformación, proporcionando soporte para la estabilidad del producto.
2. Diseño de Circuito de Alta Densidad: Admite estructuras multicapa, permitiendo circuitos complejos y disposiciones de componentes de alta densidad.
3. Control de Dimensiones de Alta Precisión: Adecuado para productos que requieren alta precisión, como teléfonos inteligentes y dispositivos médicos.

Ventajas principales:

1. Durabilidad y Larga Vida: Los materiales y la estructura rígidos permiten un uso prolongado en entornos adversos;
2. Bajo Costo de Producción: Adecuado para producción en masa, procesos estandarizados y tiempos de ciclo cortos;
3. Facilidad de Integración Automatizada: Admite soldadura y ensamblaje automatizados, mejorando la productividad y la consistencia.

Ámbitos de aplicación de los PCB rígidos

1. Placa base de computadora: El PCB rígido puede utilizarse como núcleo de la placa base para soportar componentes clave como CPU, memoria, GPU, etc.;
2. Electrónica de consumo: Ampliamente utilizada en electrodomésticos cotidianos como teléfonos inteligentes, televisores, hornos microondas, etc.;
3. Electrónica automotriz: Indispensable en vehículos eléctricos y sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS);
4. Equipos de telecomunicaciones: El PCB rígido tiene alta estabilidad de señal y puede usarse en radios, teléfonos móviles, routers y sistemas de comunicación satelital.

Normas IPC para PCB rígidas

La fabricación de placas de circuito rígidas no solo debe garantizar su funcionalidad, sino también cumplir con normas internacionales.

IPC-A-600 e IPC-6012 son dos normas clave:

  • IPC-A-600: especifica los estándares de apariencia y defectos físicos para cada capa del PCB;
  • IPC-6012: clarifica los requisitos de rendimiento, las especificaciones de materiales y los métodos de prueba, y es ampliamente utilizada en las industrias aeroespacial, automotriz y de telecomunicaciones.

El cumplimiento de los estándares IPC requiere medidas estrictas de control de calidad, tales como pruebas de microseccionado, inspección óptica automática (AOI), pruebas eléctricas de cortocircuito y circuito abierto, etc. Solo de esta manera se puede garantizar la confiabilidad a largo plazo de las PCB rígidas.

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¿Por qué elegir LHD para producir PCB rígidas?

LHD TECH utiliza tecnología avanzada de fabricación y control de calidad para ofrecer PCB rígidas de una capa, doble capa y multicapa fabricadas con materiales FR4, de alta Tg y metálicos. Cada PCB cumple con los estándares IPC-A-600 e IPC-6012, y se utiliza ampliamente en múltiples industrias como electrónica de consumo, aeroespacial, automatización industrial, etc. ¡Si está buscando un proveedor confiable de PCB rígidas, contáctenos ahora!

RESUMEN

Las placas de circuito rígidas han cubierto todos los aspectos de la vida de las personas, desde electrodomésticos hasta sistemas industriales de alta gama. Han obtenido una amplia aplicación gracias a sus ventajas de alta resistencia, tamaño preciso, buena estabilidad, entre otras. Con el continuo desarrollo de la industria electrónica, las placas PCB rígidas seguirán desempeñando su papel.

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