¿Eligiendo el proceso incorrecto de metalización de orificios de PCB? Puede arruinar la producción. Analicemos sus opciones.
Los procesos comunes de metalización de orificios de PCB incluyen el cobre químico grueso, medio o fino y el recubrimiento directo. Cada uno tiene sus ventajas, desventajas y mejores casos de uso.
He visto pequeñas fábricas con dificultades al usar el proceso incorrecto. Permítanme explicarles cada método para que puedan elegir el que mejor se adapte a sus necesidades. He cometido muchos errores; aprendan de ellos.
¿Qué es el cobre químico grueso para la metalización de orificios de PCB?
El cobre químico grueso parecía una buena opción, hasta que vi su alto costo. ¿Merece la pena la compensación?
El cobre químico grueso (2-3 μm) permite omitir el recubrimiento completo de la placa, pero tiene un alto costo y controles estrictos. Ideal para placas sencillas.
Cómo funciona
El flujo del proceso para placas multicapa es: agente hinchante → desmanchado → neutralizador. Para placas de doble cara: desengrasar → micrograbado → preinmersión → catalizar → despegar → cobre químico grueso (30 minutos) → antioxidante opcional → secar. Probé esto una vez con un lote pequeño. La capa de cobre de 2-3 μm nos permitió omitir el recubrimiento completo de la placa; parecía una gran ventaja.
Ventajas y desventajas
| Aspecto | Detalles |
|---|---|
| Ventajas | Omite el recubrimiento de toda la placa; ahorra costos de equipo; grabado uniforme |
| Desventajas | Altos costos de material; estrictos controles de espesor/retroiluminación; mala adhesión (los cristales no son densos); micrograbado complicado (muy poco = mala adhesión, demasiado = rotura del orificio) |
En ese lote, tuvimos que recubrir hasta 30 μm de una sola vez. Las líneas finas quedaron atrapadas, lo que dificultó el decapado. Funcionó para placas sencillas, pero no para las complejas. Lo evitaría ahora a menos que tenga límites estrictos de costos en el equipo.
¿Qué es el cobre químico medio para orificios de PCB?
El cobre químico medio prometía soluciones para el cobre grueso, hasta que me encontré con sus problemas de micrograbado. ¿Funciona mejor?
El cobre químico medio (1-1,5 μm) reduce los costos en comparación con el cobre grueso, pero aún requiere controles estrictos. Mejor adhesión, pero el micrograbado es complicado.
Cómo evolucionó
Este proceso se originó a partir de cobre químico grueso. Los mismos pasos, solo que más delgado (1-1,5 μm). Me cambié a esto después del fiasco del cobre grueso. Los costos se redujeron un 30 %, lo cual fue un alivio.
Ventajas y desventajas
Las ventajas son las mismas que con el cobre grueso: se evita el recubrimiento de toda la placa y se ahorran costos de equipo. Sin embargo, las desventajas se suavizaron un poco. La adhesión mejoró porque la capa era más delgada. Sin embargo, el micrograbado se volvió aún más complicado. Recuerdo una prueba: grabamos 0,5 μm de más y el 20 % de los agujeros se rompieron.
| Comparar con cobre grueso | Cobre medio | Cobre grueso | |-------------------------|---------------|--------------|
| Costo | Menor | Mayor |
| Adhesión | Mejor | Peor |
| Riesgo de micrograbado | Mayor | Menor |
Es mejor para lotes pequeños con placas ligeramente complejas. Pero aún así lo encontraba demasiado delicado para las tiradas diarias.
¿Qué hace que el cobre químico delgado sea la mejor opción?
Mi fábrica cambió al cobre químico delgado y los problemas de producción disminuyeron. ¿Qué lo hace funcionar?
El cobre químico delgado (0,38-0,64 μm) añade un recubrimiento completo a la placa, pero reduce los costos y facilita el control. Es el más utilizado en la industria.
El flujo del proceso
Es similar al cobre grueso/medio, pero más corto. El tiempo de procesamiento es de 10 a 15 minutos (en comparación con 30). Luego, añadimos un paso de recubrimiento de placa completa (7,6 μm) antes de la transferencia del patrón. Ese paso adicional lo cambió todo para nosotros.
Por qué funciona
| Aspecto | Beneficio |
|---|---|
| Costo | Los costos de material más bajos de los métodos sin corriente |
| Control | Mayor facilidad para gestionar el espesor y la adhesión |
| Micrograbado | Mayor tolerancia (la base de 7,6 μm ayuda) |
| Recubrimiento | El recubrimiento de patrón solo necesita 23 μm (en comparación con 30 μm), lo que reduce la película atrapada. |
Lo usé para un pedido de PCB de teléfono de gran volumen. Obtuvimos un rendimiento del 98 %, mucho mejor que el 80 % con cobre de espesor medio. El recubrimiento de placa completa aumenta el costo del equipo, pero vale la pena por la consistencia. La mayoría de las fábricas que conozco lo usan ahora: equilibra costo y confiabilidad.
¿Qué hay del cobre delgado no electrolítico con recubrimiento de placa completa?
¿Has oído hablar del cobre delgado más recubrimiento de placa completa? Omite el recubrimiento de patrón, pero tiene sus propios riesgos.
El cobre delgado (0,38-0,64 μm) más el recubrimiento de placa completa (30 μm) omite el recubrimiento de patrón, pero corre el riesgo de que se produzcan grietas en la película seca en las almohadillas pequeñas.
¿Qué significa cobre balanceado en PCB? (https://southelectronicpcb.com/wp-content/uploads/2024/09/image-56-1024x702.png)
Cómo funciona
Después de aplicar cobre químico fino, se recubre toda la placa a 30 μm. Luego, se usa película seca para cubrir los agujeros (como el procesamiento de la capa interna). Probé esto para ahorrar tiempo en una PCB LED sencilla. Se omitió el recubrimiento de patrones, que requiere 2 horas de corte por lote.
Ventajas y desventajas
Ahorra tiempo y equipo de galvanoplastia. Sin embargo, las desventajas son importantes. Las almohadillas pequeñas (de menos de 0,2 mm) solían presentar grietas en la película seca. Pasamos por alto algunas, lo que provocó que el 5 % de los orificios fallaran. Grabar cobre de 30 μm de manera uniforme también es difícil. Encontramos un grabado insuficiente en zonas densas.
| Ideal para | Riesgos |
|---|---|
| Almohadillas grandes, placas sencillas | Grietas en la película seca; grabado desigual |
| Tiradas cortas | Alta tasa de desperdicios en diseños complejos |
Es una opción especializada. La usaría solo para placas grandes y sencillas con almohadillas grandes.
¿Es la galvanoplastia directa una opción más ecológica?
La galvanoplastia directa suena ecológica, hasta que vi sus problemas de adhesión. ¿Se ajusta a tus necesidades?
La galvanoplastia directa utiliza materiales conductores (grafito, polímeros) para lograr flujos más simples y ser más ecológica, pero con controles estrictos.
Tres tipos principales
- A base de grafito: Utiliza grafito como capa conductora.
- A base de polímero: Utiliza polímeros conductores.
- A base de paladio: Utiliza compuestos de paladio.
Probé el método a base de polímero para un proyecto ecológico. El flujo era sencillo: desengrasar → micrograbar → adsorber polímero conductor → chapar cobre. Sin cobre químico, ¡genial! Redujo el desperdicio en un 40 %, ideal para auditorías.
Ventajas y desventajas
Ventajas: Ecológico (sin formaldehído); flujo más sencillo. Pero las desventajas eran importantes. La unión era impredecible. En una placa multicapa, el 10 % de las capas internas se separaron de los orificios. Los controles son estrictos; tuvimos que ajustar la concentración de polímero a diario.
| Aspecto | Recubrimiento directo | Cobre químico |
|---|---|---|
| Ecología | Mejor | Peor |
| Riesgo de adhesión | Mayor | Menor |
| Uso multicapa | Arriesgado | Seguro |
Es ideal para marcas con enfoque ecológico con placas sencillas de una o dos capas. ¿Pero multicapa? Yo me mantendría alejado.
Conclusión
Elija en función del coste, el control y la complejidad de la placa. El cobre químico fino suele ser la mejor opción para la mayoría de las fábricas.
