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PCB grandes: tamaño, planitud y manejo

Una placa grande es una estructura mecánica tanto como un circuito. La planitud y el manejo, no el ruteo, marcan los límites.

Redacción técnica de Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricación y montaje de PCB

3 min de lectura

Publicado:

Última actualización:

Revisión técnica: Cifras de proceso verificadas con nuestra hoja de capacidades publicada.

Qué cambia el tamaño

El área afecta al coste de forma lineal; la luz afecta a todo lo demás de forma no lineal.

  • Material y proceso: más laminado, más cobre, cubas mayores, equipos de exposición y ataque mayores.
  • Planitud: el mismo límite de 0,7 % permite una flecha absoluta mucho mayor sobre 1,9 m que sobre 200 mm.
  • Manejo: un panel grande pesa y es flexible por el centro, así que necesita apoyo en más puntos.
  • Ensamblaje: impresora, colocador y horno tienen que admitir el panel, y el útil tiene que mantenerlo plano.

La planitud es la batalla principal

Dos placas con el mismo stack-up pueden diferir por completo en planitud si cambia el reparto de cobre. En una placa grande el efecto se ve antes de medirlo.

Controles que funcionan:

  • Laminado simétrico. El cobre en una sola cara comba la placa durante el laminado; reflejar las zonas pesadas alrededor de la línea central es la corrección más eficaz.
  • Reparto de cobre equilibrado en planta. Una zona vacía grande en una esquina es un alabeo esperando a ocurrir; el mallado o un plano de masa lo igualan.
  • Margen de espesor. Una placa más gruesa resiste el alabeo, a costa de peso y de taladrado.
  • Control del enfriamiento durante el laminado. Los ciclos de enfriamiento de la prensa importan más en paneles grandes; un enfriamiento acelerado deja la tensión dentro.

Reglas de diseño para placas largas

Las placas grandes suelen ser backplanes o paneles con muchos conectores, y eso cambia las prioridades de ruteo:

  • Igualado de longitud en luces largas es más fácil de controlar, pero el sesgo del laminado pesa más: la constante dieléctrica del prepreg varía a lo largo de un panel grande.
  • Los caminos de retorno tienen que ser continuos en toda la longitud; un corte de plano a dos tercios de un backplane es un problema de integridad de señal que ningún ajuste de longitud arregla.
  • La colocación de conectores suele venir fijada por el diseño mecánico, lo que empuja el problema de ruteo al centro de la placa, donde hay más sitio.
  • La impedancia se mantiene en ±10 %, pero el cupón tiene que representar la pista larga y no solo la estructura corta de prueba.

Ensamblaje y transporte

La línea de ensamblaje necesita que el panel entre en su transportador, su impresora y su horno, y que esté soportado para que no se pandee. Donde el panel máximo es demasiado grande para la línea, la placa se fabrica como array más pequeño y se ensambla en un útil, o se ensambla por secciones.

El transporte también forma parte del diseño: un panel de 1,9 m necesita un portador rígido y un embalaje que no aplique cargas puntuales.

Cuándo dividir la placa

Una sola placa grande no siempre es la respuesta correcta. Dividirla en dos placas unidas por un conector, una cola flex o una sección rígido-flex puede:

  • reducir el tamaño de panel a algo que la línea de ensamblaje maneje con facilidad,
  • localizar la dilatación térmica y el alabeo,
  • permitir un laminado más barato para la mitad menos crítica,
  • hacer posible el mantenimiento y la sustitución.

El precio a pagar es el coste del conector y la integridad de señal en la unión, que en un backplane es justo donde se va el esfuerzo de ingeniería.

Los límites publicados están en la página de capacidades; las reglas de panel están en la nota de panelización, y la secuencia de fabricación en la nota de proceso.

Especificaciones técnicas

Tamaño máximo de placa
580 × 1900 mm
Espesor de placa
0,1–6,0 mm
Combado y torsión
0,7 % como máximo
Número de capas
1–38 capas
Línea / espacio mínimo
0,06 mm

Preguntas frecuentes

  • ¿Cuál es la placa más grande que se puede fabricar aquí?

    580 × 1900 mm es el límite del panel, así que la placa acabada queda acotada por eso y por el array en el que va. Una placa grande única necesita su propio panel; varias placas pequeñas pueden compartir uno. Más allá del panel, los factores limitantes son el transporte, el manejo en ensamblaje y la planitud, no la fabricación.

  • ¿Por qué se alabean más las placas grandes?

    El alabeo es una curvatura, así que el mismo porcentaje de combado supone una flecha absoluta mucho mayor en una luz larga. El desequilibrio de cobre entre las dos caras del stack-up, el flujo desigual de prepreg y la variación de espesor comban más una placa grande que una pequeña, y el límite de 0,7 % se mide sobre la longitud completa.

  • ¿Cómo pasa una placa grande por el ensamblaje?

    En la máquina tiene que estar soportada, no solo sujeta: un panel largo se pandea entre apoyos, y una placa pandeada imprime y coloca mal. El tamaño de panel, el ancho de transportador, el soporte por vacío y el diseño del útil se acuerdan con la línea de ensamblaje antes de fijar el array, y a menudo la placa se produce como un panel más pequeño más un útil en vez de al máximo tamaño.

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