¿Qué métodos de fabricación de placas de circuito impreso para *prototipos* utilizan hoy en día los departamentos profesionales de ingeniería?

Question

Hace diez años, trabajaba en un pequeño departamento de ingeniería dentro de Philips Semiconductors que realizaba prototipos de todos los diseños antes de fabricarlos profesionalmente en el exterior. El método era bastante estándar:

• Imprime obras de arte con una impresora láser barata en una película semitransparente
• Pegue la obra de arte superior sobre la inferior y alinéelos visualmente.
• Cortar una placa de circuito impreso a un tamaño aproximado, perforar un agujero en el borde donde se puede insertar un cable para mantener la placa de circuito impreso entre las inserciones en los productos químicos.
• Inserte la placa de circuito impreso entre las obras de arte y expóngala con una caja de luz UV casera.
• Enganche el cable en el agujero de la placa de circuito impreso y sumérjalo en un tanque vertical que contenga hidróxido de sodio y espere hasta que se desarrolle
• Poner en el tanque de pulverización y rociar con agua limpia.
• Poner en el tanque vertical que contiene cloruro férrico y dejar hasta que se grabe.
• Poner en el tanque de pulverización y rociar con agua limpia
• poner en el removedor de grabado hasta que se elimine el grabado
• Poner en el tanque de estaño vertical para el estañado.

El resultado fueron unas placas de circuito impreso con un bonito aspecto, muy fáciles de soldar y de aspecto profesional, a pesar de la falta de máscara de soldadura y pantalla.

¿Es éste el método estándar que siguen utilizando los departamentos profesionales de ingeniería a la hora de fabricar prototipos de placas de circuito impreso en la actualidad, o existen otros métodos que ofrezcan resultados similares?

Answer 1

Que yo sepa, ninguno. Hace más de 15 años también trabajé para una pequeña empresa de ingeniería que hacía lo que has descrito anteriormente. Hoy en día, en mi sótano, puedo maquetar placas de PC con software gratuito o de bajo coste, generar un archivo Gerber, enviar por correo electrónico esos archivos a una casa de placas de circuito y tener placas hechas por menos de 3 dólares por metro cuadrado con una calidad mejor de la que puedo soñar. La máscara y la serigrafía suelen estar incluidas por el mismo precio. El plazo de entrega es de entre 5 y 15 días laborables, dependiendo de cuánto quiera pagar.

Ya no es razonable fabricar las placas de PC uno mismo, a menos que se necesite un tiempo de entrega medido en minutos. Es tan barato que, si le das un valor razonable a tu tiempo, pierdes dinero haciéndolo in situ.

Answer 2

Hace unos 15 años, contraté a un ingeniero técnico recién salido de la Universidad de Santa Bárbara. En su primera semana de trabajo me preguntó: "¿Cómo se hacen los prototipos de PCB? ¿Con alambres, con placas de circuito impreso o con qué?". Mi respuesta entonces es igual de válida ahora. Diseñamos una placa de circuito impreso normal, la hacemos fabricar por un profesional y, si funciona, enviamos el producto. Si no funciona, lo arreglamos, construimos otras nuevas y lo volvemos a intentar.

Hay tiendas de PCB y fabricantes por contrato que se especializan en la fabricación de prototipos de PCB desnudos.

La gran mayoría de las empresas fabrican sus prototipos de la misma manera. Hay excepciones, por supuesto. Algunas empresas graban sus propias placas de circuito impreso. Algunas utilizan algo parecido a una fresadora para las placas de circuito impreso. Otras hacen el cableado. Y otras utilizan placas de circuito impreso o de perfil. Pero para cualquier cosa que no sea la placa más sencilla, probablemente el 95+% de las empresas se limitan a encargar los prototipos de PCB a un taller de fabricación de PCB profesional.

Aunque este método parece costar más, al final es más barato. Pasamos menos tiempo depurando, construyendo y jugando con prototipos potencialmente de baja calidad y poco fiables. Además, podemos utilizar placas de circuito impreso de más de 4 capas con agujeros chapados, lo que es ENORME. En los últimos 15 años he diseñado quizá CUATRO placas de 2 capas y más de 40 placas más complejas.

Answer 3

Siento que alguien debería mencionar Fresado de placas de circuito impreso como método de creación de prototipos. Es más rápido y menos sucio que un proceso químico, y la misma máquina que hace el fresado también puede perforar agujeros y fresar los bordes de la placa.

Los tableros de dos caras se consiguen taladrando unos agujeros de registro en el tablero que caen sobre unas clavijas en la fresadora. Se fresa un lado, se le da la vuelta y se fresa el otro lado.

Probablemente todavía no sea muy común en entornos profesionales, ya que las series de prototipos son muy baratas, pero para las ocasiones en las que se necesita un plazo de entrega más rápido que el de una serie de prototipos, el fresado es bastante bueno.

Answer 4

El tiempo ha avanzado definitivamente desde aquellos días y apoyo lo que dicen/implican las otras respuestas sobre el coste de conseguir placas de circuito impreso multicapa adecuadas hechas externamente, pero añadiré algo más.

Según mi experiencia, el uso de herramientas de simulación de circuitos permite reducir el número de iteraciones de PCB para conseguir un diseño correcto. Si a esto le sumamos el coste casi insignificante de las placas multicapa, ya no es necesario realizar prototipos en la empresa.

Answer 5

Trabajo en un pequeño laboratorio de la universidad. Aquí tienes que hacer un archivo gerber (normalmente usando Altium), y luego enviarlo a la persona responsable de la creación de prototipos (yo), que usará un LPKF S42 para hacer la placa. Lamentablemente parece bastante casera.

Adjunto esta foto de uno de nuestros prototipos. El de la izquierda (verde multinivel) está hecho en alguna Casa de Juntas; el de la derecha (algo marrón) lo hice yo mismo.