PCB frente a PCBA

Placa de circuito impreso (PCB)

A Placa de circuito impreso (PCB) es un componente fundamental de la electrónica que proporciona soporte mecánico y conexiones eléctricas a los componentes electrónicos. Una vez ensamblado, forma un circuito funcional completo. Las placas de circuito impreso pueden diseñarse como placas de una, dos o varias capas con pistas conductoras impresas, almohadillas y materiales aislantes.

Componentes clave de una placa de circuito impreso:

1. Sustrato (material base): Fabricado normalmente con fibra de vidrio FR4, proporciona resistencia mecánica y aislamiento.
2. Capa de cobre: Trazas conductoras grabadas en el sustrato para formar conexiones eléctricas.
3. Máscara de soldadura: Un revestimiento protector que evita los cortocircuitos y la oxidación.
4. Serigrafía: Marcas impresas para etiquetado de componentes e instrucciones de montaje.

Proceso de montaje de circuitos impresos (PCBA)

Montaje de circuitos impresos (PCBA) se refiere a la transformación de una placa de circuito impreso desnuda en un circuito funcional mediante el montaje y la soldadura de componentes electrónicos. Esto implica Tecnología de montaje superficial (SMT) and Agujero pasante chapado (PTH) técnicas, seguidas de soldadura, inspección y pruebas.

Pasos clave en la fabricación de PCBA:

• Colocación de componentes:

• SMT (tecnología de montaje en superficie): Las máquinas automáticas de pick-and-place colocan componentes diminutos (resistencias, condensadores, circuitos integrados) en la placa de circuito impreso.
• PTH (agujero pasante chapado): Inserción tradicional de componentes con plomo en orificios taladrados.

• Soldadura:

• Soldadura por reflujo: Se utiliza para componentes SMT, en los que la pasta de soldadura se funde en un proceso de calentamiento controlado.
• Soldadura por ola: Principalmente para componentes con orificios pasantes, en los que la placa de circuito impreso pasa por encima de una ola de soldadura fundida.

• Control de calidad y pruebas:

• AOI (inspección óptica automatizada): Detecta defectos de montaje como desalineaciones o problemas de soldadura.
• Inspección por rayos X: Comprueba las juntas de soldadura ocultas (por ejemplo, componentes BGA).
• Pruebas funcionales: Verifica el rendimiento eléctrico y la fiabilidad.

Los PCBA aseguran conexiones eléctricas adecuadas entre componentes y circuitos, al tiempo que garantizan que la placa funcione según lo previsto. A medida que la electrónica evoluciona hacia la miniaturización y los diseños de alta densidad, la tecnología de PCBA sigue avanzando para satisfacer las estrictas demandas de fabricación.

Principales diferencias entre PCB y PCBA

1. Distinciones fundamentales

Definición & Funcionalidad

• PCB (placa de circuito impreso): Sirve de sustrato físico para las conexiones eléctricas y no contiene componentes activos/pasivos.
• PCBA (Conjunto de placa de circuito impreso):Un módulo totalmente funcional con todos los componentes montados en la placa de circuito impreso.

Comparación de fabricación

Escenario	Fabricación de PCB	Montaje de PCBA
Procesos clave	Estampado, grabado, taladrado, acabado de superficies	Impresión de pasta de soldadura, Pick-and-Place, soldadura por reflujo
Equipos críticos	Sistemas de exposición, líneas de grabado, taladros láser	Máquinas SMT Pick-and-Place, hornos de reflujo, sistemas AOI
Salida	Placa desnuda (no funcional)	Módulo electrónico funcional

Estructura de costes
Los costes de los PCB se centran en el sustrato y el patronaje (30-50% del total), mientras que los de los PCBA están dominados por los componentes (60-70%) y la precisión del montaje.

2.Profundización en el flujo de procesos

Procesos básicos de PCB

1. Patrones: La exposición LDI transfiere archivos Gerber a laminados revestidos de cobre
2. Grabado de precisión: Differential etching achieves 3μm line width tolerance
3. Conexiones entre capas: Perforación por láser + relleno por vía (relación de aspecto 20:1)
4. Acabado superficialLos tratamientos ENIG/OSP evitan la oxidación

Etapas críticas del PCBA

• Impresión de pasta de soldadura: Stencil thickness tolerance ±10μm
• Colocación de componentes: 0402 component placement accuracy ≤50μm
• Procesos de soldadura:
• SMT: 8-zone reflow (peak temp 245±5°C)
• THT: Soldadura de doble onda (tiempo de contacto 3-5s)

3. Evolución de las aplicaciones

Avances en PCB

• HDI Boards: Smartphone motherboards (≤40μm line/space)
• High-Frequency Materials: PTFE substrates for 5G (Dk≤3.0)
• Rigid-Flex: enrutamiento 3D para wearables

Innovaciones en PCBA

• Automoción: Embalaje SiP en sistemas ADAS
• Medicina: 0201 matrices de componentes en biosensores
• Industria 4.0: Módulos inteligentes integrados en aceleradores de IA

4.4. Tendencias del sector

Miniaturización

• SLP (Substrate-Like PCB) with 20μm lines
• Los componentes integrados aumentan la integración un 30

Fabricación sostenible

• Los sustratos sin halógenos alcanzarán el 65% de adopción (proyección 2025)
• ≥99.8% copper ion recovery in wastewater

Inspección inteligente

• 3D SPI at 15cm²/s scan speed
• Detección de defectos visuales mediante IA (99,95% de precisión)

5.Consideraciones sobre la cadena de suministro

• Colaboración en el diseño: Análisis DFM durante la fase esquemática
• Planificación de la capacidad: Separate production lines for HDI (≥16L) and standard PCBs
• Certificaciones: La automoción exige el cumplimiento de IPC-6012 + IATF 16949

6.Guía de selección de tecnologías

1. Electrónica de consumo4-6 capas HDI con componentes 01005
2. Control industrial2 onzas de cobre + revestimiento de conformación
3. Aplicaciones de alta frecuencia: Sustrato Rogers RO4350B