Os fundamentos da electrónica moderna: unha introdución á tecnoloxía das placas de circuíto impreso

As placas de circuítos impresos (PCB) constitúen a base subxacente que soporta fisicamente e conecta electronicamente os compoñentes electrónicos mediante pistas e almofadas de cobre condutoras unidas a un substrato non condutor. As PCB son esenciais para practicamente todos os dispositivos electrónicos, o que permite a realización mesmo dos deseños de circuítos máis complexos en formatos integrados e producibles en masa. Sen a tecnoloxía das PCB, a industria electrónica non existiría tal e como a coñecemos hoxe.

O proceso de fabricación de PCB transforma materias primas como tea de fibra de vidro e lámina de cobre en placas de precisión. Implica máis de quince pasos complexos que aproveitan unha automatización sofisticada e controis de proceso estritos. O fluxo do proceso comeza coa captura esquemática e o deseño da conectividade do circuíto no software de automatización do deseño electrónico (EDA). As máscaras de deseño definen entón as localizacións das trazas que expoñen selectivamente as láminas de cobre fotosensibles mediante imaxes fotolitográficas. O gravado elimina o cobre non exposto para deixar atrás vías condutoras e almofadas de contacto illadas.

As placas multicapa unen laminado ríxido revestido de cobre e láminas de unión preimpregnadas, fusionando trazas tras a laminación a alta presión e temperatura. As máquinas de perforación perforaron miles de orificios microscópicos que se interconectan entre as capas, que logo se chapan con cobre para completar a infraestrutura de circuítos 3D. A perforación, o chapado e o fresado secundarios modifican aínda máis as placas ata que están listas para os revestimentos de serigrafía estética. A inspección e as probas ópticas automatizadas valídanse segundo as regras e especificacións de deseño antes da entrega ao cliente.

Os enxeñeiros impulsan innovacións continuas en PCB que permiten electrónica máis densa, rápida e fiable. As tecnoloxías de interconexión de alta densidade (HDI) e de calquera capa agora integran máis de 20 capas para enrutar procesadores dixitais complexos e sistemas de radiofrecuencia (RF). As placas ríxidas e flexibles combinan materiais ríxidos e flexibles para cumprir cos esixentes requisitos de forma. Os substratos de cerámica e illamento metálico (IMB) admiten frecuencias extremas de ata RF de ondas milimétricas. A industria tamén adopta procesos e materiais máis respectuosos co medio ambiente para a sustentabilidade.

A facturación global da industria de PCB supera os 75.000 millóns de dólares en máis de 2.000 fabricantes, cun crecemento histórico do 3,5 %. A fragmentación do mercado segue sendo alta, aínda que a consolidación avanza gradualmente. China representa a maior base de produción, cunha participación superior ao 55 %, mentres que Xapón, Corea e Taiwán seguen con máis do 25 % conxuntamente. América do Norte representa menos do 5 % da produción mundial. O panorama da industria cambia cara á vantaxe de Asia en canto a escala, custos e proximidade ás principais cadeas de subministración de produtos electrónicos. Non obstante, os países manteñen as capacidades locais de PCB, o que dá soporte ás sensibilidades en materia de defensa e propiedade intelectual.

A medida que maduran as innovacións nos dispositivos de consumo, as aplicacións emerxentes en infraestruturas de comunicacións, electrificación do transporte, automatización, aeroespacial e sistemas médicos impulsan o crecemento da industria das placas de circuíto impreso (PCB) a longo prazo. As continuas melloras tecnolóxicas tamén axudan a proliferar a electrónica de forma máis ampla en casos de uso industrial e comercial. As PCB seguirán servindo á nosa sociedade dixital e intelixente nas próximas décadas.