PCB doble cara (2L)
El tipo de placa más extendido en la industria: cobre en ambas caras, unidas por agujeros metalizados. Así se fabrica exactamente una placa doble cara, de qué está hecha, cómo diseñarla bien y qué clases IPC y tolerancias se aplican.
Dos capas de cobre, unidas por agujeros metalizados
Una placa doble cara tiene cobre en la cara superior y en la inferior del sustrato, conectadas eléctricamente por agujeros metalizados (PTH) — agujeros taladrados mecánicamente cuyas paredes se hacen conductoras mediante la deposición de cobre. Este agujero metalizado es toda la razón de ser de las placas doble cara: permite que una señal pase de una cara a la otra, y es el único paso de proceso que sencillamente no existe en una placa monocapa.
Situada entre la monocapa (simple, la más económica) y la multicapa (densa, la más capaz), la doble cara es el caballo de batalla del sector: buen rendimiento eléctrico, verdadera flexibilidad de rutado gracias a las dos capas, y aun así simple, rápida y económica de fabricar.
- Electrónica de consumo general: audio, fuentes de alimentación, electrodomésticos
- Módulos de automoción: centralitas, iluminación LED, interfaces de sensores
- Controles industriales: PLC, drivers de motor, instrumentación
- Equipos de telecomunicaciones: routers, módems, hardware de red
- La elección por defecto en cuanto un diseño supera la monocapa
El proceso de fabricación, paso a paso
La diferencia determinante respecto a la monocapa: los agujeros se taladran antes del metalizado del cobre, porque es el metalizado el que conecta realmente las dos capas.
Preparación del material
Un core FR4 con lámina de cobre prelaminada en ambas caras, comprobado frente a las reglas de pista/separación/taladrado del diseño antes de iniciar la producción.
Taladrado
Cada agujero metalizado se taladra primero mecánicamente: en este punto las paredes del agujero siguen siendo fibra de vidrio desnuda, no conductora, seguido después de la limpieza de residuos y rebabas de resina (smear).
Cobre químico
Como la pared del agujero todavía no es conductora, primero se deposita en ella una fina capa de cebado de cobre químico (electroless): el paso que hace posible el metalizado.
Metalizado electrolítico
Esta capa de cebado se refuerza con cobreado galvánico, sobre las paredes del agujero y la superficie de la placa a la vez: es este agujero metalizado el que conecta realmente el cobre de arriba y de abajo.
Exposición
La fotorresina se aplica en ambas caras y se expone con el dibujo del circuito, definiendo exactamente qué sigue siendo cobre y qué se atacará en el paso siguiente.
Metalizado selectivo (pattern plating)
El dibujo de circuito expuesto, y las paredes de los agujeros, reciben un cobreado adicional en ambas caras a la vez, hasta el espesor final requerido.
Ataque químico
Se retira la resina y se ataca el panel, eliminando todo el cobre no deseado y dejando el dibujo de circuito terminado en ambas caras.
Máscara de soldadura
Aplicada en ambas caras para aislar las pistas de cobre y evitar puentes de soldadura durante el montaje.
Serigrafía
Las marcas de leyenda y de referencia se imprimen en una o en ambas caras, según las necesidades del diseño.
Acabado superficial
Aplicado sobre cada pad expuesto de ambas caras, para una soldadura fiable y sin oxidación.
Fresado de contorno
Las placas se recortan del panel de producción según su contorno final.
Prueba eléctrica
Comprueba ahora de forma específica la continuidad y el aislamiento de agujero a agujero y de capa a capa, no solo la continuidad de un único plano como en una placa monocapa.
Control final
Inspección óptica más comprobación final visual/dimensional, a menudo respaldada por un muestreo en sección transversal para verificar la calidad del metalizado, antes del embalaje.
FR4, espesor del metalizado y acabado
El sustrato es FR4 estándar, con un espesor de cobre a veces especificado de forma distinta arriba y abajo; hacer coincidir las dos caras es, sin embargo, normalmente la elección más segura, porque un espesor de cobre desigual entre las caras desequilibra la placa respecto a su eje medio y añade esfuerzo térmico durante el reflow y la nivelación con aire caliente (HASL), lo que puede favorecer la deformación. El cobre en la propia pared del agujero tiene un mínimo real, impuesto por las normas: IPC-6012 exige un espesor medio de metalizado de aproximadamente 20 µm (0,8 mil) para la Clase 2 y 25 µm (1 mil) para la Clase 3 — un metalizado fino y poco fiable en el barril es exactamente lo que provoca más tarde conexiones intermitentes o defectuosas.
| Acabado superficial | Ideal para | Compromisos |
|---|---|---|
| HASL-LF | Placas polivalentes, ricas en componentes pasantes | La más económica; no ideal para paso fino/BGA |
| ENIG | Paso fino, BGA, conservación más larga | Superficie más plana, coste mayor |
| Plata química (immersion silver) | Diseños de RF, excelente rendimiento eléctrico | Sensible al deslustre, conservación más corta |
| Estaño químico (immersion tin) | Conforme con RoHS, más barato que el ENIG | Riesgo de whiskers de estaño y de problemas de manipulación |
Reglas de layout y DFM para placas doble cara
Dos capas abren una verdadera estrategia de rutado: la planificación de la masa importa tanto como el rutado de la señal.
Clases IPC y normas de calidad
La calidad de los agujeros metalizados es el punto en el que las placas doble cara empiezan realmente a apoyarse en el marco IPC.
| Clase IPC-6012 | Uso típico | Cobre mín. en la pared |
|---|---|---|
| Clase 1 | Electrónica de consumo general | — |
| Clase 2 | Electrónica de servicio dedicado: el umbral más común | ≈ 20 µm (0,8 mil) |
| Clase 3 | Alta fiabilidad: médica, aeroespacial, militar | ≈ 25 µm (1 mil) |
IPC-A-600 es la norma complementaria de criterios de aceptación visuales de la 6012 y, para los agujeros metalizados en particular, define defectos como los huecos de metalizado (voids) (una discontinuidad en el cobre de la pared del agujero, normalmente debida a un poder de penetración insuficiente del baño o a una contaminación atrapada durante el cobreado galvánico) y el efecto mecha (wicking) (penetración capilar de la química de metalizado a lo largo de las fibras de vidrio expuestas), ambos verificados durante la inspección en sección transversal. IPC-2221 sigue regulando el dimensionamiento ancho de pista frente a corriente; las dos capas de una placa de 2 capas cuentan como capas exteriores, por lo que ambas reciben el coeficiente de capacidad de corriente más favorable de este modelo.
Nuestras especificaciones reales para placas doble cara
Todo lo anterior es práctica general del sector. Esto es lo que fabricamos realmente, en nuestras instalaciones, en Iași.
| Espesor de la placa | 0,51 – 2,4 mm |
| Espesor de cobre | 18 / 35 / 50 / 70 µm |
| Temperatura de transición vítrea (Tg) | 135 °C estándar, 150 °C o 170 °C bajo petición |
| Pista / separación mínima | 0,15 mm / 0,15 mm |
| Taladro mínimo | 0,3 mm (pad de 0,5 mm) |
| Panel máximo (1–2 capas) | 390 × 520 mm |
| Máscara de soldadura | Verde, blanco, negro, rojo, azul, amarillo |
| Acabado superficial | HASL-LF (sin plomo, conforme con RoHS) |
| Pruebas | Prueba eléctrica al 100% (cortocircuitos y circuitos abiertos, flying probe) e inspección AOI en cada placa |
¿Listo para presupuestar una placa doble cara?
Configure las dimensiones y el acabado y obtenga un presupuesto inmediato.