El recubrimiento lateral de PCB es la metalización del borde o lateral de una PCB. Es la fina capa de cobre depositada desde la superficie superior hasta la superficie inferior y a lo largo de los laterales, lo que mejora la conductividad eléctrica así como la resistencia mecánica. Los acabados de superficie más comunes empleados para el recubrimiento lateral incluyen Níquel Químico Oro por Inmersión (ENIG), Níquel Químico Paladio Químico Oro por Inmersión (ENEPIG) y Nivelación por Aire Caliente (HASL), entre otros. Estos tratamientos ayudan a mejorar la conectividad eléctrica y a proteger las áreas recubiertas de la oxidación y la corrosión.
Los beneficios del recubrimiento lateral de PCB
Conectividad eléctrica mejorada
El recubrimiento lateral es responsable de formar rutas eléctricas continuas a través de las diferentes capas de la PCB, una característica muy deseable para aplicaciones que requieren una alta integridad de señal. Mejora el rendimiento de las señales de alta frecuencia, y el recubrimiento lateral se vuelve necesario en aplicaciones de RF y microondas donde la calidad de las señales debe preservarse a toda costa.
Mejor compatibilidad electromagnética (EMC)
Al envolver la PCB en una jaula de Faraday, el recubrimiento lateral suprime las emisiones electromagnéticas y protege los circuitos internos sensibles de las interferencias externas. Esto no solo ayuda a cumplir con la EMC, sino que también protege el funcionamiento de la placa en entornos con alta interferencia electromagnética (EMI).
Resistencia mecánica mejorada
La metalización de bordes proporciona un excelente soporte mecánico y hace que las PCB sean más resistentes a las fuerzas laterales, así como al estrés mecánico. La resistencia adicional es fundamental para las placas utilizadas en aplicaciones que implican manipulación repetitiva, vibración o condiciones de funcionamiento estrictas.
Mejor gestión térmica
El recubrimiento lateral proporciona una ruta conductora de respaldo para facilitar una mejor disipación del calor. Esto es particularmente útil en el caso de aplicaciones de alta potencia porque mantiene la temperatura interna dentro del rango de seguridad, extendiendo así la vida útil de la PCB.
Soluciones de diseño innovadoras
La flexibilidad fomentada por el recubrimiento lateral facilita soluciones de diseño innovadoras, como la construcción de contactos secundarios mediante pads de borde y la mejora de la calidad general del ensamblaje mediante la implementación de técnicas de soldadura superiores.
Protección del medio ambiente
La incorporación de un borde metalizado ofrece protección frente a problemas ambientales como la humedad y los productos químicos corrosivos, lo cual es valioso para su uso en entornos extremos o donde la exposición prolongada de otro modo provocaría degradación.
Aplicaciones de recubrimiento lateral de PCB
El recubrimiento lateral existe en numerosas aplicaciones donde la fiabilidad y el alto rendimiento son fundamentales:
Módulos de comunicación:
Los módulos Wi‑Fi y Bluetooth suelen tener recubrimiento lateral para ofrecer una conexión estable y eficiente, lo cual es crucial para prevenir fallos del equipo.
Dispositivos de RF y microondas:
La integridad de la señal es de importancia crítica en los dispositivos electrónicos de alta frecuencia, y el recubrimiento lateral es una técnica valiosa para minimizar las interferencias y mejorar el rendimiento general.
Electrónica de consumo:
Los dispositivos de consumo compactos, como los teléfonos inteligentes y los wearables, se benefician de la doble ventaja de ahorrar espacio y mejorar la funcionalidad gracias al recubrimiento lateral.
Electrónica Industrial y Automotriz:
Cuando entran en juego el esfuerzo mecánico o la exposición a entornos agresivos, el recubrimiento lateral proporciona la durabilidad y protección necesarias.
Implementación del recubrimiento lateral en el diseño de PCB
El recubrimiento lateral en el diseño de PCB se realiza siguiendo una planificación minuciosa y las directrices necesarias para que sea tanto funcional como fabricable:
Definición de la superposición de cobre:
En la configuración CAD, es necesario definir la superposición de cobre (superficies, pads o pistas) para establecer las regiones metalizadas. Asegure una superposición mínima de 500 μm, con un mínimo de 300 μm para las capas de conexión. Asegure al menos 800 μm de separación en las capas sin conexión desde el borde para evitar conexiones espurias.
Conexiones del plano de tierra:
La conexión precisa del plano de tierra en todas las capas, incluso en las internas, mejora la efectividad del apantallamiento y el rendimiento eléctrico general.
Autorizaciones y restricciones:
Diseñe una separación mínima de 10 mils entre el recubrimiento del borde y otros detalles de cobre, y consulte a varios fabricantes para establecer un valor común. Evite colocar vías cerca de los bordes para prevenir cualquier problema; si existe tal requisito, consulte con su fabricante por contrato.
Consideración para componentes montados en el borde:
Evita que el recubrimiento de bordes invada los conectores montados en el borde, como los SMA. Crea recortes en el recubrimiento para estos componentes.
Agujeros almenados:
Si los orificios almenados forman parte del diseño, asegúrate de que el recubrimiento del borde rodee dichos orificios para proporcionar buenos puntos de soldadura.
Consideraciones térmicas:
En la gestión térmica con chapas laterales, conéctelas a los planos de tierra internos mediante vías térmicas para reforzar la disipación de calor.
Diseños de alta frecuencia y RF:
Para estos diseños, tenga en cuenta el impacto del chapado lateral en las pistas de impedancia controlada cercanas al borde de la placa. Es posible que sea necesario cambiar el ancho de las pistas o aumentar la separación con respecto al borde.
Puntos de conexión mecánica:
Coloque tiras de anclaje a lo largo de los bordes para que sirvan como puntos de conexión mecánica y sujeten firmemente la placa lateral a la PCB.
Proceso de fabricación del revestimiento lateral
El proceso de fabricación es cuidadoso para implementar de manera eficaz un recubrimiento efectivo:
Preparación del borde
Los bordes de la placa se limpian, desengrasan, desbastan y fresan con precisión para lograr una adhesión óptima del recubrimiento.
Proceso de recubrimiento de doble etapa:
Primero se deposita una capa delgada de cobre mediante un proceso de recubrimiento químico sin corriente y luego una capa más gruesa mediante recubrimiento electrolítico para alcanzar el espesor deseado.
Preparación y acabado de superficies:
Se elimina el exceso de cobre mediante grabado, y se aplican otros acabados como ENIG para aumentar la resistencia a la corrosión y la soldabilidad.
Inspección y pruebas finales:
La inspección minuciosa garantiza el cumplimiento de los requisitos de espesor, continuidad y adhesión, y los defectos se reparan antes de la prueba final y el montaje.
La producción de PCBs con recubrimiento lateral presenta algunas limitaciones, como que el recubrimiento continuo de todo el borde no es factible debido a los requisitos de sujeción del panel de fabricación. En los diseños se deben evitar las líneas de corte en V en los bordes con recubrimiento lateral, y se debe proporcionar una holgura de ruteo adecuada antes de iniciar el proceso de metalización de orificios pasantes.
El recubrimiento lateral de PCB es un avance significativo en la tecnología de PCB que ofrece una excelencia inigualable en rendimiento eléctrico y mecánico, conductividad térmica y aislamiento ambiental. A medida que aumentan las exigencias de productos electrónicos con un rendimiento mejorado, la aplicación estratégica del recubrimiento lateral será fundamental para satisfacer los requisitos, proporcionando mayor funcionalidad y fiabilidad para diversas aplicaciones. Al adherirse a las mejores prácticas de diseño y fabricación, los ingenieros pueden aprovechar plenamente la capacidad del recubrimiento lateral de PCB para ofrecer soluciones electrónicas mejoradas.
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