Una placa base, también llamada placa madre (motherboard en inglés), es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen el ordenador. Constituye una parte fundamental en el ordenador, y en ella viene incluida la BIOS, que es un firmware que permite hacer funciones básicas.
Conceptos:
Antes de empezar la explicación, explicaré conceptos que utilizaré más adelante.
PCB (Printed Circuit Board, o tarjeta de circuito impreso)
Es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre un sustrato no conductor. Es la base de cualquier sistema electrónico.
SMT (Surface Mount Technology, o tecnología de montaje superficial)
Se refiere al método de adherencia de un componente de montaje superficial a un PCB. Es el método de construcción de dispositivos electrónicos más utilizado actualmente.
SMD (Surface Mount Device)
Se refiere tanto a los equipos construidos por SMT como a los componentes de montaje superficial. Cualquier componente electrónico que puede ser soldado a una placa base sin necesidad de atravesarla.
Fabricación de un PCB:
El PCB es la base de cualquier placa madre. La empresa ECS fabrica sus propios PCBs, para lograr un crecimiento horizontal con una baja en costos de transporte y almacenamiento.
La fabricación de estos componentes consiste en varias capas de metales que son unidos, bañados en cobre, taladrados e inspeccionados.
Perforación.
La primera etapa trata de perforar láminas de aluminio, que serán el centro del PCB. Ésto se hace para después montar zócalos, condensadores, disipadores y otros componentes que puedes encontrar en tu placa base. Éstos agujeros varían en diámetro en la placa base, y más según el modelo, por lo que se necesita un taladro que cambie brocas rápidamente y sea preciso. ECs utiliza una máquina perforadora Hitachi ND-6L210E TOKU.
Después de ésto las láminas son llevadas al cuarto de laminado, donde son presionadas junto a láminas de cobre. Después los PCBs son cortados para transformarse en unidades independientes.
Segundo perforado y cepillado.
Después del primer perforado, los PCBs volverán a perforarse, para realizar los agujeros por los que se montarán a la placa base. Al terminar este proceso, es cepillada, pulida, sus bordes son redondeados y lavados.
Bañado de cobre.
La próxima etapa consiste en limpiar químicamente el PCB, bañado en cobre, enjuagado, frotado y enjuagado otra vez. Para esto se cuelgan los PCB y luego entran en una máquina que realiza estos procesos.
PCBs terminados.
Terminados estos procesos, las placas entran por cintas automáticas a una sala libre de polvo, donde son inspeccionadas mediante fotografías para ver que las rutas y conexiones son correctas. Ésto es hecho a mano y todos los PCBs son verificados. Después de esto, vuelven a verificarse y a pasar controles de calidad antes de darse por terminada la fabricación del PCB.
Fabricación de la placa base:
Este proceso consta de dos partes, una automática y otra manual. En la parte automática se utilizan máquinas SMT que casi disparan componentes SMD a la placa base. En la parte manual operarios montan condensadores y piezas plásticas. Entre estas partes hay cantidad de controles de calidad, un equipo de mantenimiento de maquinaria y un equipo encargado de que los materiales estén listos. Las placas base van sobre rieles y cintas automáticas avanzando por cada uno de los procesos, tanto automáticos como manuales.
Una de las partes más importantes de la fabricación es la soldadura. La pasta de soldar es guardada entre 0º y 10ºC, por lo que antes de usarse debe ser puesta a temperatura ambiente durante unas 3 horas. Después, se mezcla en una máquina y se toma una muestra.
Otra parte importante es la porción SMT del proceso. ECS tiene máquinas Sony SI-F130 para los SMD más pequeños (0.137s por integrados) y SI F209 para los SMD de mayor tamaño (0.49s por integrado).
Cuando el PCB es atacado por los componentes estos no están conectados todavía. Los componentes SMD traen pegamento en su parte inferior, para mantenerse adjuntos al PCB antes de ser soldados. El soldado lo hace un horno de reflujo, la temperatura es aumentada constantemente para que al enfriar la placa base no tenga fisuras internas.
Enfriado.
Después de pasar el PCB por las máquinas de SMT y pasar el horno de soldado, viene el primer control de calidad. Mediante una matriz con la posición de cada integrado en su lugar, se puede detectar si todos los componentes están en su lugar.
Inspección visual.
Después de pasar la parte automatizada, comienza la travesía por los puntos de ensamblado de componentes. En esta parte obreros se encargan de insertar slots de memoria RAM, puertos IDE, puertos de disquetera, disipadores, slots PCI, conectores traseros y condensadores.
Después las placas base entran a una máquina de soldado por ondas para que las partes que van soldadas a la placa base se suelden.
Una vez enfriado el producto, se cortan los sobrantes de soldadura y se les aplica un barniz para proteger los puntos de soldado. Aquí termina la fase de ensamblado, pero falta un último detalle. Los disipadores son insertados manualmente y vienen con cinta de doble contacto térmica preaplicada.
Control de calidad.
Ya tenemos un producto terminado. Pero aún nos queda verificar que todas estas placas madre se encuentren operativas. Las placas base fabricadas en ECS son comprobadas para que se enciendan y después probadas en DOS mediante un software que comprueba que todo esté en orden (Firewire, LAN, BIOS, SATA, IDE, FDD, etc..) y reproducción de vídeo. Una de cada 500 placas base es obligada a funcionar en ambientes de 30 a 55ºC, o durante 72 horas.
Además tienen cámaras de humedad donde prueban los límites de la placa con temperaturas desde -40ºC hasta 150ºC y 90% de humedad. También son dejadas caer en caída libre.
Después de todo este largo proceso, ya tenemos nuestras placas base listas para entrar a formar parte de nuestros ordenadores, de hecho, será una de las partes más importantes del mismo.
