El marcado láser de PCB utiliza un láser enfocado para modificar o eliminar la capa superior de la máscara de soldadura, la fina capa de color que recubre la placa. De esta forma, los números de serie, los códigos QR y los códigos Data Matrix se integran permanentemente en la placa. Sin tinta, sin etiquetas.
Para la mayoría de las placas, una máquina de marcado láser para PCB debería ser un láser UV de 3 a 10 W. Marca la máscara de soldadura con precisión sin dañar la placa ni alcanzar el cobre. El láser de CO2 es adecuado para marcas grandes con un presupuesto ajustado. El láser de fibra es ideal para componentes metálicos. Las unidades UV de escritorio tienen un precio inicial de alrededor de $3000.
Elige la máquina entre tres datos
- ¿Qué capa debes marcar: máscara de soldadura, placa desnuda, cobre o blindaje metálico?
- Tamaño mínimo de la marca: menos de 3 mm, entre 3 y 5 mm o mayor.
- ¿Cuántas placas al día?: unos cientos cargadas a mano, o una línea SMT completa (la línea automática que coloca los componentes en las placas).
¿Ya conoces tus tres respuestas? Envíanos los datos de tu placa y te asignaremos una máquina.
10 palabras que debes saber primero
Nota sobre mi posible sesgo: trabajo para HeatSign. Fabricamos máquinas de marcado láser UV, de fibra y de CO2, tanto de sobremesa como portátiles, no células SMT completas en línea. Las cifras de otros fabricantes provienen de las fuentes públicas que se indican al final.
¿Qué efecto tiene realmente un láser sobre una placa de circuito impreso (PCB)?
En una placa de circuito impreso (PCB), el láser ilumina la superficie de la máscara de soldadura o la elimina para dejar al descubierto la placa o el cobre subyacente. Iluminar la máscara es el método más común. Ambos proporcionan el contraste suficiente para que un escáner lea un código QR o Data Matrix.
Imagina la máscara de soldadura como pintura en una pared. Un pasada suave cambia su color. Una pasada más fuerte la raspa. El cobre y las finas líneas de cobre (pistas) que hay debajo nunca deben tocarse.
Un artículo presentado en una conferencia de la IPC afirma lo mismo. (La IPC es la asociación de la industria electrónica. El autor fabrica máquinas de marcado de PCB). El método más utilizado consiste en modificar la superficie de la máscara, y ambos métodos pueden alcanzar una tasa de lectura del 100 %. En placas FR4 sin máscara, el láser blanquea la placa hasta dejar una marca casi blanca.
Donde marques | Aspecto de la marca | Cuidado con |
|---|---|---|
Máscara de soldadura (la mayoría de las placas) | Mascarilla más ligera o sin mascarilla | No pases al cobre |
Placa FR4 sin componentes | Blanqueado, casi blanco | El calor excesivo quema la tabla y produce humo |
Cobre expuesto | Cobre brillante contra la máscara | El cobre se oscurece con el tiempo, por lo que el contraste disminuye |
Bloque de serigrafía blanca | Mancha oscura sobre una mancha blanca | La tinta debe ser uniforme de una tabla a otra |
Las marcas láser también superan a los dos métodos tradicionales de marcado de placas. Los códigos QR y Data Matrix impresos mediante serigrafía requieren celdas de 0,25 a 0,3 mm o más, y la máscara puede cubrirlas parcialmente. Un rotulador «no resiste la limpieza», como comentó un ingeniero en el foro EEVblog.
¿Qué láser debería utilizar para el marcado de placas de circuito impreso: UV, fibra o CO2?
Utilice un láser UV (355 nm) para máscaras de soldadura, circuitos flexibles (placas doblables) y códigos QR o Data Matrix de menos de 5 mm. Use CO2 cuando las marcas puedan ser más grandes y el presupuesto sea ajustado. Reserve los láseres de fibra para blindajes y carcasas metálicas, ya que queman fácilmente el FR4.
La luz láser UV, CO2 y de fibra óptica son tres tipos de luz láser. El tipo de luz es más importante que la potencia. La luz UV es "fría": rompe la máscara sin generar mucho calor y su punto focal es diminuto. La luz CO2 calienta la superficie y tiene un punto focal grande. La luz de fibra óptica funciona mejor sobre metal.
En esta capa | marcador láser UV | marcador láser de CO2 | Máquina de marcado láser de fibra |
|---|---|---|---|
Máscara de soldadura verde o negra | Primera opción: marcas pequeñas y nítidas | Funciona para marcas más grandes | Posible a baja potencia, se quema fácilmente |
FR4 desnudo | Buen chamuscado, un poco | Bien, más calor | Carbones y ahumados |
Circuito flexible (poliimida) | Primera opción, bajo daño por calor | Más daños por calor | No se recomienda |
Escudo o carcasa metálica | Funciona, pero más lento | No | Primera opción |
El tamaño del punto focal explica la mayor parte de la tabla. El punto focal es el ancho del haz donde incide sobre el tablero.
Un punto de CO2 es aproximadamente 10 veces más ancho que un punto de fibra y 30 veces más ancho que un punto UV. Nuestra máquina de marcado láser UV traza líneas de hasta 0,01 mm. Un marcador de PCB de CO2 típico traza líneas de aproximadamente 0,1 mm de ancho.
La fibra óptica es la opción que los compradores suelen lamentar. Un usuario de EEVblog probó una fibra pulsada de 50 W en una placa. Eliminó la máscara a baja potencia, pero al llegar al cobre, el FR4 se convirtió en un desastre carbonizado. Tenga a mano un marcador de fibra para blindajes, conectores y carcasas de aluminio.
La potencia (en vatios) importa menos de lo que crees. Un marcador UV de 3 a 10 W es suficiente para la mayoría de las marcas en placas de circuito impreso. Para una visión más amplia por material, consulta la comparación entre marcado láser de fibra, CO2 y UV por material, o nuestra guía sobre cómo elegir un marcador láser UV.
¿El color de la máscara de soldadura influye en el resultado?
Sí. Un láser UV o de CO2 deja una marca tenue, por lo que las máscaras oscuras, como las negras, azules y verdes, ofrecen el mayor contraste. Las máscaras blancas ofrecen el menor contraste. Pruebe cada color de máscara antes de comprar una máquina.
Color de la máscara | Contraste esperado | ¿Qué hacer? |
|---|---|---|
Negro, azul oscuro | Alto | Configuración estándar |
Verde (el más común) | Bien | Configuración estándar, pruebe cada proveedor |
Rojo, amarillo | Medio | Prueba primero |
Blanco | Bajo | Solicita una mancha oscura o una prueba antes de comprar |
Esta tabla es una guía, no un resultado de prueba. Las marcas de mascarillas mezclan sus pigmentos de forma diferente. Dos placas verdes de dos proveedores distintos pueden mostrar resultados diferentes, así que envíe placas de cada proveedor que utilice.
Cuando el color de la marca y el de la placa son demasiado similares, el documento IPC sugiere una solución sencilla. Imprima un pequeño bloque blanco sólido con tinta de serigrafía y, a continuación, grabe la marca con láser sobre ese bloque. Su proveedor de PCB puede añadir el bloque al diseño serigrafiado. Las placas de la foto utilizan precisamente este truco.
¿Cuál es el tamaño mínimo que puede tener un código QR o Data Matrix marcado con láser en una placa de circuito impreso?
Con un láser UV, un código Data Matrix o QR puede tener un tamaño de 3 mm cuadrados o incluso menor, con celdas de aproximadamente 0,1 mm. La serigrafía requiere celdas de 0,25 a 0,3 mm. Las líneas de CO2 tienen un ancho aproximado de 0,1 mm, por lo que conviene planificar marcas más grandes para este tipo de impresión.
Primero, decide el tamaño del código QR o Data Matrix. Luego, elige el láser. En la mayoría de las placas, el espacio libre es el límite. Deja también un margen en blanco alrededor del código QR o Data Matrix, llamado zona de silencio. Este margen debe ser de aproximadamente el 10-20% de su ancho.
Tamaño QR / Data Matrix en la placa | Láser que encaja | Uso típico |
|---|---|---|
Menos de 3 mm cuadrados | Solo rayos UV | Teléfonos, dispositivos portátiles, módulos pequeños |
Cuadrado de 3–5 mm | UV o CO2 con cuidado | La mayoría de las placas de control |
Más de 5 mm cuadrados | UV o CO2 | Cuadros eléctricos, paneles grandes |
Un Data Matrix almacena el mismo número de serie en menos espacio que un código QR, por lo que es muy común en las placas de circuitos impresos. Para una comparación completa, consulte Data Matrix vs. código QR.
¿La marca seguirá siendo visible después del reflujo, la limpieza y el recubrimiento de conformación?
Una marca láser en la máscara de soldadura resiste el reflujo, a una temperatura máxima de aproximadamente 260 °C, y la limpieza de la placa. El recubrimiento de conformación representa un riesgo real: puede rellenar las celdas y reducir el contraste. Marque antes del recubrimiento y verifique la calidad después de cada paso del proceso.
Las etiquetas son la alternativa habitual y también son duraderas. Una prueba realizada con una etiqueta de poliimida (un plástico resistente al calor) arrojó un resultado del 100 % después de 30 segundos a unos 277 °C (530 °F). Sin embargo, las etiquetas pueden encogerse cuando un técnico repara la placa con aire caliente, y cada etiqueta tiene un coste. Más información al respecto a continuación.
Comprueba la marca en cada paso:
- Después de la corrección: califícala con un verificador, no con un teléfono.
- Después del reflujo: vuelva a calificarlo.
- Después de la limpieza: compruebe que el limpiador (removedor de fundente) no haya desvanecido la marca.
- Después de aplicar el recubrimiento: vuelva a evaluarlo. Si no cumple con los requisitos, marque la zona antes de aplicar el recubrimiento o evite aplicarlo sobre el área marcada.
¿Qué regla de clasificación se debe usar? Primero, siga el plano del cliente. Existen dos reglas comunes. Las marcas en la máscara de soldadura generalmente se clasifican como etiquetas impresas (ISO/IEC 15415). Algunos clientes tratan la placa como una pieza metálica con una marca realizada directamente sobre ella y usan la norma ISO/IEC 29158. Lea cómo funcionan las clasificaciones de códigos de barras antes de aprobar una muestra.
Algunos clientes del sector electrónico también solicitan la trazabilidad según la norma IPC-1782. La trazabilidad implica poder rastrear cada placa hasta sus componentes y registros de proceso. La norma IPC-1782 establece cuatro niveles, desde básico hasta completo. El nivel se acuerda entre usted y su cliente.
¿Quieres ver tus propias tablas marcadas?
Indíquenos el color de la máscara, el tamaño de la marca y la cantidad de tableros por día. Le sugeriremos una máquina y la configuración adecuada, y marcaremos tableros de muestra si nos los envía.
De sobremesa, portátil o en línea: ¿qué configuración se ajusta mejor a tus necesidades de volumen?
Para prototipos y lotes pequeños, una marcadora UV de sobremesa con carga manual es suficiente. Cuando las placas se desplazan por una cinta transportadora, una marcadora UV móvil las sigue. Una celda en línea completa, con su propia cámara, volteador de placas y enlace de línea (SMEMA), es ideal para líneas SMT de alto volumen.
Configuración | Cómo se marcan las pizarras | Bueno para | Precio |
|---|---|---|---|
Marcador láser UV de escritorio | Un operario coloca cada tablero o panel | Prototipos, lotes pequeños y medianos | $3,000–5,900 |
Marcador láser UV volador | Marca los tableros a medida que pasan por tu cinta transportadora | Líneas con flujo constante | $6,000–9,000 |
Célula de marcado de PCB en línea completa | Cinta transportadora propia; una cámara localiza cada tablero y lee cada marca; se puede añadir un volteador de tableros | Líneas SMT de alto volumen | $100,000 o más |
De escritorio y portátiles: nuestros precios al momento de redactar este informe. En línea: el documento del IPC citaba entre 110 000 y 150 000 dólares para una celda totalmente automatizada hace algunos años. Actualmente, la mayoría de los fabricantes solo facilitan precios bajo solicitud.
¿Qué tan rápido es el marcado? El mismo documento de IPC cronometró un panel de 4 caras en 0,5 segundos por placa y un panel de 10 caras en 1,5 segundos por placa. Esto incluye el tiempo que la cámara necesita para detectar cada placa. En una computadora de escritorio, hay que añadir el tiempo de carga.
Comprobación rápida: pizarras al día × segundos por pizarra ÷ 3600 = horas de marcado. Con 1000 pizarras y 2 segundos cada una, eso equivale a unos 33 minutos al día. Un marcador UV de sobremesa lo hace sin problemas.
Si los tableros no dejan de moverse, considere la posibilidad de instalar máquinas de marcado láser voladoras antes que una celda en línea.
¿Cuánto cuesta el marcado láser de PCB por placa y en qué casos supera al etiquetado?
Una vez amortizada la inversión en la máquina, el marcado láser prácticamente no cuesta nada por placa. Una etiqueta de poliimida de alta temperatura cuesta entre 0,08 y 0,09 dólares, sin incluir la cinta de impresión ni la mano de obra. Con una producción de 500 placas al día, un marcador UV de 5000 dólares se amortiza en unos 111 días laborables solo con el etiquetado.
Aquí están los cálculos, para que puedas usar tus propios números. Solo se considera el precio de la etiqueta. Las cintas, las impresoras de etiquetas y el tiempo para aplicar cada etiqueta representan ahorros adicionales.
Tablas por día | Costo de la etiqueta por día | Días para devolver $5,000 |
|---|---|---|
100 | 100 × $0.09 = $9 | Aproximadamente 556 |
500 | 500 × $0.09 = $45 | Aproximadamente 111 |
1,000 | 1,000 × $0.09 = $90 | Aproximadamente 56 |
El coste operativo del láser es mínimo. Según el informe de IPC, es inferior a 0,00035 dólares por placa, incluyendo alimentación y componentes. Si solo marcas unas pocas docenas de placas al día, las etiquetas aún podrían ser la opción más económica. Compra el láser cuando marques muchas placas al día o cuando la placa no tenga espacio para una etiqueta.
¿Cómo se asigna un número de serie único a cada placa?
Configure el software de marcado para que genere cada número de serie a partir de un prefijo, un número de inicio y un paso, o importe la lista desde un archivo TXT o Excel. EZCAD, el software de nuestros marcadores, permite ambas opciones. Las celdas en línea también pueden obtener números de su sistema MES (software de fábrica).
No edite manualmente el archivo de diseño para cada placa. Un usuario de EEVblog lo resumió así: «La numeración de serie personalizada era un engorro con nuestro software de corte láser». Para esto está diseñado un marcador láser.
Método | Cómo funciona | Mejor para |
|---|---|---|
Autoincremento | Prefijo + número de inicio + paso, por ejemplo HS2610-0001, -0002 | Carreras sencillas |
Importación de archivos | Lee la siguiente línea de una lista TXT o Excel | Números establecidos por su ERP (software empresarial) o cliente |
Enlace en directo | Obtiene el número de su MES para cada placa | Líneas en línea con trazabilidad completa |
Un número de serie repetido constituye un fallo de trazabilidad. Bloquee el contador para evitar que se reinicie por error, registre cada número marcado y califique la primera placa de cada lote. Para más información sobre las reglas de numeración, consulte el apartado de marcado de números de serie.
¿Qué debes comprobar antes de comprar una máquina de marcado láser para placas de circuito impreso?
Envíe placas de todos los colores de máscara que utilice y solicite muestras marcadas que pasen por sus procesos de reflujo, limpieza y recubrimiento. Solicite una certificación de grado, no un escaneo telefónico. Compruebe que el área de marcado cubra todo el panel y planifique la seguridad contra humos y láser.
7 comprobaciones antes de realizar tu pedido:
- Todos los colores de máscaras. Envíen tableros reales de cada proveedor.
- Después de su proceso, solicite muestras tomadas durante el reflujo, la limpieza y el recubrimiento.
- Una calificación, no un escaneo. Pregunte qué norma se utilizó (ISO/IEC 15415 o 29158).
- Área de marcado. Nuestra área de marcado estándar es de 110 × 110 mm. Otras lentes ofrecen áreas de 150 a 300 mm para paneles más grandes.
- Humos. El FR4 “arde y genera humos desagradables”. Añada un extractor de humos láser.
- Seguridad láser. Los marcadores UV abiertos son de Clase 4, la clase de mayor riesgo: el haz puede dañar los ojos. Para la producción diaria, instale una carcasa o un interruptor de seguridad (bloqueo) que detenga el láser.
- Estática. Conecte a tierra la mesa de trabajo. Para placas ensambladas, siga las normas contra daños por electricidad estática (ESD).
Para la mayoría de las tiendas de electrónica, uno de estos tres es el punto de partida adecuado:
Prototipos y lotes pequeños: Marcador láser UV de 5 W.Unidad de sobremesa refrigerada por aire. Números de serie y códigos Data Matrix en la máscara de soldadura. Desde 3000 $.Ver el marcador láser UV → 
Turnos largos: Marcador UV refrigerado por agua de 10 W.Producción más constante en tiradas largas. Hasta 5900 $.Ver opciones UV → 
Placas en una cinta transportadora: Marcador UV voladorHS-UV10. Se adapta a la velocidad de su cinta transportadora. 6000–9000 $.Ver marcadores voladores →¿Necesita marcar algo más que placas? Nuestra página sobre marcado láser para electrónica abarca chips, conectores, carcasas y cables.
Preguntas frecuentes sobre el marcado láser de PCB
¿Puede un láser de fibra marcar una placa de circuito impreso?
Sí, pero con cuidado. A baja potencia, un láser de fibra puede eliminar la máscara de soldadura. Calienta la placa mucho más que la luz ultravioleta, por lo que quema fácilmente el FR4. Utilice una máquina de marcado láser de fibra para las carcasas y blindajes metálicos, y luz ultravioleta para la placa propiamente dicha.
¿Dañará el marcado láser las pistas de cobre?
No con la configuración correcta. Un láser UV solo modifica la superficie de la máscara de soldadura. Por lo tanto, coloque las marcas en un área vacía o en un plano de tierra (una gran área de cobre debajo de la máscara), no sobre líneas de cobre delgadas (pistas). De esta manera, un error de configuración no interrumpirá el circuito.
¿Debe marcar la placa sin componentes o la placa ensamblada (PCBA)?
Ambas opciones funcionan. Marcar la placa antes del reflujo permite la trazabilidad de todo el proceso. Marcar después del ensamblaje también funciona, pero las piezas altas pueden obstruir el haz. Siempre marque antes del recubrimiento de protección.
¿Puedo fabricar una placa de circuito impreso con una máquina de marcado láser?
Algunos aficionados utilizan grabadoras láser para fabricar prototipos de placas. Ese es un trabajo diferente. Una máquina de marcado láser para PCB se utiliza para grabar números de serie, códigos de barras y texto en las placas terminadas durante la producción.
¿Qué potencia láser necesito para el marcado de placas de circuito impreso?
Un marcador láser UV de 3 a 10 W cubre la mayoría de las marcas en placas de circuito impreso. Mayor potencia principalmente significa mayor velocidad. Para turnos largos, una unidad de 10 W refrigerada por agua mantiene su salida de forma más estable que una pequeña refrigerada por aire.
¿Es suficiente con escanear un código QR o Data Matrix con un teléfono móvil para comprobar códigos en una placa de circuito impreso?
No. Un teléfono solo indica que la marca se puede leer hoy. Un verificador la califica de A a F, lo que indica si seguirá siendo legible después del reflujo, la limpieza y la manipulación, y si cumple con las especificaciones del cliente.
¿Qué normas se aplican al marcado láser de placas de circuito impreso?
La norma IPC-1782 establece los niveles de trazabilidad para la electrónica. Las normas ISO/IEC 15415 e ISO/IEC 29158 clasifican los códigos de barras, los códigos QR y los códigos Data Matrix. SMEMA describe cómo se conectan las máquinas en línea a una línea SMT. En materia de seguridad láser, una máquina cerrada es de Clase 1 y una abierta es de Clase 4.
¿Qué materiales puede marcar un marcador láser para PCB?
Un marcador láser UV sirve para marcar máscaras de soldadura, FR4 sin recubrimiento, circuitos flexibles (poliimida), placas cerámicas y carcasas de plástico. Las protecciones y carcasas metálicas se marcan mejor con una máquina de marcado láser de fibra.
El error más común es comprar por vatios y probar en una sola muestra limpia. Elija por capa, marque el tamaño y el volumen, y luego pruebe en sus propias placas, con cada color de máscara, después de su propio proceso de reflujo y recubrimiento. Un marcador UV de $3,000 que supere esa prueba es mejor que una máquina más grande que nunca se haya probado en sus placas.
Fuentes
- Rick Stevenson, Implementación del marcado láser en placas de circuitos impresos, artículo presentado en la conferencia IPC APEX.
- IPC, IPC-1782, norma para la trazabilidad de la fabricación y la cadena de suministro de productos electrónicos.
- ISO/IEC 15415, calidad de impresión de símbolos 2D; ISO/IEC 29158, directriz de calidad para el marcado directo de piezas
- 3M 7812
- Foro de EEVblog, “Marcado láser de placas de circuito impreso: ¿qué se necesita?”
- Guías de diseño para fabricantes de PCB sobre el tamaño del código QR y la zona de silencio; listas de precios de distribuidores de etiquetas. Los documentos de los fabricantes de marcado láser no están enlazados.
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¿Cuánto cuesta? Máquina láser PCB
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Es bueno saber que marcar PCB con láser suele ser más económico que usar productos químicos. Es increíble la cantidad de cosas que se pueden hacer con los láseres industriales. Se pueden usar para grabar, cortar y mucho más.