Los tableros de PCB están a nuestro alrededor en cada aparato que usamos. Ya sea el teléfono inteligente o una simple calculadora, su función depende del rendimiento de los PCB.
¿Sabes de qué están hechas las placas de circuito PCB?
PCB vs PCBA-¿Cuáles son las diferencias?
¿Alguna vez has abierto tu iPhone para ver qué hay dentro?
Encontrarías sólo unas pocas cosas, desde el digitalizador, la batería hasta la soldadura y, por supuesto, el PCB. La placa lógica es lo que mantiene a tu iPhone funcionando, y cualquier daño en él resulta en que tu teléfono no pueda volver a encenderse.
El diseño de la placa de circuitos compacta del iPhone X, por ejemplo, ha cautivado a muchos analistas y técnicos. Es una hazaña de ingeniería que no muchas empresas han podido superar.
Entonces, ¿qué es lo que hace que las placas de circuitos sean tan únicas?
¿Qué hace que una placa de circuito sea mejor que la otra?
¿En qué consiste una placa de circuito?
No se preocupe. Hemos preparado esta útil guía donde puedes aprender sobre los materiales usados para hacer PCBs. También puedes hacerte una idea de cómo los fabrica un fabricante. Comencemos por ver de qué están hechos los tableros de circuitos.
Luego, veremos cómo puedes hacer tus placas de circuito.
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Al final de este artículo, te guiaremos por el camino para asegurarte de que obtienes lo mejor del proveedor adecuado.
1. PCB a Medida
1.1: ¿De qué están hechos los prototipos de placas de circuito impreso o las placas de circuito impreso
Los tableros de circuitos también se conocen como tableros de circuitos impresos o PCB. Conducen los diferentes equipos y herramientas electrónicas y eléctricas que usamos a diario. La mayoría de los PCBs se forman combinando dos o más capas dependiendo de la complejidad y la naturaleza del dispositivo en el que se van a utilizar.
Los PCB utilizan una variedad de materiales para su composición. Una capa puede estar hecha de fibra de vidrio o resina derivada del papel. Aparte de eso, también se utilizan otros materiales como el cobre, la máscara de soldadura y las capas de serigrafía.
En el próximo capítulo, sabremos de qué materiales están hechos los circuitos PCB.
Imagen 1: PCB
1.2: ¿De qué materiales están hechos los circuitos impresos
El PCB está generalmente hecho de cuatro capas de material que están unidas entre sí por calor, presión y otros métodos. Las cuatro capas de un PCB están hechas del sustrato, cobre, máscara de soldadura y serigrafía.
El material que abarca la placa de circuito impreso incluye:
- Cobre: el cobre se junta en la gruesa capa de base conocida como sustrato. Dependiendo del tipo de placa y del uso, puede haber una o dos capas de cobre presentes.
La capa de cobre puede existir en un lado del PCB, o puede estar presente en ambos lados del sustrato. Los dispositivos electrónicos simples utilizan PCBs que tienen una capa de cobre sólo en un lado. Las capas de cobre son mucho más finas y delicadas que el sustrato.
El cobre utilizado en los PCB se refiere al peso y se presenta en onzas por pie cuadrado. La mayoría de los PCBs comunes vienen con un contenido de cobre de 1 onza de cobre por pie cuadrado.
Aunque la cantidad de cobre presente en el PCB determina la cantidad de energía, podrá intercambiarse.
-
Serigrafía:
la serigrafía realiza la responsabilidad de hacer que la placa de circuito impreso sea legible para los programadores de tecnología añadiendo indicadores tanto numéricos como de letras.
-
Sustrato:
el sustrato se conoce comúnmente como FR4, que es un acrónimo de Retardante del Fuego. Funciona en la provisión de una gruesa capa de base para la placa de circuito impreso que, por supuesto, varía. Aunque encontrará que su grosor varía. Es la capa que ofrece rigidez al PCB.
También puede estar hecha de materiales flexibles que a veces también pueden ser estirados. Recientemente se han utilizado muchos materiales innovadores para crear el sustrato, algunos de los cuales son incluso de origen vegetal.
-
Máscara de Soldadura
Es importante señalar que hay otros tipos de la junta que no hacen uso de los materiales arriba mencionados. En cambio, hacen uso de epoxis. Una desventaja de este tipo de tablero es que son térmicamente sensibles, lo que los hace susceptibles a una rápida pérdida de su laminación. Una de las formas de reconocer este tipo de tablero es a través del olor que desprenden cuando se someten a procesos de soldadura.
Una capa superior verde de PCB se conoce como la máscara de soldadura y se aplica sobre la capa de cobre para que no entren en contacto con otras partes eléctricas. En la parte superior de la máscara de soldadura, se proporciona una capa de serigrafía para crear marcas y etiquetas para la colocación de varios componentes.
Imagen 2: PCB personalizado
El sustrato es generalmente de fibra de vidrio, también conocido como FR4. FR se refiere a retardante de fuego y proporciona la base del PCB. La capa del sustrato es la capa más gruesa de cualquier PCB
También se utilizan otros materiales para fabricar el sustrato, como el epoxi o los fenólicos. Los tableros hechos de resina epoxídica sufren de sensibilidad térmica, y la laminación puede desvanecerse rápidamente en algunos casos. Estos tableros económicos se pueden encontrar fácilmente en el mercado y se reconocen por el olor que desprenden. El material también necesita los componentes para ser soldado a él.
Imagen 3: Material PCB
A continuación, veamos cómo puedes desarrollar una placa de circuito personalizado usando una aplicación informática.
1.3: Tipos de PCB
Como se ha dicho antes, el PCB es un componente crucial en diferentes aparatos electrónicos. Ahora, consideremos la obra maestra detrás del televisor y el mando a distancia, el televisor puede cambiar de canal desde una prensa en el mando a distancia debido a la presencia de una especie de PCB en el mando. Hay muchas aplicaciones del PCB que facilitan nuestra existencia y hacen flexibles nuestras actividades diarias. Según el uso, los fabricantes de PCB utilizan diversos tipos de PCB para adaptarse a los diferentes productos. El tipo de placa de circuito impreso incluye;
PCB de una sola cara
En la primera parte de este artículo, mencionamos que el sustrato varía con el uso. En el tipo de PCB de una sola cara, el sustrato contenido es sólo uno. Se utiliza un conductor eléctrico adecuado como el cobre para blindar un lado del sustrato, la máscara de soldadura está presente en la capa de cobre, y se suele utilizar una capa de serigrafía para el marcado de las partes de la placa. Este tipo de PCB conlleva diseños tales que sólo un lado acomoda el circuito y otro componente electrónico. Se suele hacer referencia a ellos en la fabricación electrónica simple. Una ventaja de este tipo de placa es que es más fácil de llevar en el bolsillo en comparación con otros tipos de placas de circuitos impresos.
Placas de circuito impreso de doble cara
A diferencia de la placa de circuito impreso de una sola cara, la placa de circuito impreso de doble cara tiene sus dos superficies del sustrato recubiertas con capas metálicas conductoras con las partes fijadas a las dos caras. Las placas de circuito impreso de doble cara son más utilizadas cuando se comparan con las de una sola cara. Los agujeros de la placa de circuito impreso de doble cara tienen la función de conectar un circuito de un lado con el circuito del otro lado a través de una o dos técnicas. La primera técnica a través de la cual los agujeros conectan el circuito es la tecnología de montaje superficial - este tipo de tecnología o método implica el uso de ningún cable en absoluto. La ventaja de este método es que ahorra espacio. El segundo método es la tecnología de agujeros pasantes - esta tecnología o método implica el uso de cables delgados que se pasan a través de los agujeros y se sueldan al componente correcto.
Placas de circuitos impresos multicapa
La placa de circuito impreso multicapa tiene más funciones que la placa de circuito impreso de doble cara. Este tipo de placa de circuito impreso contiene numerosas capas de placas de sustrato con materiales aislantes que las dividen en hojas individuales. ¡Claro! Cuando hablamos de cuánto espacio se puede ahorrar, la placa de circuito impreso multicapa tiene la capacidad de ahorrar incluso más espacio que la placa de circuito impreso de doble cara. Las placas de circuito impreso multicapa pueden tener hasta 10 capas o incluso más. Se utilizan en inventos muy conocidos como la maquinaria, etc.
Placas de circuitos impresos rígidos
La combinación de las ventajas de tener un buen número de capas con la rigidez es una característica de este tipo de placa de circuito impreso. Este tipo de PCB's hace uso de materiales que evitan que se doblen, el material utilizado es la fibra de vidrio. Un ejemplo de la placa de circuito impreso rígida es la placa que está dentro de su dispositivo.
Flexibles placas de circuitos impresos
Por supuesto, a partir de la palabra "flex", el sustrato contenido aquí es flexible. Ya que el circuito impreso rígido no puede formar la forma deseada, el circuito impreso flexible puede encajar bien en esta categoría. Ofrecen una buena ventaja sobre el tipo rígido, ya que son flexibles, pero también tienen una ventaja debido a su costo.
Placas de circuitos impresos Rigid-Flex
La placa de circuito impreso rígido-flexible ofrece las características tanto de la placa de circuito impreso rígido como de la placa de circuito impreso flexible. Este tipo de placa de circuito impreso permite que una placa de circuito impreso rígida se adhiera a otra placa de circuito impreso flexible, que parece ser más difícil que otros tipos de placas de circuito impreso.
Imagen 4: PCB personalizado
1.4: Componentes del PCB
Independientemente de la mentalidad detrás de la creación de cualquier dispositivo, debe haber componentes requeridos para diferentes circuitos. A continuación se presentan algunos de los componentes que son esenciales en cualquier producto o dispositivo electrónico.
LEDs: el LED es un acrónimo que significa diodo emisor de leds. El diodo emisor de leds permite que la corriente pase a través de él; esta corriente sólo puede fluir en una dirección.
Resistencia: la resistencia realiza una función muy importante regulando o controlando la corriente y para determinar su valor, están codificadas por colores.
Batería: como función general de la batería, es responsable del suministro de energía. La batería es responsable del suministro de voltaje al circuito.
Transistor: el transistor cumple una función crítica ya que es responsable de la intensificación de la carga.
Interruptor: el interruptor sirve como un componente que se utiliza en el control de la corriente eléctrica. El interruptor puede ser usado para permitir la entrada de corriente o bloquear la entrada de corriente.
Diodo: el diodo es un componente que permite la entrada de la corriente eléctrica sólo en una dirección. Otros pasajes son bloqueados mientras la corriente eléctrica fluye en una sola dirección.
Inductor: el inductor es responsable del almacenamiento de la carga.
2.PCB a Medida-- What es DISEÑO DE PCB?
Imagen 5: PCB personalizado
2.1: Fundamentos del diseño del PCB
Para discutir los fundamentos del diseño del PCB, necesitamos una familiaridad con la terminología utilizada. Al referirnos a la captura esquemática, hablamos de un programa que permite al operador hacer un diagrama esquemático del componente y otras características. La captura esquemática es sólo la representación de esto en forma gráfica. Otras terminologías utilizadas son:
Archivos Gerber: los archivos Gerber se refieren a aquellos archivos de diseño asistido por ordenador que se envían a los productores de placas de circuitos impresos para construir la estructura de la capa de PCB.
Herramienta de diseño de la PCB: el programa responsable del diseño de la PCB permite que la estructura de conexión del cableado se aplique en múltiples capas y que, una vez completada, permita al operador generar los archivos CAD necesarios para fabricar una placa de circuito impreso.
2.2: Pasos de diseño del PCB
En la actualidad, existen diferentes enfoques para el diseño de un PCB. Dependiendo del fabricante del PCB, hay muchas maneras de hacerlo. A continuación se detallan los pasos esenciales que se señalan en el diseño de una placa de circuito impreso.
Paso 1: uso de un software
Es el diseño de un circuito impreso con el uso de software; implica la representación esquemática del circuito con el uso del software. Ejemplos de software de diseño que pueden utilizarse son el software de diseño asistido por ordenador (CAD), el software de mutismo y el software de águila. Hagamos uso del software eagle en este artículo y al hacerlo, tenemos; Abrir los diseños de la placa de software>>>clic en el menú de archivos>>>seleccionar nuevo diseño>>>clic en el menú de biblioteca>>>seleccionar del menú desplegable 'elegir dispositivos/símbolos'>>>doble clic en un comentario relevante>>añadir los componentes y representar el circuito con las conexiones adecuadas. >>>introducir la clasificación de cada componente>>>clic en el editor de texto en la barra de herramientas de comandos>>>clic en las variaciones>>>cerrar la ventana>>>después de la aparición de una pantalla negra, guardar como formato de imagen.
Paso 2: la generación de la película
Con la ayuda del diagrama de circuito finalizado de la disposición de la placa de circuito impreso, se produce la generación de la película.
Paso 3: Selección de las materias primas
En dispositivos simples se utilizan placas de circuitos impresos menos costosos, fabricados con papel fenólico unido a una lámina de cobre. El valor del laminado revestido de cobre es de 0,059 de grosor con una placa de una o dos caras.
Paso 4: Perforación de agujeros
Agujero en el PCB implementado con máquina y broca. El primer tipo de máquina que se puede usar para taladrar agujeros en la placa de circuito impreso es la máquina manual. Este tipo de máquina requiere el esfuerzo del operador para hacer los agujeros en la placa. El segundo tipo de máquina es el tipo automático llamado máquinas CNC. Los programas que ejecutan proporcionan la comodidad de perforar agujeros en los tableros de circuitos impresos.
Paso 5: fijar la imagen
Para imprimir los diseños en el PCB, las impresoras láser son una de las mejores opciones para hacerlo. El proceso involucrado en esto incluye; colocar una capa de cobre limpia en la impresora>>> almacenar en la computadora la película de diseño>>> impresión del comando recibido de la computadora por la impresora láser.
Paso 6: Grabado y despojado
Esta etapa utiliza una variedad de químicos para eliminar el cobre inútil adherido a la placa de circuito impreso.
Paso 7: Prueba
Después de completar el proceso anterior, el tablero será probado para asegurar su funcionalidad. En estos últimos días, se han fabricado muchos dispositivos para ayudar a probar el gran volumen de placas de circuitos impresos.
2.3: Lista de software de diseño de PCB
- Artista del PCB
- Ultiboard
- Diseñador de Altium 17
- SOLIDWORKS PCB
- DipTrace
- PCBWeb
- BSch3V
- XCircuit
- Gerbv
- KiCad EDA
- DesignSpark PCB
- PCB del águila
- CircuitMaker
- Pad2pad
- OrCAD
- ZenitPCB
- CircuitStudio
- PCB123
- CUSPICE
- FreePCB
La lista anterior es el programa utilizado en el diseño de placas de circuitos impresos.
2.3.1: Comparación del software de diseño de PCB
Al mirar la comparación entre los diseños de las placas de circuitos impresos, consideraríamos dos software; este software es EAGLE CAD y DIPTrace. Estos dos software son, por supuesto, elegidos al azar.
Características de DipTrace:
Capaz de realizar capturas esquemáticas con componentes vinculados a una biblioteca, la creación de patrones con la ayuda de un decente editor de biblioteca, disponibilidad de un tutorial y soporte perfectos, ideal para placas más pequeñas y sencillas.
EAGLE CAD:
Comprobación de reglas eléctricas, la jerarquía esquemática para una organización de diseño, anotación hacia adelante y hacia atrás entre el esquema y la placa de circuito impreso.
2.3.2: El mejor software de diseño de PCB
De la gran cantidad de software de diseño de PCB disponible en estos días, algunos simples son altamente reconocibles por su perfecta funcionalidad.
- Editor de diseño gráfico de fácil aplicación (EAGLE): el Eagle es un software de diseño de PCB que es fácil de usar con un precio moderado. EAGLE tiene una amplia gama de funciones adecuadas que incluyen: ejecución por lotes de archivos de escritura, revestimiento de cobre y más.
- Diseñador de Altium
- DipTrace Lite
- Iniciador DipTrace
- Easy EDA
Imagen 6: PCB personalizado
2.4: Reglas de diseño del PCB
Hay algunas reglas asociadas con el diseño de la placa de circuito impreso que para usarla efectivamente, y necesitas recordarlo.
Ancho y espaciamiento: para el ancho y el espaciamiento, los parámetros suelen denominarse "reglas x/y" la X en esto representa el mínimo de ancho de traza mientras que en esto representa el espaciamiento, es decir; el mínimo espaciamiento de traza.
Espesor y tamaño de la tabla: el tamaño y el espesor pueden establecerse para adaptarse al producto en particular. Muchas personas utilizan más tablas en un solo panel para conservar el espacio y el costo si se va a realizar una producción en masa.
3. PCB a Medida-- How Para hacer el diseño del PCB
3.1: Diseño de la disposición del PCB
El diseño del trazado de la placa de circuito impreso requiere los conocimientos técnicos o las habilidades profesionales que exigen el conocimiento del software de la placa de circuito impreso, el sistema de diseño asistido por ordenador de la placa de circuito impreso, y las habilidades o métodos implicados en la transferencia satisfactoria del diseño básico del circuito a la placa de circuito impreso final.
3.2: Comparación de la disposición de la PCB
En la comparación de la placa de circuito impreso, hay que tener en cuenta ciertos factores, y estos incluyen:
- El tamaño de la placa
- Capas disponibles
- Análisis de la red de suministro de energía
- Modelado 3D
- Enrutamiento de pares diferenciales
3.3: PCB a medida--Tutorial de diseño de PCB
Esta sección detallará estos pasos:
Paso 1: PCB a medida--conversión del esquema a una placa de circuito impreso
Es el primer paso asociado al tutorial del PCB. Después de haber realizado con éxito los esquemas, puedes convertir en PCB haciendo clic en "convertir en PCB" en el editor que estás utilizando.
Paso 2: PCB a medida--arrastrar y soltar el componente
El segundo paso es colocar el documento exactamente en el lugar que desea. Si usted es del tipo que prefiere una placa de circuito impreso de aspecto limpio, los componentes con función similar deben ser colocados uno al lado del otro.
Paso 3: PCB a medida--esbozar un esquema personalizado
Para ello, lo primero que hay que hacer es ir al menú de capas y hacer clic en la capa del contorno de la placa, hacer clic en el contorno actual y borrarlo después de completarlo con éxito, crear un nuevo contorno con las herramientas de la placa.
Paso 4: PCB a medida--área de Cobre
El área de cobre es la mejor idea cuando muchas partes deben ser unidas a sólo una señal. Esta área de cobre puede ser creada usando el menú de herramientas.
Paso 5: PCB a medida--Enrutamiento
Dependiendo del tipo de corriente, hay dos enfoques para este método. Si tiene una corriente baja en el lugar donde está creando la placa de circuito impreso, se puede utilizar la función de auto-enrutador. En los casos en que se necesiten diferentes tamaños de pista, sería mejor si usted lo hace manualmente. La función de enrutado automático se puede encontrar en la parte superior de la página.
Paso 6: PCB a medida--Agujeros
Por supuesto, de una forma u otra, puede que necesites montar tu placa de circuito impreso en algo, para ello se requieren agujeros. La herramienta de agujeros se puede encontrar en el menú de herramientas y luego localizar el punto que desea.
Paso 7: PCB a medida--imágenes y texto
Al hacer esto, tendrías que ir al menú de herramientas y localizar la herramienta de imagen o de texto. Puedes posicionar el texto como quieras y cambiar la capa requerida o el texto mismo.
Paso 8: PCB a medida--vista de la foto
Después de completar con éxito los pasos anteriores, puede redondear su trabajo viendo el resultado. Puedes cambiar el color o algunas otras características. Una vez que esté de acuerdo con el resultado, haga clic en "salida de fabricación" para comprar el PCB.
4. PCB a Medida--PCB Software de Ingeniería Inversa
En los casos en que no se disponga del esquema, los datos creados a partir de la ingeniería inversa de la placa de circuito impreso pueden utilizarse para producir piezas de recambio, o también pueden dar pistas para reparar piezas que ya existían.
5. PCB a Medida--Custom Tableros de Circuitos Impresos
Sabemos que los PCB son elementos complejos y puede resultar un poco difícil para los aficionados diseñar ellos mismos un circuito de trabajo. Lo primero que se necesita es un software fiable con el que se pueda crear el plano del PCB.
Luego puede utilizar muchas soluciones de diseño de PCB como Eagle de Cadsoft Computer que hace un excelente trabajo de diseño de su PCB.
PCB a medida--Preparar la vista esquemática
Tienes que preparar la vista esquemática para crear tu PCB personalizado. Accede a la biblioteca de componentes que está presente en tu software de diseño y colócalos en el lienzo. Ahora tienes que conectar los pines junto con las líneas que simbolizan las conexiones eléctricas en el software.
El mismo número de pieza puede confundirte un poco ya que encontrarás varias opciones para elegir. Los diferentes paquetes pueden incluir el chip montado en la superficie o un paquete dual en línea (DIP). Si eres un aficionado o estás haciendo un proyecto de bricolaje, entonces tiene sentido ir a por un sistema significativo y notable en paquetes (SIP) o DIPs.
Se pueden encontrar rápidamente, y los enchufes de afición y son muy amigables a la hora de soldarlos en comparación con los dispositivos de montaje en superficie, que se reservan para aplicaciones comerciales.
Las diferentes opciones de embalaje pueden parecer similares en la vista esquemática. Sin embargo, las cosas empezarán a parecer diferentes cuando se cambie a la vista esquemática para empezar a diseñar.
Necesitarás proporcionar las señales de tierra y potencia necesarias, además de colocar tus interconexiones y componentes; puedes usar los componentes como GND, VDD y VCC que se encuentran en la biblioteca de Eagle para el trabajo.
No debes olvidarte de integrar los conectores en el tablero para que la tierra y la energía puedan ser empleadas. En esta etapa, también tendrás que usar cualquier dispositivo exterior que desees, como un potenciómetro o LEDs.
Tu diseño ahora necesita pasar por un chequeo de la regla eléctrica o ERC después de que hayas puesto todo en su lugar. La prueba es crucial para asegurar que no haya ningún error que obstaculice la funcionalidad de tu placa de circuito.
Algunos de los problemas comunes que macizas son cables que parecen estar conectados pero no lo están en la realidad. Puedes comprobar si hay pequeños puntos en tu software Eagle que representan las intersecciones de conexión de los cables.
Otros problemas pueden incluir señales de tierra y energía que olvidó conectar. Así que debes recordar que las pruebas automatizadas no te dirán si tu placa va a realizar la acción deseada, pero siempre puede validar las propiedades eléctricas de tu diseño.
Imagen 7: Diagrama esquemático y vista de diseño
PCB a medida--Acceder a la vista de diseño del tablero
Después de haber hecho todo lo que hay que hacer en la vista esquemática, tienes que moverte para activar la vista de la disposición del tablero. Entonces has hecho el cambio, y encontrarás los componentes esparcidos al azar en tu software Eagle. También verás que los cables se enganchan directamente a los pines.
Para que la imagen sea un poco menos desordenada, mueve los componentes hasta que tengan sentido. Por ejemplo, puedes mover los conectores a los bordes para que las cosas tengan sentido. Aún tienes mucho trabajo por hacer para producir la placa de circuito. Así que tienes que dedicar señales a las capas, pero recuerda que las diferentes capas presentes en la misma capa no deben tocarse entre sí.
La versión profesional de la solución Eagle viene con una función de auto-diseño que puede enrutar las señales con un solo clic. Sin embargo, para los usuarios de la versión estándar, tienes que tomar las cosas en tus propias manos. También puede encontrar una solución de diseño del fabricante del PCB para encargarse de este paso.
Después de que hayas establecido las señales, ha llegado el momento de ejecutar el DRC o la comprobación del diseño. La comprobación asegura que los agujeros taladrados demasiado cerca de una línea de señal. También le notifica si las trazas no están a una distancia óptima entre sí o del borde de la placa.
Puedes personalizar las reglas, y a veces tu proveedor de PCB ofrecerá un archivo que puede ser integrado con la solución de Eagle con valores DRC especificados. Entonces usted puede avanzar y subir sus archivos de diseño si su proyecto pasa el DRC.
Debería utilizar una capa particular para añadir letras de serigrafía en la parte superior. La impresión le ayudará a saber qué componente encaja en la presentación de los números de parte y los contornos. Eso le permite evitar errores como colocar una resistencia de 100K en lugar de una de 1K.
Un archivo Gerber revela el lenguaje del diseño del PCB, y la placa 3each puede tener muchos archivos asociados a ellos. Tendrás un archivo separado para las especificaciones de las almohadillas de soldadura y diferentes archivos para cada capa. Los archivos de perforación también llevan las especificaciones de la perforación.
Luego puedes subir el diseño con tu fabricante, quien puede usar otro programa para presentar el aspecto final de las capas, y también puedes averiguar si los componentes son del tamaño adecuado para encajar en los agujeros.
Con esto, has llegado al final de la creación de una placa de circuito personalizado utilizando un software de diseño. En el próximo capítulo, exploraremos cómo un fabricante produce PCBs.
Imagen 8: Vista del diseño
6. PCB a Medida-- How Son Tableros de Circuito Hechos
A estas alturas ya sabes cómo diseñar a medida tu PCB leyendo el capítulo anterior. La tecnología del PCB es complicada, y necesita pasar por un proceso de fabricación de varias etapas. También tienes que elegir un fabricante que tenga todo el equipo de alta precisión para dar vida a tu proyecto. Vamos a hablar brevemente del proceso de fabricación del PCB sólo para usted.
1. PCB a medida--Hacer el sustrato
Puedes pensar en los PCB como sándwiches que vienen en múltiples capas. El material base que se encuentra en el medio se conoce como el sustrato. Entonces el material del sustrato es el responsable de dar anchura al PCB. Puedes ver un PCB desde el ángulo lateral y descubrir que la capa más gruesa es el sustrato.
Tradicionalmente los PCB se hacían con un sustrato de fibra de vidrio que es rígido. Hoy en día se puede encontrar un material de sustrato que es flexible. Muchos materiales pueden serlo, pero una opción común es usar plástico especial para el sustrato que puede tolerar altas temperaturas.
El material usado para hacer el sustrato generalmente se extiende, el fabricante lo sumerge o lo rocía con resina epoxi. A continuación, el material se enrolla para obtener el grosor deseado, al igual que se enrolla la corteza de un pastel con un rodillo.
Los rodillos dejan de rodar cuando el sustrato alcanza el espesor deseado y pasa al siguiente paso, y el sustrato se coloca ahora en el horno para que se vuelva sólido y firme al curarlo. Después de completar este paso, se ha creado la primera capa de su PCB.
2. PCB a medida--Las Capas de Cobre
Las capas de cobre son esenciales para transportar la electricidad a través del PCB. Dependiendo del propósito, los PCB tienen un diseño simple o complejo. Aparte de la capa de base del sustrato, las capas de cobre son otro componente esencial.
La leva de su PCB viene con una sola capa de cobre aplicada en la parte superior o dos capas en ambos lados del sustrato. El PCB también puede tener numerosas capas con otro cobre y sustrato. Algunos PCB utilizados en dispositivos avanzados o teléfonos inteligentes tienen más de 12 o 16 capas de cobre.
Las capas de cobre son mucho menos anchas que las capas de sustrato, y no tendrás electricidad fluyendo a través de tu circuito si están ausentes.
El fabricante puede utilizar una combinación de diferentes métodos para unir el cobre a la superficie del sustrato. Cualquier método estándar implica el uso de calor, presión y adhesivo para que las capas de cobre se fijen firmemente en el sustrato. Puede tomar su PCB para perforar después de que el cobre se haya unido al sustrato.
Para que su dispositivo funcione, el PCB necesita transmitir la carga a los puntos correctos de una capa a otra en el tablero. Tendrás que crear agujeros llamados "vía" para que el coste pueda fluir a través de ellos. El fabricante tiene varias opciones para taladrar agujeros en el PCB y puede utilizar un láser de CO2, un láser UV u otro equipo.
La precisión y la eficiencia de la máquina perforadora determinan la precisión y la complejidad del PCB.
Hay que limpiar los agujeros de cualquier escombro o cualquier material que pueda haber quedado después del proceso de perforación. También pueden ser desbarbados para obtener cualquier material adicional que se adhiera al PCB. Después de eso, las caras internas de las vías se cubren con cobre para que pueda llevar la carga de una capa de la placa de circuito a otra.
A continuación, tienes que imprimir el patrón del circuito en el PCB. El fabricante puede desplegar el cobre con precisión siguiendo el diseño para obtener el patrón a bordo. De lo contrario, pueden aplicar el cobre a toda la placa y luego quitar el cobre para grabar el patrón del circuito.
El PCB puede ser sometido a un baño alcalino para eliminar el cobre innecesario.
Lo que necesitas añadir ahora son los otros componentes como transistores, condensadores o LEDs en el PCB. Puedes soldar los componentes en el PCB usando un soldador. Antes de añadir los componentes, el PCB se somete a una serie de pruebas eléctricas con un comprobador de red o una sonda volante para asegurarse de que no haya cortocircuitos o conexiones abiertas.
El fabricante también puede utilizar una máquina para bombear las piezas al PCB.
Imagen 9: Patrones de cobre
3. PCB a medida--La máscara de soldadura final
Los metales que permanecen expuestos en la placa de circuito tienen la oportunidad de ser dañados. La naturaleza del cobre es corroerse, lo que hará inútil su PCB. Puede proteger adecuadamente el revestimiento de cobre y otros componentes del PCB añadiendo una capa protectora adicional en la parte superior.
Generalmente, los fabricantes utilizan oro, níquel o estaño-plomo para revestir partes vulnerables específicas del PCB. Para colmo, el fabricante proporciona otra capa en la parte superior llamada máscara de soldadura.
El color verde que se ve en los PCB se debe a la aplicación de la capa de la máscara de soldadura, la máscara de soldadura también tiene algunas otras funciones aparte de cubrir y proteger todas las partes metálicas que no necesitan formar una conexión con nada, la capa de la máscara de soldadura también asegura que la corriente fluya a los lugares correctos siguiendo los caminos absolutos.
A veces también se puede encontrar una capa de serigrafía en la parte superior de la máscara de soldadura que se utiliza para tallar etiquetas en las piezas necesarias.
Después de que todo esté hecho, el fabricante recortará y eliminará cualquier material extra o partes innecesarias que no sean necesarias en su PCB.
Imagen 10: Máscara de Soldadura Verde
7. Conclusion
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