Diseño y contrucción del circuito impreso (PCB)

Introducción

• Un PCB o “Printed Circuit Board” es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

Ventajas de los PCB’s • Menor sensibilidad al ruido

• Mayor compatibilidad electromagnética

• Mayor robustez mecánica

• Posibilidad de producción en serie

Composición física

• La mayoría de los circuitos impresos están compuestos por entre una a dieciséis capas conductoras normalmente de cobre, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato) laminadas entre sí.

• Los materiales más ampliamente usados como sustratos o aislantes son: papel fenólico, fibra de vidrio, diferentes materiales plásticos, poliamida, teflón y cerámica.

Composición física • Papel fenólico (Pértinax o baquelita o FR-2 (Flame

Retardant en inglés)), fibra de vidrio, diferentes

materiales plásticos, poliamida, teflón y cerámica.

FR-4 FR-5

G-10 GEM-3, GEM-4

FR-1,2,3

DuPont's Kapton film

Características de los sustratos • Mecánicas • Suficientemente rígidos para mantener los componentes. • Fácil de taladrar. • Sin problemas de laminado. • Químicas • Metalizado de los taladros. • Retardante de las llamas. • No absorbe demasiada humedad. • Térmicas • Disipa bien el calor. • Coeficiente de expansión térmica bajo para que no se rompa. • Capaz de soportar el calor en la soldadura. • Capaz de soportar diferentes ciclos de temperatura. • Eléctricas • Constante dieléctrica baja para tener pocas pérdidas. • Punto de ruptura dieléctrica alto.

Tipos de PCB • Tipo de montaje: existe en montaje

convencional o de inserción (through-hole devices o THD) y montaje en superficie (surface mount technology o SMT)

• Numero de capas: las más sencillas tienen solo una capa de pistas dispuesta sobre una de sus caras (monocapa).Para circuitos de mediana y alta complejidad se usan en cambio las que tienen 2 capas, una por cada una de sus caras (bicapa) y las multicapas

Conexiones

Para tener en cuenta en ISIS:

• Utilice conectores para la alimentación, entradas y salidas del circuito. Las encontrará en la lista de componentes como TBLOCK-M2, TBLOCK-M3.

Diseño del PCB

Para tener en cuenta en ARES:

• Seleccione primero el área de trabajo a utilizar.

• Utilice un calibre de línea mas grueso del predeterminado por ARES (se recomienda T30 para líneas estándar y T40 para alimentación).

Diseño del PCB

Para tener en cuenta en ARES:

• Procure tener un orden lógico a la hora de ubicar los componentes, así evitará dificultades a la hora de hacer las rutas.

• Utilice una referencia como área mayoritaria en su diseño (generalmente es la tierra).

• No use los comandos x/y-Mirror cuando diseñe circuitos monocapa.

Diseño del PCB 1. Impresión del diseño: Se debe utilizar una

impresora láser, con una muy buena calidad de tinta. El papel debe ser preferiblemente grueso (se recomienda papel fotográfico).

Se recomienda imprimir varios diseños juntos en la misma hoja para repetir el proceso en caso de tener errores.

2. Recorte: Se procede a recortar la placa con el tamaño adecuado.

Fabricación del PCB 3. Planchado: se debe poner la impresión sobre

la placa (por el lado del cobre). Se recomienda calentar el cobre unos segundos antes de poner la impresión para que esta se adhiera mas fácilmente.

Calentar durante aproximadamente 3 a 5 minutos.

4. Eliminar el papel: Terminado el procedimiento anterior, se

debe dejar remojar la placa alrededor de 10 minutos en agua tibia.

Mas tarde se procede a retirar el papel muy cuidadosamente para no dañar las pistas. Se recomienda usar un cepillo de dientes y frotar suavemente

5. Ataque con ácido: Ahora debemos retirar de la placa todo el cobre que no utilizaremos. Para esto se usa comúnmente cloruro férrico.

6. Limpiar y enjuagarr

7. Taladrar la placa

8. Soldar los componentes