Circuitos Impresos
PCB es un acrónimo de placa de circuito impreso. Es un
tablero que tiene líneas y almohadillas que conectan varios puntos entre sí. Un
PCB permite que las señales y la potencia se dirijan entre dispositivos
físicos. La soldadura es el metal que hace las conexiones eléctricas entre la
superficie del PCB y los componentes electrónicos. Al ser metal, la soldadura
también sirve como un fuerte adhesivo mecánico.
PCB es el nombre más común, pero también en 2 ci pueden llamarse circuitos impresos. Antes de la llegada
de los circuitos de PCB, se construyeron a través de un laborioso proceso de
cableado de punto a punto. Esto provocó fallos frecuentes en las uniones de
cables y cortocircuitos cuando el aislamiento del cable comenzó a envejecer y
agrietarse.
A medida que los dispositivos electrónicos pasaban de los
tubos de vacío y los relés al silicio y los circuitos integrados, el tamaño y
el costo de los componentes electrónicos comenzaron a disminuir. La electrónica
se hizo más frecuente en los bienes de consumo, y la presión para reducir el
tamaño y los costos de fabricación de los productos electrónicos llevó a los
fabricantes a buscar mejores soluciones. Así nació el PCB.
Composición
Los circuitos impresos de 2 ci son algo así como una lasaña: hay capas alternas de diferentes
materiales que se laminan junto con calor y adhesivo, de modo que el resultado
es una sola pieza.
FR4
El material base, o sustrato, suele ser de fibra de vidrio.
Históricamente, el nombre más común para esta fibra de vidrio es FR4. Este
núcleo sólido le da a los circuitos
impresos de 2 ci su rigidez y grosor. También hay PCB flexibles construidos en
plástico flexible de alta temperatura.
Encontrarás muchos PCB de diferentes espesores; El grosor
más común para los productos es de 1,6 mm. Algunos productos usan un tablero de
0,8 mm de grosor.
Los PCB más baratos y las placas de perfusión se fabricarán
con otros materiales, como epoxis o fenólicos, que carecen de la durabilidad de
FR4 pero son mucho menos costosos. Sabrá que está trabajando con estos tipos de
circuitos impresos cuando lo suelde,
tienen un olor muy desagradable. Estos tipos de sustratos también se encuentran
típicamente en la electrónica de consumo de gama baja. Los fenólicos tienen una
baja temperatura de descomposición térmica que hace que se deslaminen,
produzcan humo y carbón cuando el soldador se mantiene demasiado tiempo en el
tablero.
Cobre
La siguiente capa es una lámina delgada de cobre, que se
lamina al tablero con calor y adhesivo. En circuitos
impresos de doble cara comunes de 2 ci, el cobre se aplica a ambos lados del
sustrato. En aparatos electrónicos de menor costo, el PCB puede tener cobre en
un solo lado. Cuando nos referimos a un tablero de doble cara o de 2 capas, nos
referimos al número de capas de cobre en nuestro tablero. Esto puede ser tan
solo como 1 capa o como 16 capas o más.
Máscara para soldar
La capa en la parte superior de la lámina de cobre se
denomina capa de máscara de soldadura. Esta capa le da al PCB su color verde.
Se superpone a la capa de cobre para aislar las trazas de cobre del contacto
accidental con otro metal, soldadura o brocas conductoras. Esta capa ayuda al
usuario a soldar en los lugares correctos y evitar puentes de soldadura.
Serigrafía
La capa de serigrafía blanca se aplica sobre la capa de
máscara de soldadura. La serigrafía agrega letras, números y símbolos a los circuitos impresos de 2 ci que permiten un
ensamblaje e indicadores más fáciles para que las personas entiendan mejor la
pizarra. A menudo usamos etiquetas de serigrafía para indicar cuál es la
función de cada pin o LED.
Diseñando tu propio
circuito electrónico
Encuentra un programa CAD: hay muchas opciones gratuitas o
de bajo coste en el mercado para el diseño de PCB. Cosas a considerar al elegir
un software:
-Apoyo de la comunidad: ¿hay mucha gente que usa el programa?
Cuanta más gente lo use, es más probable que encuentres bibliotecas
confeccionadas con las partes que necesita.
-Facilidad de uso: si es muy difícil usarlo, no lo harás.
-Capacidad: algunos programas imponen limitaciones a su
diseño: número de capas, número de componentes, tamaño de la placa, etc. La
mayoría de ellos te permiten pagar una licencia para mejorar su capacidad.
-Portabilidad: algunos programas gratuitos no te permiten
exportar o convertir tus diseños, lo que lo vincula a un solo proveedor. Tal
vez ese sea un precio justo para pagar por conveniencia y precio, tal vez no.
-Mira los diseños de otras personas para ver lo que han
hecho. El hardware de código abierto lo hace más fácil que nunca.
Práctica
Mantener bajas expectativas. Tu primer diseño de tablero
tendrá muchos problemas. El diseño de tu vigésimo tablero tendrá menos, pero
aún tendrá algunos. Nunca te desharás de todos ellos.
Los esquemas son importantes. Tratar de diseñar una tabla
sin un buen esquema en primer lugar es un ejercicio inútil.
Finalmente, unas pocas palabras sobre la utilidad de diseñar
tus propias placas de circuito. Si planeas realizar más de uno o dos de un
proyecto dado, la recompensa al diseñar una placa es bastante buena. Los
circuitos de cableado punto a punto en un prototipo son una molestia, y tienden
a ser menos robustos que los diseñados específicamente.
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