CASI TODO SOBRE LAS PCBS

 

CASI TODO SOBRE LAS PCB

A lo largo de los años, los PCB han evolucionado y han encontrado su camino en casi todas las industrias del planeta, desde productos electrónicos simples como soluciones de iluminación hasta industrias más complejas como la tecnología médica o aeroespacial.

El dia de hoy veremos el desarrollo de esta tecnología a lo largo de los años y por que no la forma de realizar algunas en casa.

 

HISTORIA

Antes de que los circuitos impresos se convirtieran en el componente común utilizado en la electrónica, se utilizaba la construcción punto a punto, que involucraba algunos diseños extremadamente voluminosos y poco confiables

Para prototipos o pequeñas series de producción,  la envoltura de alambre conocida como (wire wrap)  o la  placa de torreta (turrrent board)  eran mas eficientes en su momento.

El ingeniero austriaco  Paul Eisler  inventó el circuito impreso como parte de un equipo de radio mientras trabajaba en Inglaterra cerca de 1936.

Alrededor de 1943, Estados Unidos comenzó a utilizar la tecnología a gran escala para fabricar  fusibles de proximidad  para su uso en la Segunda Guerra Mundial, posteriormente en 1948 se  lanzó la invención para uso comercial. 

Los circuitos impresos no se volvieron comunes en la electrónica de consumo hasta mediados de la década de 1950, después de que el Ejército de los Estados Unidos desarrollara el proceso de autoensamblaje. Aproximadamente al mismo tiempo, en Gran Bretaña, Geoffrey Dummer llevó a cabo un trabajo similar  .

Originalmente, todos los componentes electrónicos tenían cables conductores y la PCB tenía agujeros perforados para cada cable de cada componente. A continuación, se pasaban los cables de los componentes a través de los orificios y se soldaban a la traza de la PCB. Este método de montaje se denomina construcción de orificio pasante o through-hole construction. 

En 1949, Moe Abramson y Stanislaus F.Danko del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos desarrollaron el proceso de autoensamblaje en el que los cables de los componentes se insertaron en un patrón de interconexión de lámina de cobre y  soldaduras por inmersión.

La patente que obtuvieron en 1956 fue asignada al Ejército de Estados Unidos. Con el desarrollo de técnicas de laminado y grabado de placas, este concepto evolucionó hasta convertirse en el proceso de fabricación de placas de circuito impreso estándar que se utiliza en la actualidad.

Desde la década de 1980  se han utilizado cada vez más piezas pequeñas de  montaje en superficie en lugar de componentes de orificios pasantes; esto ha llevado a tableros más pequeños para una funcionalidad dada y menores costos de producción, pero con algunas dificultades adicionales para reparar tableros defectuosos.

las herramientas CAD en software para computadora ingresaron a partir de los años 50, y con el objetivo de ser utilizadas para asistir los esquemas de circuitos o la simulación de los mismos

La gran ventaja que otorgo el CAD en Ingeniería Electrónica y eléctrica es el reducir tiempos de estudio y costos de re-ingeniería ya que la herramienta permite simular la versión final del diseño y corregir errores evaluando prototipos reales. 

 

 

¿QUÉ ES UNA PLACA DE CIRCUITO IMPRESO?

una placa de circuito impreso es una superficie constituida por caminos, pistas o buses de material conductor laminadas sobre una base no conductora que sostienen mecánicamente un conjunto de componentes electrónicos.

Las pistas son generalmente de cobre, mientras que la base se fabrica generalmente de resinas de fibra de vidrio reforzada, cerámica, plástico, teflón , polímeros como la baquelita o celuloides.

Hay varios tipos generales de placas de PCB, cada una con sus propias especificaciones de fabricación, tipos de materiales y usos particulares, A continuación veremos rápidamente las mas difundidas.

PCB de una sola capa

Es elaborada en una sola capa de material base o sustrato. Un lado del material base está cubierto con una fina capa de metal, generalmente cobre y son fáciles de diseñar y fabricar.

PCB de doble capa

tienen un material base delgado de metal conductivo, como el cobre, que se aplica a ambos lados del tablero.

Los agujeros perforados a través de la placa permiten que los circuitos en un lado de la placa se conecten a los circuitos en la otra.

La conexión se da mediante un orificio pasante o con el uso de un montaje en superficie.

PCB multi capa

consisten en una serie de tres o más PCB de doble capa. Estas se aseguran con un pegamento especializado y se intercalan entre las piezas de aislamiento para garantizar que el exceso de calor no derrita ninguno de los componentes.

Se encuentran en tamaños pequeños como cuatro capas o tan grandes como diez o doce, o en algunos casos especiales 50 capas de espesor.

PCB rígidos

son placas de circuito impreso que están hechas de un material de sustrato sólido que evita que la placa se tuerza. Posiblemente, el ejemplo más común de una PCB rígida es una placa base de computadora.

PCB’s flexibles

están construidos con un material base flexible. Estos PCB vienen en formatos de una cara, doble cara y multicapa. Esto ayuda a reducir la complejidad dentro del ensamblaje del dispositivo.Aún así, los PCB flexibles ofrecen muchas ventajas por ejemplo doblarse enolverse y tener un bajo peso.

PCB Flex – rígidos

Las PCB Flex-rígidas combinan lo mejor de ambos mundos  Se componen de múltiples capas de circuitos flexibles unidos a más de una placa rígida.

Ais también permiten un diseño más aerodinámico, reduciendo el tamaño general de la placa y el peso del paquete.

PCB de alta frecuencia

se utilizan en el rango de frecuencia de 500 MHz a 2 GHz. Estos PCB se utilizan en varias aplicaciones críticas de frecuencia como sistemas de comunicación

Se deben tener en cuenta muchos aspectos al elegir placas PCB de alta frecuencia y su correspondiente tipo de conector PCB, incluida la constante dieléctrica (DK), la disipación, la pérdida y el grosor dieléctrico, ya que afectan en gran medida la impedancia y la velocidad de transmisión del circuito, especialmente aquellos circuitos con extremadamente alta frecuencia 

PCB con respaldo de aluminio

Estos PCB se utilizan en aplicaciones de alta potencia, ya que la construcción de aluminio ayuda a disipar el calor. Se sabe que los PCB con respaldo de aluminio ofrecen un alto nivel de rigidez y un bajo nivel de expansión térmica, lo que los hace ideales para aplicaciones con alta tolerancia mecánica. 

¿QUÉ CONSTITUYE EXACTAMENTE UNA PCB?

Este punto depende de las características de la pcb, pero simplificadamente Hay cuatro componentes principales diferentes cuando se trata de la composición de una PCB:

·        el sustrato,

·        la lámina / láminas de cobre,

·        la máscara de soldadura,

·        y la serigrafía.

·        Agujeros para montaje de componentes y/ o interconexión.

·        Conectores de interconexión.

·        Terminales de entrada y de salida.

 

Una descripción más detallada de los componentes podría ser la siguiente:

Substrato

La fibra de vidrio, y su forma utilizada para los PCB, tela de fibra de vidrio (SiO2 principalmente) le otorgan resistencia mecánica (la más conocida es la FR-4). Las letras "FR" en la designación del material indican "retardante de llama" (Flame Retardant, en inglés).

Los sustratos para los circuitos impresos de circuitos de radio en frecuencia de alta potencia por ejemplo usan plasticos con una constante dieléctrica (permitividad) baja,

Los circuitos impresos utilizados en el vacio o en gravedad cero, como en una nave espacial, al ser incapaces de contar con el enfriamiento por conveccion, a menudo tienen un núcleo grueso de cobre o aluminio para disipar el calor de los componentes electrónicos.

Resina epoxy

Utilizada para formar el substrato de los PCB, mezclada con fibra de vidrio se consigue un material compuesto (composite) con buenas propiedades mecánicas y eléctricas (tanto aislantes como dieléctricas).

Lámina de cobre

Se crea depositando eléctricamente cobre sobre un tambor de titanio que gira y de forma continua se separa la lámina resultante del mismo para posteriormente ser aplicada sobre el substrato del PCB. Las láminas de cobre para las capas de señal suelen tener un espesor de 1,4 x 10ˉ³ pulgadas.

Prepreg :Es el material previo al substrato, es una mezcla de tela de fibra de vidrio y resina epoxy semicurada, se crea para después pegar las láminas de cobre y terminar con el curado (mediante aplicación de temperatura y presión controladas).

Vías: Son Conexiones verticales entre capas hechas por la perforación de un pequeño agujero y llenas con material conductor (cobre).

Anti pad: Un anti-pad es un espacio libre en un plano de cobre que permitirá la perforación de un agujero pasar a través del plano sin hacer una conexión.

Stripline: El Stripline en un PCB se compone del conductor insertado en un dieléctrico con planos GND en las capas Top y Bottom.

Microstrip: El microstrip en un PCB está compuesto del conductor en la capa superior por encima del dieléctrico y tiene  un plano de tierra por debajo.

Thermal relief: Los pads que quedan dentro de un plano de masa y van conectados al mismo, pueden unirse al plano con tres formas geométricas: una cruz, un aspa o sólido. Las dos primeras sirven para hacer una ruptura térmica con el plano de masa para facilitar la soldadura.

Teardrops: Objeto con forma de lágrima que rodea a los pads, vías y ángulos de pista. Los teardrops aumentan la cantidad de cobre alrededor de estos objetos para minimizar los posibles errores de taladrado y metalización, ya que podrían cortar conexiones.

Test points: Es recomendable poner puntos de test en las señales críticas. Se pondrán por la cara “de trabajo” y con un texto al lado con la función, referencia, señal, etc.

Clearance: Espacio vacío alrededor de un objeto. Un objeto es un área con cobre que puede ser un pad (circular, rectangular, etc.) una pista, un plano de masa, una figura geométrica, etc.  

Paso (pitch, raster): El paso es el patrón en las medidas de los componentes electrónicos. En los componentes tradicionales este patrón es de 1/10″ (2,54 mm)

 

Antes de ingresar a la fabricación de pcb profesional y casera cabe mencionar que hay dos formas diferentes de montar los componentes en la placa:

orificio pasante

se conecta a través de orificios en la placa misma, con los cables del componente perforados a través de la PCB hasta el otro lado. Luego, el cable se suelda en el otro lado de la placa. Esto lo hace perfecto para componentes más grandes como condensadores.

montaje en superficie .

se montan directamente en la placa, en lugar de hacerlo a través de ella, el uso de componentes más pequeños libera partes de la placa . 

 

FABRICACION DE PCB PROFESIONALES

La organización IPC (Institute for Printed Circuits), ha generado un conjunto de estándares que regulan el diseño, ensamblado y control de calidad de los circuitos impresos, siendo la familia IPC-2220 una de las de mayor reconocimiento en la industria. Otras organizaciones, también contribuyen con estándares relacionados, como por ejemplo: Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, ), Alianza de 

 ¿son estos estándares realmente tan importantes?

La respuesta es sí. Caso contrario, nos encontraríamos con siguientes situaciones :

• No podríamos comparar productos similares
• Un tiempo de comercialización garantizado se basaría en la casualidad y no en una buena selección de fábrica y un buen diseño.
• No podríamos garantizar el nivel de calidad adecuado

Las normas IPC son de uso voluntario, pero el usarlas mejora el producto y puede aportar en la robustez, confiablidad y duración del producto, además usada con otras normas puede reducir los  niveles de contaminacion electromagnetica y ayudar a pasar los ensayos y certificaciones a los que son sometidos los productos electronicos para ser vendidos en mercados internacionales (para acceder a otros mercados pueden ser obligatorias las normas y ensayos IEC, ISO, ITU). Sirven para diferenciarse en su mismo país. También ayuda a diseñar y manufacturar más rápido y con menos costos, al aprender de la experiencia de otros. 

Hay una variedad de documentos dentro del estándar IPC. Si esos se usan juntos, Deben lograr que el fabricante y el cliente acuerden la calidad y la aceptación.

El sitio web del IPC lo ayudará a obtener más información sobre la organización en sí

Si lo que deseas hacer es comercializar una pcb, no estaría de más que le eches un vistazo a los estándares IPC

DISEÑO

El diseñador debe obedecer numerosas normas para diseñar un circuito impreso que funcione correctamente y que al mismo tiempo sea barato de fabricar.

Los diseñadores de circuitos impresos a menudo utilizan programas de automatizacion de diseño electronico (EDA, por sus siglas en inglés), para distribuir e interconectar los componentes. Estos programas almacenan información relacionada con el diseño, facilita la edición, y puede también automatizar tareas repetitivas.

·        La primera etapa es convertir el esquema en una lista de nodos (net list en inglés).

·        El siguiente paso es determinar la posición de cada componente.

·        el programa luego expande la lista de componentes en una lista completa de todos los pines para la tarjeta, utilizando plantillas de una biblioteca de footprints asociados a cada tipo de componentes.

·        Recordar que las corrientes elevadas requieren de pistas más anchas, y el diseñador usualmente determina este ancho.

·        Luego el programa combina la lista de nodos (ordenada por el nombre de los pines) con la lista de pines (ordenada por el nombre de cada uno de los pines.

·        Luego el programa trata de rutear cada nodo en la lista de señales-pines, encontrando secuencias de conexión en las capas disponibles.

·        Después del ruteo automático, usualmente hay una lista de nodos que deben ser ruteados manualmente.

·        Una vez ruteado, el sistema puede tener un conjunto de estrategias para reducir el costo de producción del circuito impreso.

Y QUE SE SUELE HACE EN LA INDUSTRIA? (MANUFACTURA)

La gran mayoría de las tarjetas para circuitos impresos se hacen adhiriendo una capa de cobre sobre todo el sustrato, a veces en ambos lados (creando un circuito impreso virgen), y luego retirando el cobre no deseado después de aplicar una máscara temporal (por ejemplo, grabándola con percloruro férrico), dejando solo las pistas de cobre deseado.

Métodos típicos para la producción de circuitos impresos

·        La impresión serigráfica

·        El fotograbado

·        El fresado de circuitos impresos

·        La impresión en material termosensible

Atacado

La mayoría de los procesos utilizan ácidos o corrosivos para eliminar el cobre excedente

Los químicos más utilizados son el cloruro ferrico, el sulfuro de amonio, el ácido clorhídrico mezclado con agua y peróxido de hidrógeno.

Perforado

Las perforaciones o vías del circuito impreso se taladran con pequeñas brocas hechas de carburo de tungsteno por una maquinaria automatizada,

Estañado y máscara antisoldante

Los pads y superficies en las cuales se montarán los componentes, usualmente se metalizan, ya que el cobre al desnudo no es soldable fácilmente.

Serigrafía

Los dibujos y texto se pueden imprimir en las superficies exteriores de un circuito impreso a través de la serigrafía, asi como través de tecnología de impresión digital por chorro de tinta (inkjet/Printar).

Montaje

En las tarjetas through hole (“a través del orificio”), los pines de los componentes se insertan en los orificios, y son fijadas eléctrica y mecánicamente a la tarjeta con soldadura.

Pruebas y verificación

Las tarjetas sin componentes pueden ser sometidas a “pruebas al desnudo”, donde se verifica cada conexión definida en el netlist en la tarjeta finalizada con una cama de pinchos.

Protección y paquete

Los primeros recubrimientos utilizados eran ceras. Los recubrimientos modernos están constituidos por soluciones de goma silicosa, poliuretano, acrílico o resina epóxida. Algunos son plásticos aplicados en una cámara al vacío.

 

PROGRAMAS

Hay un gran número de programas gratuitos y de pago para el diseño de circuitos impresos, entre ellos tenemos principalmente a los siguientes.

1.      Eagle : desarrollado por la sociedad alemana CadSoft Computer GmbH, creada por Rudolf Hofer y Klaus-Peter Schmiger en 1988 y posteriormente adquirida por Autodesk.

 

1.      Altium: Fundada en 1985 con el nombre de Protel Systems en Australia, es ideal para los ingenieros electrónicos que trabajan para grandes empresas industriales o en el Internet de las cosas, lamentablemente requiere una larga fase de aprendizaje

2.      Proteus: La solución de CAO-electrónica Proteus fue desarrollada por Labcenter Electronics Ltd, una compañía fundada en 1988 por John Jameson en el Reino Unido.

3.       KiCad: Es una suite de software libre y de código abierto para el diseño de PCB. Fue desarrollada por Jean-Pierre en 1992. Este software de diseño incluye la gestión de esquemas, el enrutamiento de PCB y la posibilidad de modelado en 3D para los ingenieros electrónicos.

4.      Velocidad OrCAD PCB Designer: Creada en 1988 a partir de la fusión de SDA Systems y ECAD, Cadence Design Systems es hoy en día una empresa líder en el mercado de software de CAO electrónico.

5.       DesignSpark: es un software de CAD electrónico resultante de la colaboración entre el principal distribuidor de componentes del mundo, RS Components, y el desarrollador de software Number One Systems. En 2017 se lanzó una versión francesa con contenido y herramientas de soporte en el idioma Molière para ingenieros electrónicos franceses.

6.      Protel: Algunas personas todavía usan Protel, la versión antigua de Altium Designer. Las razones pueden variar de un usuario a otro

7.      Cadstar: Este programa, desarrollado originalmente por Rascal-Redac, posee un entorno completo para el diseño de tarjetas electrónicas, desde la concepción inicial hasta la fabricación del producto.

8.      Sprint-Layout: Sprint-Layout es un programa informático para el diseño de prototipo electrónico editado por Abacom. Gracias a una buena ergonomía y a unas capacidades dignas de un software profesional.

9.      PADS PCB: PADS es desarrollado por la Société Mentor Graphic del grupo Siemens, que ofrece soluciones de diseño de software que permiten desarrollar rápidamente productos electrónicos.

10.   EASYEDA

11.   FRITZING

12.   CIRCUIT WIZARD

13.   ExpressPCB

14.   OrCAD

15.   Cadence Allegro

16.   Xpedition

17.   PADs

18.   Livewire

19.   PCBWiz

20.   DesignSpark PCB

21.   gEDA

 

TECNOLOGÍA DE MONTAJE SUPERFICIAL

La tecnología de montaje superficial fue desarrollada en la década de 1960, ganó impulso en Japón en la década de 1980, y se hizo popular en todo el mundo a mediados de la década de 1990.

Los componentes fueron mecánicamente rediseñados para tener pequeñas pestañas metálicas que podían ser soldadas directamente a la superficie de los circuitos impresos. Los componentes se hicieron mucho más pequeños, y el uso de componentes en ambos lados de las tarjetas se hizo mucho más común, permitiendo una densidad de componentes mucho mayor.

El montaje superficial o de superficie se presta para un alto grado de automatización, reduciendo el costo en mano de obra y aumentando las tasas de producción.

 

FABRICACIONES CASERAS

Dentro de las fabricaciones caseras puedo hacer una compilación y clasificación de acuerdo a las herramientas o insumos que se emplean.

FABRICACION POR ATAQUE QUIMICO o MÉTODO DEL ACIDO

Este método se basa en quitar las partes no deseadas de cobre de la placa virgen a través de cloruro ferrico principalmente, aunque también suelen emplearse otros acidos.

Básicamente necesitamos recubrir la parte que deseamos mantener con algún tipo de producto resistente al acido y sumergir la placa en el mismo para que se lleve el cobre.

Dentro de este metodo podemos encontrar otros subcategorías que tienen nombre propio en el conocimiento popular, pasare a describirlos rápidamente.

MÉTODO DEL ROTULADO

Este método emplea el rotulador o plumón indeleble con la finalidad de cubrir las pistas de acuerdo al diseño que deseamos obtener, y luego sumergir la placa en algún acido que reaccione con el cobre para posteriormente limpiarla con agua.

Aquí puedes calcar el diseño previo en algún software como proteus o también puedes diseñarlo deacuerdo a tu intuición propia.

METODO DEL TONER O PLANCHADO

Aquí empleamos tóner (del inglés tinta seca) procedente de una impresión de una impresora láser, es muy importante que sea de este tipo ya que el ácido no tiene un efecto corrosivo sobre este, así también para mejores resultados se sugiere emplear papel cuche.

El método consiste en imprimir el diseño del pcb realizado a través de algún software en papel couche, luego a través de algún equipo con sufiente temperatura pasamos a plasmar las resinas termoplásticas de la impresión sobre la placa de cobre, previamente limpiada cuidadosamente. Generalmente se emplea una plancha, pero también podrías emplear una enmicadora.

Luego de tener plasmado el diseño en el cobre retiramos los trozos de papel sobrante con un poco de agua y sumergimos la placa en acido y la limpiamos con agua.

METODO CON RAYOS UV

este método es muy similar al anterior, necesitamos un trozo de plástico fotosensible y el diseño del circuito en físico con los colores invertidos o en negativo, preferiblemente por impresora láser para tener una mejor resolución, pero también puedes emplear una de inyección.

Limpiamos la superficie de la placa de cobre y colocamos sobre esta el trozo de plástico fotosensible y el trozo de papel, en el orden mencionado , luego de ello colocamos un poco de aceite sobre el papel, y este se adhiera con el plástico con mayor rapidez, los expondrás por 5 min a luz ultravioleta y sumergirás posteriormente en soda cáustica para retirar el platico sobrante quedándote solamente las pistas, culminara sumergiendo el conjunto en acido y limpiándola con agua  tendrás lista tu pcb.

De hecho este es un proceso similar a la impresión de los circuitos integrados sobre obleas de silicio, solo que se cambia el plastico por una tinta fotosensible y los rayos uv son dirigidos según el patro que se desea plasmar sobre la superficie. Y los productos químicos son distintos para la corrosión de materiales no deseados.

FABRICACIÓN POR DEVASTADO O CORTE

En este metodo de fabricación se emplean fresas o puntas de corte para quitar fragmentos de la capa de cobre y del sustrato de la placa virgen a través de una fresadora CNC o un plotter cortador de vinil,

PCB MILLING

Mediante un software que permita leer g code proveniente de la obtención de coordenadas de movimiento de la imagen del diseño del pcb, Coloras la pcb en la cama de la cnc o el eje x, enciendes el motor del eje z y la máquina se encargara de quitar el partes de la capa de cobre del sustrato.

Es recomendable cuando se realiza soldadura de componentes SMD ya que el tiempo que consume el realizar el proceso en algunos casos puede ser excesivo a comparación con otros métodos como los de ataque químico.

PCB CUTTING

Mediante un plotter cortador de vinilo recortas una cinta de cobre o vinilo de cobre con el diseño que deseas plasmar, luego a través de un papel sticker o cinta retiras las pistas deseadas y las colocas en la superficie que desees para montar los componentes

FABRICACION POR DEPOSICION DEL MATERIAL CONDUCTOR

DEPOSICION DE ESTAÑO O PLACAS PRE PERFORADAS

Est método requiere de una placa preperforada , en la cual se encuentra agujeros separados a una distancia predeterminada similar a la distancia de las patillas de los circuitos integrados.

En esta placa tendrás que colocar uno a uno los componentes y soldarlos deacuerdo al esqumatico de tu circuito, las uniones se hacen a través de estaño si las conexiones son cercanas o con algún cable si son demasiado distantes.   

Impresoras dedicadas

Consiste en la deposición de una pasta conductora sobre el sustrato dielectrico o preferiblemente una palca no conductora a través de una impresora dedicada para este fin, una de las representantes para realizar este proceso es voltera v-one.

PCB CASERAS ESPECIALES

PCB TRANSPARENTE

Este consite en tener algún sustrato dielectrico o placa no conductora ,generalmente vidrio o acrilico, sobre la cual se colocan las pistas de cobre. a pesar del beneficio estético también podrías obtener circuitos en diferentes materiales que puedan ser afines a tus objetivos, como flexibles o aplicaciones de radiofrecuencia.

Para colocar las pistas de cobre puedes elegir 2 metodos:

1.      El proceso similar al pcb cutting

2.      A través de un vinilo de cobre o cinta de cobre colocaras con las dimensiones de tu circuito sobre un sustrato dielectrico o placa no conductora, en la cual desees trabajar, luego a través de la impresión laser se tu circuito y con la ayuda de la plancha o un enmicador plasmaras el circuito sobre la parte del cobre tal igual como el método del toner o planchado, luego sumergirás el conjunto en acido y se retirara las partes no deseadas de cobre.

Los componentes los puedes colocar por montaje superficical o por orificio pasante, si lo realizas en vidrio solamente lo podras realizar mediante soldadura superficial ya que perforarlo no es muy viable.

MONTADURA MANHATAN

Este sistema de construir un circuito electrónico sobre esta base llamada Manhattan, la comenzaron a utilizar los electrónicos en el siglo pasado, para la construcción de sus placas las cuales posteriormente utilizarían para etapas de radio frecuencia.

Este método simplifica mucho el trabajo y es beneficioso si trabajas con radio frecuencia.

la utilización de una placa PCB virgen sobre la cual se trabajara el negativo o masa del circuito, colocando pequeños recortes de otra placa y pegándolos con algún pegamento simulando cual pequeñas islas. Estos son los puntos conductores donde estarán montados todos los componentes.

 

OTRAS ALTERNATIVAS

WIRE WRAPING O ENROLLAMIENTO 

También conocido como cable enrollado es un método utilizado para unir con cable dos puntos en contacto eléctrico o de datos. Es utilizado en múltiples industrias.

Puede ser hecho a mano o mediante una máquina, y puede ser modificado manualmente después. Fue popular en la manufactura a gran escala en los años 60 y al principio de los años 70, y se continuó usando esporádicamente en producciones pequeñas y prototipos hasta hace poco.

El enrollamiento puede ser más fiable que los circuitos impresos, debido a que las conexiones son menos propensas a fallar debido a vibración o presión física en la placa, además de que la ausencia de soldadura impide que haya corrosión o juntas secas, etc.

Las partes electrónicas a veces son conectadas en zócalos, que a su vez están unidos con cianoacrilato o adhesivos de silicio, Las conecciones son realizadas en los pines o postes, siendo los mejores hechos de una aleación de berilio, cobre y una capa de oro para prevenir la corrosión y los más baratos están hechos de bronce con una capa de estaño.

Una herramienta de wire-wrap manual se asemeja a un bolígrafo. El wire-wrap es uno de los sistemas más reparables de la electrónica ensamblable. Los postes pueden ser amarrados varias veces sin desgastarse considerablemente.

Existe una clasificación de colores de algún el área de conexión, Wire Wrap, es el sistema por excelencia, empleado en el diseño de prototipos.

PROPUESTA

En el desarrollo de pcbs a veces suele ser necesario soldar los componentes con una disposición sencilla es por ello que se emplea la placa pre-perforada, en muchos casos suele ser la preferida, en este ejemplo en particular se emplea un plástico llamado cintra con el doble de grosor aproximadamente de una placa de bakelita o fibra de vidrio estándar. A pesar de ello las ventajas de esta son similares a las que ofrece una placa preperforada.

Consiste en colocar los componentes y cables de unión conjuntamente mientras realizas los agujeros de acuerdo a tu diseño de tu esquemático. La realización de los agujeros no requiere broca y taladro, y el material no se deforma demasiado ante la soldadura con cautín, alrededor de los 300 °C

A continuación, vemos la comparación de este método con el que emplea la palca preperforada.

 

Hubo un tiempo durante la cuarentena donde requería realizar una pcb pero no tenía una placa de cobre para lograrlo y las distribuidora se encontraban cerradas así que me encamine a obtener una a partir de los modelos tradicionales.

La experimentación consistió en desbastar piezas de cobre y depositarlas mediante pegamento en una placa plástica, y posteriormente realizar un baño de cobre que cubriera las grietas mediante la deposición del cobre sobre las mismas a través de un electrolito , creo en un 70% que pudo haber resultado bien pero no encontré los materiales suficientes.

Así que solo puedo mostrarles imágenes del proceso

Luego intente realizar una pcb a partir de papel aluminio pero al poco tiempo me di cuenta que era inviable, pues la soldadura en aluminio es un poco complicada, asi que en el siguiente paso me decidí a bañar el aluminio con una capa de cobre , pero es una tarea complicada si no se cuentan con los insumos secundarios correspondientes.

A pesar de ello las placas de cintra cubiertas con papel aluminio a través de un pegamento me sirvieron para las pruebas que realice al intentar fresar las placa pc mediante mi cnc.

Después de todo los experimentos ,llego un envió de una cinta de cobre que pedí meses atrás, eso y un poco de acido me permitieron realizar la placa pcb que intentaba realizar.

 

¿Cual es mi método preferido?

Depende mucho de la complejidad del equipo que desarrolle , generalmente si es sencillo a medio complicado lo suelo realizar en protoboard o placas pre-perforadas o algunas veces en el método propuesto.

Pero cuando la complejidad es mucha mayor prefiero irme por el método del planchado, aunque no estaría nada mal complementarlo con el pcb milling.

Puedes dejar en la caja de comentarios cual es tu método favorito.

 

¿IMPORTA LA FORMA EN QUE SE ENSAMBLA UNA PCB CUANDO SE TRATA DE SU FUNCIONAMIENTO? 

En resumen, sí. Hay cosas que las placas multicapa pueden hacer a las que las placas de una o dos capas ni siquiera pueden acercarse. Las placas de circuito impreso multicapa permiten conectar más circuitos en una sola "placa" que las placas de una o dos capas, lo que significa que son capaces de admitir componentes electrónicos que no solo son mucho más complejos, sino que también consumen mucha más energía.

POSIBLE FUTURO

Actualmente, la mayoría de las placas de circuito se imprimen utilizando métodos de varios pasos, como la deposición al vacío convencional y el modelado fotolitográfico. Sin embargo, estos métodos tienen desventajas ya que requieren una alta temperatura de procesamiento, implican desechos tóxicos y son costosos. Con los avances tecnológicos que hemos visto en años anteriores, no es difícil imaginar que los PCB pronto se revolucionarán. 

 con el uso de la impresión 3D que se  ha vuelto más común, la  'impresión 3D' se ha hecho realidad una placa de circuito impreso. No solo eso, sino que los institutos de investigación predicen un futuro más 'verde' para los PCB; Los PCB hechos de papel.

¿Qué tipo de dirección le gustaría que tomaran los PCB en el futuro? Házmelo saber en la caja de comentarios.

Evidentemente este video no contiene todo lo relacionado a las PCBS es por ello que te animo a seguir indagando sobre esta tan espectacular tema.

Conmigo hasta el siguiente semana, nunca se olviden de cuestionarse sobre sus mascotas y nos vemos muy pronto.