Introducción
El diseño de un proyecto electrónico o prototipo se resume en las siguientes
etapas: la prueba del circuito armado en protoboard, el diseño esquemático del
circuito, el diseño del circuito impreso (y fabricación), y el ensamble de
componentes y chasis.
La primer etapa se considera fundamental, con ella se certifica que el circuito
bajo prueba funcione a la perfección. Existen paquetes (software) que se
utilizan, como es el caso del paquete de simulación o modelado de dispositivos
y circuitos electrónicos "Pspice".
Una vez que el circuito se prueba y se acepta, la siguiente etapa a realizar, es
la etapa de diseño del esquemático que se apoya en el paquete de diseño CAE
OrCAD/SDT, éste es un conjunto que se fundamenta en la técnica de diseño
CAD; se hace alusión a éste para que el usuario cuente con una referencia
más de entre las diferentes técnicas de diseño existentes en el mercado.
La etapa de diseño del circuito impreso se apoya al hacer uso del paquete de
diseño CAE AutoTRAX, el cual es un conjunto de programas que se
fundamenta en la misma técnica de diseño anterior.
Finalmente se analizan algunas técnicas elementales de fabricación de
circuitos impresos que se comparan, con el fin de determinar cual de ellas se
ajusta a las posibilidades de cada persona.
Contenido
1. Historia
2. Definición
3. Composición Física:
3.1.Sustratos
4. Diseño
4.1.Diseño electrónico automatizado
5. Manufactura
5.1.Patrones
5.2.Atacado
5.3.Perforado
5.4.Estañado y mascara antisoldante.
5.5.Serigrafía
5.6.Montaje
5.7.Pruebas y verificación
5.8.Protección y paquete
6. Tecnología de montaje superficial
7. Listado de maquinas industriales que intervienen en la fabricación de PCB
8. Programas para el diseño de circuitos impresos
9. Tipos de circuitos impresos
10.Anexos
1. Historia
El inventor del circuito impreso es probablemente el ingeniero austriaco
Paul Eisler (1907-1995) quien, mientras trabajaba en Inglaterra, hizo uno
alrededor de 1936, como parte de una radio. Alrededor de 1943, los Estados
Unidos comenzaron a usar esta tecnología en gran escala para fabricar radios
que fuesen robustas, para la Segunda Guerra Mundial. Después de la guerra,
en 1948, EE.UU. liberó la invención para el Uso comercial. Los circuitos
impresos no se volvieron populares en la electrónica de consumo hasta
mediados de 1950, cuando el proceso de Auto-Ensamblaje fue desarrollado por
la Armada de los Estados Unidos.
Antes que los circuitos impresos (y por un tiempo después de su invención),
la conexión punto a punto era la más usada. Para prototipos, o producción de
pequeñas cantidades, el método 'wire wrap' puede considerarse más eficiente.
Originalmente, cada componente electrónico tenía pines de cobre o laton de
varios milimetros de longitud, y el circuito impreso tenía orificios taladrados
para cada pin del componente. Los pines de los componentes atravesaban los
orificios y eran soldadas a las pistas del circuito impreso. Este método de
ensamblaje es llamado through-hole ( "a través del orificio", por su nombre en
inglés). En 1949, Moe Abramson y Stanilus F. Danko, de la United States Army
Signal Corps desarrollaron el proceso de autoensamblaje, en donde las pines
de los componentes eran insertadas en una lámina de cobre con el patrón de
interconexión, y luego eran soldadas. Con el desarrollo de la laminación de
tarjetas y técnicas de grabados, este concepto evolucionó en el proceso
estándar de fabricación de circuitos impresos usado en la actualidad. La
soldadura se puede hacer automáticamente pasando la tarjeta sobre un flujo de
soldadura derretida, en una máquina de soldadura por ola.
El costo asociado con la perforación de los orificios y el largo adicional de las
pines se elimina al utilizar dispositivo de montaje superficial.
2. Definición
En electrónica, un circuito impreso, tarjeta de circuito impreso o PCB (del
inglés printed circuit board), es una superficie constituida
por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre
un sustrato no conductor. El circuito impreso se utiliza para conectar
eléctricamente a través de los caminos conductores, y sostener
mecánicamente por medio del sustrato, un conjunto de componentes
electrónicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que el sustrato
se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada (la más conocida es la
FR4), cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita.
La producción de los PCB y el montaje de los componentes pueden ser
automatizada. Esto permite que en ambientes de producción en masa, sean
más económicos y confiables que otras alternativas de montaje. Por ejemplo
el punto a punto. En otros contextos, como la construcción de prototipos
basada en ensamble manual, la escasa capacidad de modificación una vez
construidos y el esfuerzo que implica la soldadura de los componentes hace
que los PCB no sean una alternativa óptima.
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 tales como American
National Standards Institute (ANSI), International Engineering Consortium
(IEC), Electronic Industries Alliance (EIA), Joint Electron Device Engineering
Council (JEDEC) también contribuyen con estándares relacionados
3. Composición Física
La mayoría de los circuitos impresos están compuestos por entre una a
dieciséis capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material
aislante (sustrato) laminadas (pegadas) entre sí.
Las capas pueden conectarse a través de orificios, llamados vías. Los orificios
pueden ser electorecubiertos, o se pueden utilizar pequeños remaches. Los
circuitos impresos de alta densidad pueden tener vías ciegas, que son visibles
en sólo un lado de la tarjeta, o vías enterradas, que no son visibles en el
exterior de la tarjeta.
3.1Sustratos
Los sustratos de los circuitos impresos utilizados en la electrónica de consumo
de bajo costo, se hacen de papel impregnados de resina fenólica, a menudo
llamados por su nombre comercial Pértinax. Usan designaciones como XXXP,
XXXPC y FR-2. El material es de bajo costo, fácil de mecanizar y causa menos
desgaste de las herramientas que los sustratos de fibra de vidrio reforzados.
Las letras "FR" en la designación del material indican "retardante de llama"
(Flame Retardant en inglés).
Los sustratos para los circuitos impresos utilizados en la electrónica industrial y
de consumo de alto costo, están hechos típicamente de un material designado
FR-4. Éstos consisten de un material de fibra de vidrio, impregnados con una
resina epóxica resistente a las llamas. Pueden ser mecanizados, pero debido al
contenido de vidrio abrasivo, requiere de herramientas hechas de carburo de
tungsteno en la producción de altos volúmenes. Debido al reforzamiento de la
fibra de vidrio, exhibe una resistencia a la flexión y a las trizaduras, alrededor
de 5 veces más alta que el Pertinax, aunque a un costo más alto.
Los sustratos para los circuitos impresos de circuitos de radio frequencia de
alta potencia usan plásticos con una constante dieléctrica (permitividad) baja,
tales como Rogers® 4000, Rogers® Duroid, DuPont Teflón (tipos GT y
GX), poliamida, poliestireno y poliestireno entrecruzado. Típicamente tienen
propiedades mecánicas más pobres, pero se considera que es un compromiso
de ingeniería aceptable, en vista de su desempeño eléctrico superior.
Los circuitos impresos utilizados en el vacío o en gravedad cero, como en una
nave espacial, al ser incapaces de contar con el enfriamiento por convección, a
menudo tienen un núcleo grueso de cobre o aluminio para disipar el calor de
los componentes electrónicos.
No todas las tarjetas usan materiales rígidos. Algunas son diseñadas para ser
muy o ligeramente flexibles, usando DuPont's Kapton film de poliamida y otros.
Esta clase de tarjetas, a veces llamadas circuitos flexibles, o circuitos rígido-
flexibles, respectivamente, son difíciles de crear, pero tienen muchas
aplicaciones. A veces son flexibles para ahorrar espacio (los circuitos impresos
dentro de las cámaras y audífonos son casi siempre circuitos flexibles, de tal
forma que puedan doblarse en el espacio disponible limitado. En ocasiones, la
parte flexible del circuito impreso se utiliza como cable o conexión móvil hacia
otra tarjeta o dispositivo. Un ejemplo de esta última aplicación es el cable que
conecta el cabezal en una impresora de inyección de tinta.
Las características básicas del sustrato son:
Mecánicas:
1. Suficientemente rígidos para mantener los componentes.
2. Fácil de taladrar.
3. Sin problemas de laminado.
Químicas:
1. Metalizado de los taladros.
2. Retardante de las llamas.
3. No absorbe demasiada humedad.
Térmicas:
1. Disipa bien el calor.
2. Coeficiente de expansión térmica bajo para que no se rompa.
3. Capaz de soportar el calor en la soldadura.
4. Capaz de soportar diferentes ciclos de temperatura.
Eléctricas:
1. Constante dieléctrica baja para tener pocas pérdidas.
2. Punto de ruptura dieléctrica alto.
4. Diseño
Usualmente un ingeniero eléctrico o electrónico diseña el circuito y un
especialista diseña el circuito impreso. El diseñador debe obedecer numerosas
normas para diseñar un circuito impreso que funcione correctamente y que al
mismo tiempo sea barato de fabricar.
Diseño electrónico automatizado
Los diseñadores de circuitos impresos a menudo utilizan programas de diseño
electrónico automatizado (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 esquemático en una lista de nodos (o net
list en inglés). La lista de nodos es una lista de los pines (o patilla) y nodos del
circuito, a los que se conectan los pines de los componentes. Usualmente el
programa de captura de esquemáticos, utilizado por el diseñador del circuito,
es responsable de la generación de la lista de nodos, y esta lista es
posteriormente importada en el programa de ruteo.
El siguiente paso es determinar la posición de cada componente. La forma
sencilla de hacer esto es especificar una rejilla de filas y columnas, donde los
dispositivos deberían ir. Luego, el programa asigna el pin 1 de cada dispositivo
en la lista de componentes, a una posición en la rejilla. Típicamente, el
operador puede asistir a la rutina de posicionamiento automático al especificar
ciertas zonas de la tarjeta, donde determinados grupos de componentes deben
ir. Por ejemplo, las partes asociadas con el subcircuito de la fuente de
alimentación se le podría asignar una zona cercana a la entrada al conector de
alimentación. En otros casos, los componentes pueden ser posicionados
manualmente, ya sea para optimizar el desempeño del circuito, o para poner
componentes tales como perillas, interruptores y conectores, según lo requiere
el diseño mecánico del sistema.
El computador 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. Cada footprint es un
mapa de los pines de un dispositivo, usualmente con la distribución de
los pad y perforaciones recomendadas. La biblioteca permite que
los footprint sean dibujados sólo una vez, y luego compartidos por todos los
dispositivos de ese tipo.
En algunos sistemas, los pads de alta corriente son identificados en la
biblioteca de dispositivos, y los nodos asociados son etiquetados para llamar la
atención del diseñador del circuito impreso. 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),
transfiriendo las coordenas físicas de la lista de pines a la lista de nodos. La
lista de nodos es luego reordenada, por el nombre del nodo.
Algunos sistemas pueden optimizar el diseño al intercambiar la posición de las
partes y compuertas lógicas para reducir el largo de las pistas de cobre.
Algunos sistemas también detectan automáticamente los pines de alimentación
de los dispositivos, y generan pistas o vías al plano de alimentación o
conductor más cercano.
Luego el programa trata de rutear cada nodo en la lista de señales-pines,
encontrando secuencias de conexión en las capas disponibles. A menudo
algunas capas son asignadas a la alimentación y a la tierra, y se conocen como
plano de alimentación y tierra respectivamente. Estos planos ayudan a blindar
los circuitos del ruido.
El problema de ruteo es equivalente al problema del vendedor viajero, y es por
lo tanto NP-completo, y no se presta para una solución perfecta. Un algoritmo
práctico de ruteo es elegir el pin más lejano del centro de la tarjeta, y luego
usar un algoritmo codicioso para seleccionar el siguiente pin más cercano con
la señal del mismo nombre.
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. Por ejemplo, una rutina
podría suprimir las vías innecesarias (cada vía es una perforación, que cuesta
dinero). Otras podrían redondear los bordes de las pistas, y ensanchar o mover
las pistas para mantener el espacio entre éstas dentro de un margen seguro.
Otra estrategia podría ser ajustar grandes áreas de cobre de tal forma que ellas
formen nodos, o juntar áreas vacías en áreas de cobre. Esto permite reducir la
contaminación de los productos químicos utilizados durante el grabado y
acelerar la velocidad de producción.
Algunos sistemas tienen comprobación de reglas de diseño para validar la
conectividad eléctrica y separación entre las distintas partes, compatibilidad
electromagnética, reglas para la manufactura, ensamblaje y prueba de las
tarjetas, flujo de calor y otro tipo de errores.
La serigrafía, máscara antisoldante y plantilla para la pasta de soldar, a
menudo se diseñan como capas auxiliares.
5. Manufactura
Patrones
A la izquierda la imagen de la PCB diseñada por ordenador y a la derecha la PCB manufacturada y montada.
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 sólo las pistas de cobre deseado. Algunos pocos
circuitos impresos son fabricados al agregar las pistas al sustrato, a través de un proceso
complejo de electro recubrimiento múltiple. Algunos circuitos impresos tienen capas con pistas
en el interior de éste, y son llamados cicuitos impresos multicapas. Éstos son formados al
aglomerar tarjetas delgadas que son procesadas en forma separada. Después de que la tarjeta
ha sido fabricada, los componentes electrónicos se sueldan a la tarjeta.
Hay varios métodos típicos para la producción de circuitos impresos:
1. La impresión serigráfica utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de
cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado. Alternativamente, la tinta
puede ser conductiva, y se imprime en una tarjeta virgen no conductiva. Esta última
técnica también se utiliza en la fabricación de circuitos híbridos.
2. El fotograbado utiliza una fotomecánica y grabado químico para eliminar la capa de
cobre del sustrato. La fotomecánica usualmete se prepara con un fotoplotter, a partir
de los datos producidos por un programa para el diseño de circuitos impresos. Algunas
veces se utilizan transparencias impresas en una impresora Láser como
fotoherramientas de baja resolución.
3. El fresado de circuitos impresos utiliza una fresa mecánica de 2 o 3 ejes para quitar el
cobre del sustrato. Una fresa para circuitos impresos funciona en forma similar a un
plotter, recibiendo comandos desde un programa que controla el cabezal de la fresa
los ejes x, y y z. Los datos para controlar la máquina son generados por el programa
de diseño, y son almacenados en un archivo en formato HPGL o Gerber.
4. La impresión en material termosensible para transferir a través de calor a la placa de
cobre. En algunos sitios comentan de uso de papel glossy (fotográfico), y en otros de
uso de papel con cera como los papeles en los que vienen los autoadesivos.
Tanto el recubrimiento con tinta, como el fotograbado requieren de un proceso de atacado
químico, en el cual el cobre excedente es eliminado, quedando únicamente el patrón deseado.
[editar]Atacado
El atacado de la placa virgen se puede realizar de diferentes maneras. La mayoría de los
procesos utilizan ácidos o corrosivos para eliminar el cobre excedente. Existen métodos de
galvanoplastia que funcionan de manera rápida, pero con el inconveniente de que es necesario
atacar al ácido la placa después del galvanizado, ya que no se elimina todo el cobre.
Los químicos más utilizados son el cloruro Ferrico, el sulfuro de amonio, el ácido
clorhídrico mezclado con agua y peróxido de hidrógeno. Existen formulaciones de ataque de
tipo alcalino y de tipo ácido. Según el tipo de circuito a fabricar, se considera más conveniente
un tipo de formulación u otro.
Para la fabricación industrial de circuitos impresos es conveniente utilizar máquinas con
transporte de rodillos y cámaras de aspersión de los líquidos de ataque, que cuentan con
control de temperatura, de presión y de velocidad de transporte. También es necesario que
cuenten con extracción y lavado de gases.
[editar]Perforado
Las perforaciones, o vías, del circuito impreso se taladran con pequeñas brocas hechas de
carburo tungsteno.El perforado es realizado por maquinaria automatizada, controlada por
una cinta de perforaciones o archivo de perforaciones. Estos archivos generados por
computador son también llamados taladros controlados por computador (NCD por sus siglas en
inglés) o archivos Excellon. El archivo de perforaciones describe la posición y tamaño de cada
perforación taladrada.
Cuando se requieren vías muy pequeñas, taladrar con brocas es costoso, debido a la alta tasa
de uso y fragilidad de éstas. En estos casos, las vías pueden ser evaporadas por un láser. Las
vías perforadas de esta forma usualmente tienen una terminación de menor calidad al interior
del orificio. Estas perforaciones se llaman micro vías.
También es posible, a través de taladrado con control de profundidad, perforado láser, o pre-
taladrando las láminas individuales antes de la laminación, producir perforaciones que conectan
sólo algunas de las capas de cobre, en vez de atravesar la tarjeta completa. Estas
perforaciones se llaman vías ciegas cuando conectan una capa interna con una de las capas
exteriores, o vías enterradas cuando conectan dos capas internas.
Las paredes de los orificios, para tarjetas con dos o más capas, son metalizadas con cobre
para formar, orificios metalizados, que conectan eléctricamente las capas conductoras del
circuito impreso.
[editar]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. Tradicionalmente, todo el cobre expuesto
era metalizado con soldadura. Esta soldadura solía ser una aleación de plomo-estaño, sin
embargo, se están utilizando nuevos compuestos para cumplir con la directiva RoHS de la UE,
la cual restringe el uso de plomo. Los conectores de borde, que se hacen en los lados de las
tarjetas, a menudo se metalizan con oro. El metalizado con oro a veces se hace en la tarjeta
completa.
Las áreas que no deben ser soldadas pueden ser recubiertas con un polímero resistente a la
soldadura, el cual evita cortocircuitos entre los pines adyacentes de un componente.
[editar]Serigrafía
Los dibujos y texto se pueden imprimir en las superficies exteriores de un circuito impreso a
través de la serigrafía. Cuando el espacio lo permite, el texto de la serigrafía puede indicar los
nombres de los componentes, la configuración de los interruptores, puntos de prueba, y otras
características útiles en el ensamblaje, prueba y servicio de la tarjeta. También puede
imprimirse a través de tecnología de impresión digital por chorro de tinta (inkjet/Printar) y volcar
información variable sobre el circuito (serialización, códigos de barra, información de
trazabilidad).
[editar]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.
Con la tecnología de montaje superficial, los componentes se sueldan a los pads en las capas
exteriores de la tarjetas. A menudo esta tecnología se combina con componentes through hole,
debido a que algunos componentes están disponibles sólo en un formato.
[editar]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. Para facilitar las pruebas en
producciones de volúmenes grandes, se usa una Cama de pinchos para hacer contacto con las
áreas de cobre u orificios en uno o ambos lados de la tarjeta. Un computador le indica a la
unidad de pruebas eléctricas, que envíe una pequeña corriente eléctrica a través de cada
contacto de la cama de pinchos, y que verifique que esta corriente se reciba en el otro extremo
del contacto. Para volúmenes medianos o pequeños, se utilizan unidades de prueba con un
cabezal volante que hace contacto con las pistas de cobre y los orificios para verificar la
conectividad de la placa verificada.
[editar]Protección y paquete
Los circuitos impresos que se utilizan en ambientes extremos, usualmente tienen un
recubrimiento, el cual se aplica sumergiendo la tarjeta o a través de un aerosol, después de
que los componentes han sido soldados. El recubrimiento previene la corrosión y las corrientes
de fuga o cortocircuitos producto de la condensación. Los primeros recubrimientos utilizados
eran ceras. Los recubrimientos modernos están constituidos por soluciones de goma silicosa,
poliuretano, acrílico o resina epóxica. Algunos son plásticos aplicados en una cámara al vacío.
[editar] Tecnología de montaje superficial
Artículo principal: 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. Estos dispositivos
pueden reducir su tamaño entre una cuarta a una décima parte, y su costo entre la mitad y la
cuarta parte, comparado con componentes through hole pds: ing de sistemas universidad de
cundinamarca
[editar] Listado de maquinas industriales que intervienen en la
fabricación de PCB
1. Perforadoras de control numérico con cambio automático de mechas
2. Perforadora de control numérico 6 de 4 cabezales
3. Laminadora
4. Iluminadora de 2 x 1000W de una bandeja doble faz
5. Iluminadora 60/75 de 2 x 5000W de doble bandeja doble faz
6. Reveladora de fotopolímeros de 4 cámaras
7. Desplacadora de fotopolímeros de 4 cámaras
8. Grabadora amoniacal de 2 cámaras + doble enjuague
9. Grabadora amoniacal
10. Impresoras serigráficas semiautomáticas
11. Impresora
12. Pulidoras simple
13. Pulidora
14. Fotoploter de película continua de triple rayo láser
15. Reveladora continua de películas fotográficas
16. Router de control numérico de 1 cabezal de capacidad de 600 x 600 mm
17. Perforadora / apinadora de doble cabezal
18. Compresores de pistón seco de 10 HP
19. Compresor de tornillo de 30 HP
20. Guillotina
21. Hornos de secado
22. Afiladora de mechas de vidia de 6 piedras
23. Máquina de V-scoring
24. Reveladora con 2 cámaras de enjuague
25. Máquina Bonding de cuatro cabezales
[editar] Programas para el diseño de circuitos impresos
OrCAD
Proteus
kicad
Altium
Livewire
PCBWiz
DesignSpark PCB(Programa gratuito: enlace a su página
oficial http://www.designspark.com/
TRAZADO DE LOS CIRCUITOS IMPRESOS.Las técnicas para trazar circuitos impresos que se encuentran al alcance, son pocas por el costo del equipo y materiales, que se requieren para implementar un proceso sofisticado de los mismos, algunas técnicas permiten obtener impresos de muy buena calidad a bajo costo, por ejemplo la técnica tradicional de serigrafía.
A continuación se listan algunas técnicas tradicionales.
1.- Circuitos impresos elaborados con tinta indeleble. 2.- Circuitos impresos elaborados con logotipo. 3.- Circuitos impresos elaborados con la técnica de serigrafía. 4.- Circuitos impresos elaborados con la técnica fotográfica.
MATERIALES PARA TARJETAS DE IMPRESIONExisten dos tipos de materiales útiles que se utilizan como tarjetas de impresión o trazado de circuitos impresos, los más comunes de encontrar
en el mercado son la fibra fenólica (baquelita) y la fibra de vidrio. Estos materiales cuentan con una y/o dos caras cubiertas de una capa delgada de cobre sobre la cuál se traza el circuito impreso. Ofrecen características físicas adecuadas para el proceso de manufactura de los circuitos impresos, como la capacidad para soportar el calor, la rigidez que ofrecen para llevar a cabo el montaje de los componentes y la facilidad de corte para obtener tarjetas de variadas dimensiones.
DESCRIPCION DE LAS TECNICAS DE TRAZADO DE LOS CIRCUITOS IMPRESOS
LOS CIRCUITOS IMPRESOS ELABORADOS CON TINTA INDELEBLE
Esta manera de producir tarjetas de circuito impreso, es la mas económica que existe, ya que solo se necesita un plumón de tinta indeleble, la baquelita donde se plasma el diseño y el agente que se encarga de corroer la superficie de cobre no deseada. Este agente es el conocido cloruro férrico.
La manera de producir estas tarjetas se realiza mediante el dibujo manual de las pistas del circuito, razón por la cual resulta muy difícil llegar a obtener trabajos de mediana complejidad, además de carecer de calidad de impresión, esta forma de obtener circuitos impresos se recomienda se utilice por aprendices o aficionados a la electrónica, de esta forma se realizan pequeños proyectos a muy bajo costo.
LOS CIRCUITOS IMPRESOS ELABORADOS CON LOGOTIPO
La elaboración de circuitos impresos mediante logotipo es muy similar a la que se menciona anteriormente, solo que difiere en la forma de impresión, en el procedimiento anterior se dibuja a mano el diseño de circuito impreso sobre la baquelita con la tinta indeleble.
Esta técnica consiste en colocar sobre la baquelita logotipos (calcomanías) que tienen diversa figuras: pistas y terminales de componentes. Tienen la característica de que inhiben sobre la superficie cubierta la acción corrosiva del cloruro férrico, de esta forma se llegan a obtener circuitos impresos con mejor calidad que con el procedimiento anterior, aunque no deja de ser una forma artesanal de producción. De la misma manera resulta muy difícil llegar a obtener diseños de circuito impresos de mediano tamaño, esta forma de producción es un menos económica a la
anterior por el costo del logotipo, está al alcance de aprendices o aficionados a la electrónica.
CIRCUITOS IMPRESOS ELABORADOS CON LA TECNICA DE SERIGRAFIA.
Material a Utilizar:
Seda No.90 y No. 120 con su respectivo marco.
1 Kg. de emulsión y un frasco de bicromato.
1 Litro de Solvente serie 300.
10 Cms. de rasero.
1 Cristal delgado con las mismas dimensiones que el marco.
1 Cuadro de esponja grueso del tamaño interior del marco.
100 Gms tinta para metal serie 300.
1 Kilogramo de estopa blanca.
2 Espátulas de plástico pequeñas.
1/4 Litro de solvente retardante serie 300.
1/2 Litro de cloruro férrico.
1 Litro de Thinner.
1 Litro de Cloro doméstico.
Recipientes de plástico adecuados para el baño de las tarjetas.
2 Trozos de tela o franela: Uno para limpiar y el otro para cubrir contra la luz, de preferencia este último que sea denso y obscuro. Esta técnica de producción de circuitos impresos tiene la ventaja de obtener trabajos de buena calidad a un precio razonable, además permite la realización de varias copias del mismo diseño una vez que se ha revelado en la seda, lo que nos lleva a una producción en serie de tarjetas impresas. Aunque no deja de ser un proceso manual esta técnica es válida y permite obtener trabajos con la suficiente calidad y presentación necesarias para la realización de prototipos electrónicos y/o aplicaciones especificas de la Industria.
EL PROCESO. El procedimiento serigráfico es muy sencillo, a grandes rasgos consiste en
revelar la seda con el diseño del Circuito Impreso, para lo cual será necesario contar primero con el FOTOLITO (Positivo) del Diseño realizado..
Paso 1: En un ambiente de baja visibilidad (cuarto obscuro) se mezcla con la espátula 10 porciones de emulsión por 1 de bicromato hasta obtener una mezcla uniforme. Una vez que se obtiene la mezcla se esparce a lo largo y ancho de la seda haciendo uso del rasero, hasta formar una capa uniforme sobre la superficie, se deja secar por un período de 15 a 20 minutos, recomendación: utilice una secadora de pelo para minimizar el tiempo de secado, los resultados no se afectan.
Paso 2: Una vez que seco la mezcla esparcida sobre la seda y que se cuenta ya con el fotolito del diseño, este se fija en el cristal (recomendación: de preferencia con cinta transparente). Se cuida que la parte frontal del fotolito se coloque hacia el cristal, una vez hecho esto se coloca el cristal sobre la seda y se coloca del lado donde la seda se encuentra sujeta al marco. Se coloca la esponja por la parte posterior de la seda, de tal forma que la presione contra el cristal, para lograr con ello, que el espacio entre el fotolito que se sujeta al cristal y la seda sea el menor posible, nota: con esto el revelado sobre la seda es lo más fiel y fino posible.
Paso 3: Utilizando el trozo de tela denso se cubre el cristal, el marco y la esponja para evitar el paso de la luz. Ahora preparamos un espacio o lugar adecuado para exponer a la luz del día la seda sin mover el cristal y la esponja. Otra opción sería exponer la seda a la luz de una lampara o foco de gran intensidad. Antes de proceder a descubrir la seda, debemos asegurarnos de que la intensidad de luz sea la adecuada (Recomendación: Iguale la intensidad del sol proporcionada aproximadamente como a las 12:00 hsr. del medio día).
Paso 4: Se descubre entonces la seda y se expone a la luz por un período aproximado a 40 segundos; inmediatamente después de este tiempo cubra la seda y la llevela a una fuente de agua y enjuaguela por ambos lados y si es necesario frotela suavemente con las yemas de las manos mientras se enjuaga. Después de unos cuantos segundos se observa como la seda se revela conforme al Diseño.
Paso 5: Una vez revelada la seda y completamente seca se podrán trazar sobre las tarjetas que se requieran, el diseño del circuito impreso, poniendo estás en la parte frontal de la seda (para mayor referencia del lado donde se une al marco). Y colocando la tinta para metal por el otro lado de la seda, se traza
con el mismo rasero el diseño del circuito impreso sobre la superficie de las tarjetas.
Paso 6: Después de haber terminado todas las impresiones deseadas es necesario limpiar la seda de la tinta acumulada, ya que de lo contrario se taparía la seda estropeándola, para esto utilizamos el solvente de tinta serie 300 con una estopa y limpiamos la seda. Si se desea eliminar el circuito impreso de la seda, entonces utilizaremos posteriormente al solvente adecuado: el cloro que removerá el circuito plasmado en la seda para dejar habilitada la seda para otro diseño de circuito impreso.
CIRCUITOS IMPRESOS ELABORADOS CON EL PROCESO FOTOGRAFICO.El método fotográfico para la elaboración de circuitos impresos se lleva a cabo a partir de un fotolito negativo, ya sea de un dibujo manual en papel o de un diseño por computadora impreso.
Material a utilizar:
1 frasco de revelador (COPIREV-200B).
1 frasco de sensibilizador (COPILAC-206).
2 vidrios de 20x20x0.5 cms.
1 pincel suave.
2 clips.
1 bola de fibra metálica.
1 botella de cloruro férrico.
2 palitos de madera.
Los pasos para el empleo de este método son:paso 1. Limpiar perfectamente la tablilla de circuito impreso con fibra metálica, agua y jabón en polvo. No tocar después la superficie de cobre con los dedos, (dejar secar perfectamente).
paso 2. En un cuarto oscuro aplicar sensibilizador con un pincel de cerdas finas a la tablilla, de manera uniforme hasta formar una capa que cubra toda la tablilla. Dejar secar y luego aplicar una segunda capa y dejarla secar. Vaciar la
cantidad suficiente de revelador en un recipiente No metálico y preparar otro recipiente con agua jabonosa.
paso 3. Colocar el negativo encima de la tablilla cuidando que no quede al reves, situarlos, situarlo entre los dos cristales y colocar los clips.
paso 4. Exponer la tablilla al sol por un minuto aproximadamente.
paso 5. Meter la tablilla al cuarto obscuro, desmontarla de los cristales y retirar el negativo.
paso 6. Sumergir la tablilla en el liquido revelador con los palitos de madera, cuidando no raspar la superficie de cobre de la misma, y meterla en un recipiente con agua jabonosa agitando la tablilla.
paso 7. Retirar la tablilla del liquido revelador con los palitos de madera y meterla en el recipiente con agua jabonosa agitando la tablilla.
paso 8. Encender la luz o salir del cuarto obscuro y limpiarla con un chorro de agua y dejar secar. Revisar el estado de las pistas plásticas en la superficie de la tablilla y si es necesario retocar las que lo requieran.
paso 9. Se procede a realizar la corrosión del cobre en las tarjetas procesadas.
CORROSION DEL COBRE EN LAS TARJETAS IMPRESAS. Una vez trazadas las tarjetas se procede a bañar las mismas en Cloruro Férrico, con lo cual la acción corrosiva del cloruro férrico actuará sobre las superficies descubiertas de la tinta metálica, obteniendo así el Circuito impreso. Para obtener el Circuito Impreso en la versión de Cobre, se procede a eliminar la tinta metálica de la tarjeta que protegió de la corrosión al Diseño, una técnica rápida y limpia es mediante un doble baño: Primeramente en Thinner y posteriormente en Agua. Con la realización de los pasos anteriores se obtiene una tarjeta de circuito impreso de Calidad y Presentación aceptables.
1. Que son (como esta compuesto, historia ) (Hector)
2. Funciones y tipos (par que sirve) (Eribeisy)
3. Como se crean (diseño, fabricacion )(Andres)
Lo investigue aqui
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_impreso
http://proton.ucting.udg.mx/tutorial/patino/introd/index.html
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