Fundamentos y Fabricación de Circuitos Impresos: Una Visión Completa

Historia de los Circuitos Impresos

El inventor de los circuitos impresos fue el ingeniero austriaco Paul Eisler. Alrededor de 1943, los EE. UU. comenzaron a utilizar esta tecnología a gran escala para fabricar radios, con el objetivo de hacerlas más robustas.

Tipos de Circuitos Impresos (PCB)

• Multicapa

  Es el tipo más habitual en productos comerciales, suelen tener entre 8 y 10 capas, algunas de las cuales están enterradas en el sustrato.

• Sided Plated (Doble Cara Metalizada)

  Es un diseño de bajo costo, pero complicado, con taladros metalizados.

• Single Sided (Una Cara)

  Es un PCB con agujeros sin metalizar, utilizado en diseños sencillos y de bajo costo.

• Sided Non-Plated (Doble Cara No Metalizada)

  Es un diseño sencillo con taladros sin metalizar. Requiere soldadura por ambos lados para asegurar la conductividad.

Propiedades de los Sustratos para PCB

• Propiedades Mecánicas

  Suficientemente rígidos para mantener los componentes, fáciles de taladrar y sin problemas de laminado.

• Propiedades Químicas

  Permiten el metalizado de los taladros, son retardantes de llama y no absorben demasiada humedad.

• Propiedades Térmicas

  Disipan bien el calor, poseen un coeficiente de expansión térmica bajo para evitar roturas, son capaces de soportar el calor de la soldadura y diferentes ciclos de temperatura.

• Propiedades Eléctricas

  Tienen una constante dieléctrica baja para minimizar pérdidas y un punto de ruptura dieléctrica alto.

Procesos de Fabricación de PCB

• Impresión Serigráfica

  Utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre.

• Fotograbado

  Emplea una fotomecánica y grabado químico para eliminar la capa de cobre del sustrato.

• Trazado Mecánico

  Utiliza una fresadora de 2 o 3 ejes para remover el cobre del sustrato.

• Impresión por Transferencia Térmica

  Emplea material termosensible para transferir el diseño a la placa de cobre mediante calor. A veces se usa papel fotográfico o papel encerado autoadhesivo.

Acabados y Protección

• Máscara de Soldadura (Soldermask)

  Las superficies donde se montan los componentes usualmente se metalizan, ya que el cobre desnudo no se puede soldar fácilmente. Las áreas que no deben soldarse pueden ser recubiertas, lo cual evita un cortocircuito entre las patas cercanas de un componente.

• Serigrafía (Leyenda)

  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.

• Protección de Paquete (Conformal Coating)

  Los circuitos impresos utilizados en ambientes extremos usualmente se recubren. Este recubrimiento se aplica sumergiendo la tarjeta o mediante un aerosol después de que los componentes han sido soldados. Previene la fuga de corrientes y la corrosión.

Tecnologías de Montaje

• Tecnología de Montaje Superficial (SMT)

  Esta tecnología fue desarrollada en la década de 1960, ganó impulso en Japón en la década de 1980 y se hizo popular en la década de 1990. Los componentes fueron diseñados mecánicamente para tener pequeñas pestañas metálicas que podían ser soldadas directamente a la superficie de los circuitos impresos.

Maquinaria para Fabricación de PCB

• Revelador
• Grabadora
• Impresora
• Pulidor
• Compresor
• Horno
• Afilador