Guía Completa de Circuitos Impresos: Características, Tipos y Diseño

Circuitos Impresos: Características, Tipos y Diseño

Los circuitos impresos (PCB, por sus siglas en inglés) son la base de la electrónica moderna. A continuación, exploraremos sus características, tipos y el proceso de diseño y fabricación.

Características de los Circuitos Impresos

Las características de un circuito impreso se dividen en varias categorías:

• Mecánicas: Deben ser lo suficientemente resistentes para mantener los componentes, fáciles de taladrar y sin problemas de laminado.
• Químicas: Deben permitir el metalizado de los taladros, ser retardantes de las llamas y no absorber demasiada humedad.
• Térmicas: Deben disipar bien el calor, tener un coeficiente de expansión térmica bajo para evitar roturas y ser capaces de soportar el calor durante la soldadura y diferentes ciclos de temperatura.
• Eléctricas: Deben tener una constante dieléctrica baja para minimizar las pérdidas y un punto de ruptura dieléctrico alto.

¿Qué es un Circuito Impreso?

Un circuito impreso es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos. Esta conexión se realiza mediante rutas o pistas de material conductor grabadas en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

Tipos de Circuitos Impresos

Existen varios tipos de circuitos impresos, cada uno con sus propias características y aplicaciones:

• Multicapa: Es el tipo más común en productos comerciales. Suelen tener entre 8 y 10 capas, algunas de las cuales están enterradas en el sustrato.
• Sided Plated: Es un diseño complicado y de bajo costo con taladros metalizados que permiten hacer pasos de cara.
• Single: Es un PCB con agujeros sin metalizar, utilizado en diseños de bajo costo y sencillos.
• Sided Non: Es un diseño sencillo con taladros sin metalizar, que utiliza un sustrato de fibra de vidrio y resina.

Composición Física

La mayoría de los circuitos impresos están compuestos por entre 1 y 16 capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante.

Sustratos

Los sustratos de los circuitos impresos utilizados en la electrónica de consumo de bajo costo están hechos de papel impregnado en resina fenólica.

Diseño y Fabricación de Circuitos Impresos

Diseño

Un ingeniero eléctrico o electrónico diseña el circuito, y un especialista diseña el circuito impreso. Ambos deben obedecer normas para que el diseño funcione correctamente.

Diseño Electrónico Asistido por Ordenador

Se utilizan programas de diseño electrónico asistido por ordenador (EDA) para distribuir y conectar los componentes. Estos programas almacenan información relacionada con el diseño y facilitan la edición. El programa asigna la pata de cada dispositivo en una lista de componentes.

Manufactura

La gran mayoría de las tarjetas de circuitos impresos se fabrican colocando una capa de cobre sobre el sustrato, a veces en ambos lados. Algunos circuitos impresos tienen capas con pistas en el interior y se denominan circuitos impresos multicapa.

Técnicas de Fabricación

Existen varias técnicas para fabricar circuitos impresos:

• Impresión Serigráfica: Utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. La tinta puede ser conductiva y se imprime en una tarjeta no conductiva.
• Fotograbado: Utiliza un proceso foto-mecánico y grabado químico para eliminar la capa de cobre del sustrato. También se utilizan transparencias impresas en una impresora láser con foto-herramientas de baja resolución.
• El Trazado: Utiliza una fresa mecánica de 2 o 3 ejes para quitar el cobre del sustrato, controlada por un programa.
• Impresión por Transferencia Térmica: Utiliza material termosensible para transferir el diseño a la placa de cobre a través del calor. A veces se usa papel fotográfico y papel con cera auto-adhesivos. El recubrimiento con tinta y el fotograbado requieren un proceso de atacado químico.