Guia Elaboracion Pcb Placa Impresa

5/8/2018 Guia Elaboracion Pcb Placa Impresa - slidepdf.com

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Documento preparado por Profesor José Luis Cárdenas – 2011

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DISEÑO DE PLACAS DE IMPRESAS

(MÉTODO DE TRANSFERENCIA TERMICA CON TONER)

PROFESOR: JOSE LUIS CARDENAS




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INTRODUCCION

Un circuito impreso o PCB (del inglés printed circuit board ), es un medio físico parasostener y conectar componentes eléctricos y/o electrónicos, a través de rutas o pistas dematerial conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor,comúnmente baquelita o fibra de vidrio. Los sustratos de los circuitos impresos utilizados en la

electrónica de consumo de bajo costo, se hacen de papel impregnados de resina fenólica, amenudo llamados por su nombre comercial Pértinax. Usan designaciones como XXXP, XXXPC yFR-2. El material es de bajo costo, fácil de mecanizar y causa menos desgaste de las herramientasque los sustratos de fibra de vidrio reforzados. Las letras "FR" en la designación del materialindican "retardante de llama" (Flame Retardant en inglés). La capa verde es un barniz protector yaislante, para evitar la oxidación del cobre.

Los sustratos para los circuitos impresos utilizados en la electrónica industrial y deconsumo de alto costo, están hechos típicamente de un material designado FR-4. Éstos consistende 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 herramientashechas de carburo de tungsteno en la producción de altos volúmenes. Debido al reforzamiento dela fibra de vidrio, exhibe una resistencia a la flexión y a las trizaduras, alrededor de 5 veces másalta que el Pertinax, aunque a un costo más alto.

Los sustratos para los circuitos impresos de circuitos de radio frecuencia de alta potenciausan plásticos con una constante dieléctrica (permitividad) baja, tales como Rogers® 4000,Rogers® Duroid, DuPont Teflón (tipos GT y GX), poliamida, poliestireno y poliestirenoentrecruzado. Típicamente tienen propiedades mecánicas más pobres, pero se considera que esun 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 naveespacial, al ser incapaces de contar con el enfriamiento por convección, a menudo tienen unnúcleo 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, aveces llamadas circuitos flexibles , o circuitos rígido-flexibles . A veces son flexibles para ahorrarespacio (los circuitos impresos dentro de las cámaras y audífonos son casi siempre circuitosflexibles, de tal forma que puedan doblarse en el espacio disponible limitado. En ocasiones, laparte flexible del circuito impreso se utiliza como cable o conexión móvil hacia otra tarjeta odispositivo. Un ejemplo de esta última aplicación es el cable que conecta el pick up laser de unreproductor de CD.




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Para realizar un proyecto electrónico, es necesario contar con la siguiente información:

Circuito esquemático: Descripción del conexionado mediante la simbología de loselementos.Layout: corresponde a la forma física que tendrá la placa o PCB vista desde el ladocomponente(TOP) como del lado soldadura(BOTTOM), cuidando si se entrega en este

último la imagen real o espejo.Lista de Materiales: se requiere precisar las características específicas de cada elemento,que además nos indique una aproximación al tamaño real, y su inserción en la placa.

CIRCUITO ESQUEMATICO

PCB LADO COMPONENTES

PCB LADO COBRE o SOLDADURA




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El layout es el diseño final de las pistas que serán impresas en la placa de cobre virgen, yconsiste en el dibujo del circuito esquemático correspondiente a la unión de las pistas de uncircuito, y corresponde al PCB lado cobre. Es grosos de la capa de cobre se fabrica en 18 um, 35um y 70 um, lo cual hay que considerar según la corriente que circulara en la pista. deseada delcircuito, y para ello existen espesores de 35 a 70 um, Este diseño puede realizarse con variastécnicas:

a) Lápiz indeleble: se dibujan las pistas directamente a la Placa Impresa; cualquier lápizindeleble (waterproof) evita que el ácido ataque el cobre, por ello se puede utilizar a manoalzada en el diseño de un layout. Un lápiz comúnmente usado es el Pentel M10 que vieneen 2 tipos de punta al igual que muchas otras marcas.

b) Pistas adhesivas: son plantillas prediseñadas que contienen los pines, pistas y rótulos, quese imprimen directamente a la placa o al papel, para multicopiar. Existen dos versiones:una que resiste el ácido y otra que sólo permite el diseño para aplicación en serigrafía.

c) Diseño por software: Existen programas que permiten el diseño del esquemático ytransfieren a PCB. Podemos citar: Eagle, Pcbwizard, Pcb123, Electronics Workbenchedición 9 o superior.




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d) Papel Film: Existen diversos tipos de film, que al imprimirlo con laser, se transfiere el pcbcon temperatura mediante el proceso del planchado.Revise http://www.techniks.com/how_to.htm

PROCEDIMIENTO

En resumen, la elaboración de un PCB tiene como finalidad trasladar un circuitoesquemático en un diseño que se aplique a una superficie de cobre donde los componentesqueden soldados y fijos, de tal forma que logremos un circuito que cumpla su funcionalidad. Seexplicará a continuación el procedimiento de impresión mediante Transferencia térmica del tonerde una impresora láser. Se debe disponer del Layout impreso con toner en el papel couché ofotográfico brillante, y la placa de cobre lavada, seca y limpia. Para ello se puede usar unaescobilla fina de cocina y detergente, de modo que el cobre debe quedar brillante. Es muyimportante, antes de imprimir verificar la orientación de los pines de integrados, ya que muchoslayout pueden estar impresos como imagen real o espejo. La placa debe estar cortada de tamañoun poco mayor al layout para dejar espacio a pernos de fijación.

Se une el lado del toner con la placa de cobre, y se aplica la plancha a máximo calor, porvarios minutos, desplazándola por todo el papel en forma uniforme. El papel adquiere un coloramarillo, producto del calor.

http://www.techniks.com/how_to.htm







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Se deja enfriar la placa ya impresa, y se deposita en una cubeta de agua. Se observa en laimagen, que el papel esté totalmente humedecido y se despega lentamente. Sólo las pistas negrasdel toner han quedado impresas.

Se puede aplicar alguna virutilla metálica o sintética para extraer los restos del papel,cuidando de no desgastar las pistas de cobre que contiene el toner protector del ácido. Una vezque la placa está seca, revise las pistas. En caso de que alguna halla quedado rayada o cortadarepásela con un marcador de tinta indeleble (pentel M10). La placa ya está lista para ser atacada

con el Percloruro Férrico, que puede encontrar en casas de electrónica. No se debe taladrar laplaca todavía, pues las pistas se borrarían ante una imprecisión. Todo el cobre que ha quedadodesnudo será corroído por el ácido.

Se aplica un vaso de 200 cc aproximadamente de cloruro férrico en una cubeta plásticaque contenga la superficie de la placa, y se deja sujeta a una cinta adhesiva por el ladocomponente, para moverla cada minuto. Puede calentar el ácido colocando la cubeta a bañomaría, ya que el ácido ataca el cobre más rápido. El tiempo aproximado para una placa de 5 x 5cm es de 5 a 10 minutos. El ácido puede ser reutilizado.




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Se recomienda después de la aplicación de ácido, cuando la PCB este lista, lavar con unneutralizante como bicarbonato, para eliminar completamente la acción del ácido, y botar el ácidousado en el WC, ya que el no tener partes metálicas, no corroerá las terminaciones del fiting.

La placa una vez lista, debe ser nuevamente limpiada del toner, que aún queda en laspistas. Para ello puede utilizar alcohol isopropílico, acetona o detergente suave con una esponja.La placa una vez terminada, debe ser marcada en las zonas a taladrar y debe ser perforada conbroca de 1 mm. Ponga especial atención en aquellos componentes que tienen polaridad, talescomo: diodos, condensadores electrolíticos, transistores, integrados, etc. Los componentes van enla cara opuesta al cobre, de modo que los pines puedan soldarse a las pistas que han quedadodispuestas según el circuito.

VIDEOS DE APLICACIÓN DE LA TÉCNICA DE TRANSFERENCIA TÉRMICA

1.- Diseño PCB papel impreso azulhttp://www.youtube.com/watch?v=Q6WJqjVleG0

2.- Diseño de Layout con software PCB Wizardhttp://www.youtube.com/watch?v=JstkixEphc0&feature=related

3.- Impresión de layout con placa fotosensiblehttp://www.youtube.com/watch?v=8FWTcNAHIzQ&feature=related

4.- Método de transferencia térmica con toner (1)http://www.youtube.com/watch?v=jYGhgsMWY2w&feature=related

5.- Método transferencia térmica (2)http://www.youtube.com/watch?v=QQupRXEqOz4&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=Q6WJqjVleG0


http://www.youtube.com/watch?v=JstkixEphc0&feature=related


http://www.youtube.com/watch?v=8FWTcNAHIzQ&feature=related


http://www.youtube.com/watch?v=jYGhgsMWY2w&feature=related


http://www.youtube.com/watch?v=QQupRXEqOz4&feature=related







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