ORIFICIOS E INTERCONEXIONES

INTERCONEXIONES EN PLACAS DE CIRCUITOS IMPRESOS

Como los sistemas electrónicos se vuelven más complejos, las interconexiones entre los componentes también se vuelve más compleja. A medida que se añaden más componentes de un espacio dado, los requisitos para las interconexiones se hacen extremadamente complicada. La selección de materiales conductores, materiales aislantes, y el tamaño físico componente puede afectar en gran medida el rendimiento del circuito. Las malas elecciones de estos materiales pueden contribuir a las señales pobres, el ruido del circuito, y la interacción eléctrico no deseado entre los componentes. Los tres métodos más comunes de interconexión son los PCB convencional, el PCB multicapa

PLACA DE CIRCUITO IMPRESO CONVENCIONAL

Un pcb convencional consta de base aislante de vidrio-epoxi en el que el patrón de interconexión ha sido grabado. La junta puede ser de una o de doble cara, dependiendo del número de componentes montados en él.

TARJETA DE CIRCUITOS IMPRESOS MULTICAPA.

La placa de circuito impreso multicapa se está convirtiendo en la solución es de interconexión problemas relacionados con el envasado de alta densidad. Los tableros multicapa se utilizan para:

• reducir el peso

• conservar el espacio en la interconexión de módulos de circuito

• eliminar los costosos y complicados cableados

• proporcionar blindaje para un gran número de conductores

• proporcionar uniformidad en la impedancia de conductor para sistemas de conmutación de alta velocidad

• permitir una mayor densidad de cableado en los tablones

TIPOS DE VÍAS PCB

VÍA ESTÁNDAR

Una vía estándar, por lo general conocida simplemente como una vía, comienza en un extremo de un PCB de múltiples capas y continúa todo el camino a través de las capas hasta que alcanza el otro extremo. Su propósito consiste en proporcionar un medio para la traza, una tira de metal, para hacer las conexiones eléctricas dentro del PCB. Una vía estándar se utiliza cuando el diseñador del PCB tiene que enviar una conexión, generalmente una traza de cobre, en una línea recta todo el camino a través de las capas. Como el PCB contiene más capas, la vía se vuelve más importante como un conducto para la conexión eléctrica de una capa a otra.

VÍA ENTERRADA

En el diseño de un PCB, a veces se hace necesario hacer conexiones dentro de la placa sin la exposición a cualquiera de los extremos. Una vía enterrada proporciona los medios para lograr esto. Corre verticalmente entre las capas internas, empezando por debajo de la parte superior del PCB y terminando por encima del fondo. Esto permite tantas conexiones entre las capas como se desee dentro de la estructura interna del PCB.

PECULIARIDADES

VÍA CIEGA

En ocasiones una vía es necesaria para comenzar en un extremo del PCB, la parte superior o inferior, y luego detenerse en algún lugar en el medio sin llegar al otro extremo. Una vía enterrada hace precisamente eso. La longitud de la vía y el número de capas que cruza dependerá de la conexión que necesita el diseñador. Un PCB puede tener más de una vía ciega, con una en el mismo lugar, en los extremos opuestos que apunte hacia la otra pero nunca se tocan.

Vía térmica

• Las vías térmicas se utilizan para transferir el calor desde la capa de cobre superior en un PCB hacia las capas internas o inferiores. Las vías bien colocadas proporcionan los medios para maximizar la transferencia de calor dentro del PCB.

Vía tendida

• También conocida como vía tope o chapa, este tipo de vía tiene una máscara de soldadura seca colocada sobre ella. La máscara, o tope, impide las fugas y se utiliza cuando las demandas de los componentes eléctricos o térmicos requieren protección.

REGLAS PARA INTERCONEXIONES

Clases

Diam. Nominal de agujeros

mm.

0,8 0,95 1,2 1,6

Diam.

Nominal

del nodo

conductor

11

21

12

22

23

2,5

2,2

2,0

2,0

1,44

2,8

2,5

2,2

2,0

2,0

2,8

2,5

2,5

2,0

2,0

3,2

3,2

2,8

2,5

2,5

Diam.

Nominal

del nodo

conductor

con

reserva

de

soldadura

11

21

12

22

23

3,5

3,5

2,8

2,8

2,2

3,8

3,5

3,2

2,8

2,5

3,8

3,5

3,2

2,8

2,5

3,8

4,1

3,8

3,2

3,2

–Nodos.El cuadro siguiente

especifica los diámetros nominales de los nodos

conductores correspondientes a los

diámetros nominales de los agujeros. También se indica el nodo nominal de reserva de soldadura. Todo ello en

las distintas clases de placa.

Clasede laplacaimpresa

11 21 12 22 13 23

Anchomín. enmm. 0,8 0,8 0,6 0,5 0,4 0,4

Tolerancia enmm.

±0,04 ±0,04 ±0,03 ±0,03 ±0,02 ±0,02

–ConductoresLas tolerancias en las anchuras mínimas de los

conductores para los dibujos modelo y distintas clases de placa se indican en el cuadro adjunto.

Anchuranominalen mm.

0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,3 2,6

Reducciónmáximaen mm.

0,05 0,05 0,06 0,08 0,10 0,13 0,26

En la placa impresa terminada y después de los procesos de grabado los conductores deben tener las siguientes anchuras y tolerancias.

Clase P.I. 11 y 21 12 13 22 23

Separación mínima

entre conductores en mm.

0,7 0,5 0,35 0,5 0,35

Separación entre conductores en el dibujo modelo.

Clase P.I. 11 y 21 12 13 22 23

Separación mínima

entre conductores (mm.)

0,5 0,3 0,25 0,3 0,25

Separación entre conductores en placa impresa terminada y después de los procesos de grabado.No debe ser inferior, en toda la placa impresa, a los mínimos siguientes en mm..Distancia de los conductores al borde de la placa: No será inferior a 2mm..

–CONFIGURACIONES LIMITES DE LAS CLASES SEGÚN SUS DENSIDADES(aplicaciones tipicas)

Las dimensiones que aparecen en los ejemplos siguientes, se han obtenido utilizando los datos de los apartados anteriores..Configuraciones limites para placas. Clase 11.

La figura (a) muestra la separación mínima posible entre dos agujeros de 1,2 mm. dediámetro, situados en la retícula de un módulo. Asimismo figura el único tamaño posible del nodopara dicha configuración.

La figura (b) muestra la única configuración en Clase 11 que permite el paso de un

conductor entre dos agujeros de 1,2 separados 2 módulos.

Configuraciones límites para placas. Clase 12.

La figura (c) muestra la separación mínima permitida entre dos agujeros situados en una retícula de ½ ó 1 módulo. Para dicha separación, figuran los nodos y agujeros máximos que pueden utilizarse. La figura (d) muestra el paso de un conductor entre dos agujeros de 0,8 mm. situados en una retícula de 1½ módulo.

2.4.3. – Configuraciones límites para placas. Clase 21.

La figura (e) muestra la separación mínima permitida entre dos agujeros situados en una cuadrícula de 1 módulo. Asimismo se indican los agujeros y nodos máximos compatibles con dicha separación.

La figura (f) muestra el paso de un conductor entre dos agujeros de 1,2 mm. situados en una retícula de 2 módulos. Para esta configuración se indica el único nodo posible, así como la anchura máxima del conductor.

2.4.4. – Configuraciones límites para placas. Clase 22.

AGUJEROS

DEBIDAMENTE METALIZADOS SIRVEN PARA MONTAR COMPONENTES Y ESTABLECER

INTERCONEXIONES. SE PUEDEN PRACTICAR POR PUNZONADO Y POR TALADRADO .

Punzonado.

• Es el método más económico cuando se repite 50.000 ó más veces la misma configuración de agujeros. Se usa en los casos en que el material básico es papel o fibra de vidrio.

• Las limitaciones para el diámetro del agujero punzonado y separación entre centros de agujeros, dependen del tipo y espesor del material base utilizado.

Taladrado.• Se usa casi exclusivamente para placas con

material base de fibra de vidrio epoxy. Es un proceso más caro que el punzonado pero existe economía si se dispone de máquinas de taladrar múltiple s con control numérico. No hay limitación en el diámetro de los agujeros, pero se considera en la práctica, como tope mínimo 0.6 mm.

• El utillaje para taladrar, contando con las cintas perforadas para control de las máquinas, requiere menor tiempo de fabricación que el utillaje para punzonar .

• Para agujeros metalizados se recomienda que el diámetro no sea inferior a un tercio del espesor de la placa base del circuito. En condiciones especiales puede reducirse el diámetro a un quinto del espesor del material.

SE TOMA COMO UNIDAD DE DENSIDAD EL NÚMERO DE AGUJEROS, PARA MONTAR COMPONENTES, POR DECÍMETRO CUADRADO DE

SUPERFICIE ÚTIL. ESTA UNIDAD NO ES PERFECTA, PERO PUEDE SERVIR COMO REFERENCIA PARA CONOCER, EN UNA PRIMERA

APROXIMACIÓN LA PORCIÓN DE CIRCUITO QUE PUEDE MONTARSE EFICAZMENTE EN CADA CASO.

USUALMENTE, LOS VALORES INDICADOS EN LA TABLA SE CORRESPONDEN CON LAS DISTIN TAS CLASES DE PLACAS IMPRESAS.

CIRCUITOS IMPRESOS NÚM. DE AGUJEROS PARA MONTAJE POR

DECÍMETRO CUADRADO DE SUPERFICIE ÚTIL

SIMPLE CARA

DOBLE CARA

MULTICAPA

Entre 50 y 150

Entre 150 y 300

Más de 300

Se suele emplear el menor número posible de tamaños diferente s de agujeros para ensamble y conexionado. En el cuadro adjunto figuran los diámetros nominales y sus tolerancias.

Tolerancias

Diámetrosnominalesen mm.

No metalizado

s

Metalizados

0,6

+0,15

-0,0

+0,2

-0,0

0,8

0,95

1,2

1,6

2,0

3,3

3,5

Para obtener cierta economía en las operaciones de taladrado o punzonado se recomienda no emplear más de 3 diámetros para los agujeros corrientes .

La distancia entre agujeros se expresa en el cuadro siguiente, con sus tolerancias.

Distancia entre agujeros (d)

Tolerancia en distancia (mm.)

Clases 11 y 21 Clases 12, 22 y 23

d < 50 mm. ±0,1 ±0,1

50 <= d < 100 mm.

±0,2 ±0,1