Teoría, Diseño y Montaje Matias Namiot [email protected] Julián Marchueta...

Teoría, Diseño y MontajeTeoría, Diseño y Montaje

Matias Namiot [email protected]án Marchueta [email protected]

¿Qué es un circuito ¿Qué es un circuito impreso?impreso?


Es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de pistas de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

Un poco de historia…Un poco de historia…


19061906 – Thomas Edison comentó la posibilidad de sustituir el cableado tradicional por polvo metálico sobre material aislante. 19271927 – Una empresa alemana comercializa un amplificador de audio con un cableado diferente, sustituyendo los cables por tiras de chapa de latón. 19421942 – Paul Eisler presentó como parte de una radio el proyecto completo de un circuito impreso. 19431943 – Paul Eisler patentó el circuito impreso de doble cara. 19501950 – Se empiezan a fabricar industrialmente módulos normalizados de circuitos impresos y componentes adaptados a la nueva técnica. 19611961 – Se patenta en EE.UU. la primera estructura de placa multicapa. 19651965 – Se desarrollan los baños químicos de metalización. 19711971 – Una compañía holandesa desarrolla el primer circuito integrado para montaje en superficie (SMD). 19931993 – Aparece el circuito impreso tridimensional (MCB). 19961996 – Se comercializa el circuito impreso flexible de 20 capas.

Tipos de Circuitos ImpresosTipos de Circuitos Impresos


Monocapa o simple cara

Bicapa o doble cara

Multicapa o más de dos caras

Multicapa cableados o multiwire

Flexible

Flexible multicapa

Rígido-flexible multicapa

Tridimensional o MCD

Composición físicaComposición física


Suelen tener entre 1 a 16 capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato).Las capas pueden conectarse a través de orificios llamados vías.Se pueden encontrar vías ciegas, que son vistas desde una cara de la placa, y vías encerradas, que no pueden verse desde ninguna de las dos caras.

Tipos de SustratosTipos de Sustratos


Resina Fenólica y fibra de papelResina Fenólica y fibra de papel: Bajo costo, pobres características mecánicas y eléctricas. Orden de MHz.

Resina Epoxi y tela de vidrioResina Epoxi y tela de vidrio: Costo razonable, muy buenas características mecánicas y eléctricas. Orden de Centenares de MHz.

Politretafluoroetileno (PTFE)Politretafluoroetileno (PTFE): Costo elevado, muy buenas características eléctricas y mecánicas pero requiere soporte mecánico adicional. Orden de GHz.

AlúminaAlúmina: Material cerámico de costo elevado, muy buenas características eléctricas, no puede ser maquinado con facilidad. Orden de GHz.

KaptonKapton: Polímero de altísima flexibilidad y duración ante reiteradas flexiones. Se emplea en la fabricación de circuitos flexibles.

Tipos de MontajeTipos de Montaje


Through-Hole Device (THD)Through-Hole Device (THD): Donde las patas de los componentes se insertan en los orificios y se fijan con soldaduras.

Surface Mounted Device (SMD)Surface Mounted Device (SMD): Donde los componentes se sueldan a los pads en las capas exteriores de la placa.

DiseñoDiseño


Para realizar el diseño hoy en día se es asistido por softwares de computadoras.Algunos Softwares:

OrCADProteusAltiumEDWinXPCircuit MakerFreePCBPCBgEDAKicadEAGLEExpressPCB

Métodos de Transferencia del Métodos de Transferencia del DiseñoDiseño


Dibujo DirectoDibujo Directo: El traspaso del diseño a la placa se realiza en forma manual. Generalmente se usan marcadores indelebles. No se recomienda este método para circuitos impresos de doble cara ya que es complicado de hacer coincidir los puntos de conexión de ambas caras. Tóner por Calor, Letra Set y FibraTóner por Calor, Letra Set y Fibra: Se imprime el diseño del circuito sobre un papel fotográfico con una impresora láser o bien una fotocopiadora. Luego mediante calor el tóner de la impresión se transfiere a la placa. En este método la impresión tiene que ser de buena calidad y el calor debe ser aplicado de forma uniforme.



FotográficoFotográfico: En este método se utilizarán placas ya provistas de una película fotosensible. El diseño a traspasar previamente grabado en un fotolito se coloca con alta precisión sobre la placa, luego mediante insolación de rayos ultravioleta se polimeriza el fotosensible expuesto. El diseño en el fotolito puede ser positivo o negativo. Una vez realizada la insolación se pasa al revelado de las zonas que no fueron expuestas, quedando así al descubierto el cobre que luego será atacado. Habiéndose retirado el cobre se debe remover la parte de la películafotosensible expuesta a losrayos ultravioleta quedandocomo resultado el circuitoimpreso deseado.

Film ProtectorFotosensibleCobreSustrato

Transparencia

Rayos UV

Positivo Negativo



SerigrafíaSerigrafía: En este método la tinta no imprime por reporte del cliché sobre el material, sino que lo atraviesa. Se coloca la tinta en la parte superior de la pantalla, y con ayuda de una rasqueta se presiona a través de las mallas que han quedado abiertas en la tela, desplazándola por toda la superficie del cliché, y quedando así aplicada la tinta en el soporte.



Transferencia automatizada de imagenTransferencia automatizada de imagen: Tiene como objetivo la transferencia directa del diseño desde el monitor a la placa real, sin necesidad de utilizar ningún tipo de filmes.

Extracción del cobre mediante máquinas Extracción del cobre mediante máquinas automatizadasautomatizadas: El cobre no deseado sobre el sustrato es extraído de forma mecánica por una maquina automatizada previamente configurada desde una computadora.

AtacadoAtacado


Para extraer el cobre no deseado se corroe el cobre mediante un ataque químico.

El atacado químico responde a las siguientes reacciones:

Cobre a extraer de la placa

Tipos de SoldaduraTipos de Soldadura


Soldadura por fusión (soldering) o refusión Soldadura por fusión (soldering) o refusión (reflow)(reflow)Soldadura blanda

Soldadura dura

Soldadura eutéctica

Soldadura blanda

Por Conducción:

Soldador manual Ola y doble ola Inmersión o baño muerto Placa caliente fija Placa caliente móvil Electrodos Horno de túnel continuo En fase vapor (VPR)

Por convección:

Chorro de aire caliente

Por radiación:

Rayo láser con aporte Rayos infrarrojos Rayos uva

Soldadura por Ola Soldadura por Doble Ola

Tipos de SoldaduraTipos de Soldadura


Soldadura sin fusión (Welding)Soldadura sin fusión (Welding)

Ultrasonidos

Termosónica

Termocomprensión

Rayo láser sin aporte

Collage Conductor: Unión Mediante Adhesivos ConductoresCollage Conductor: Unión Mediante Adhesivos Conductores

Colas epoxídicas

Colas de silicona

Protección de las pistasProtección de las pistas


Debido a que el cobre se oxida fácilmente con el aire Debido a que el cobre se oxida fácilmente con el aire ambiental es necesario protegerlo. Se suelen proteger las ambiental es necesario protegerlo. Se suelen proteger las pistas con:pistas con:

Barniz soldable (líquido o aerosol)Barniz soldable (líquido o aerosol) Aleación de estaño-plomoAleación de estaño-plomo Dorado del cobre con oro electrolíticoDorado del cobre con oro electrolítico Goma SilicosaGoma Silicosa PoliuretanoPoliuretano AcrílicoAcrílico Resina epóxicaResina epóxica


¡¡¡¡MUCHAS ¡¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!!!GRACIAS!!!!

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