Una placa de circuito impreso (PCB), también llamada placa de cableado impreso (PWB), es un medio utilizado en la ingeniería electrónica para conectar componentes electrónicos entre sí. Normalmente, el cableado de cobre en el PCB se diseña y analiza utilizando un diagrama, llamado esquema, y el esquema consiste en símbolos de componentes electrónicos conectados por líneas. Después de que los cables de cobre se imprimen en la placa siguiendo un esquema exitoso, los componentes deberían poder comunicarse de manera controlada una vez ensamblados en la placa.
En pocas palabras, un PCB es solo un diseño de cable de cobre impreso que está listo para tener conexión física y eléctrica con los componentes. Y el proceso de conectar componentes electrónicos designados al PCB desnudo se llama ensamblaje de placa de circuito impreso (PCBA). ¡Aquí en este artículo, centrémonos en el PCB!
La Estructura de un PCB
Típicamente, un PCB muy básico es un material aislante plano y rígido con delgadas capas conductoras de cobre cubriendo la superficie de ambos lados. Durante el proceso de fabricación, la mayor parte del cobre en la superficie será grabado, dejando solo el esquema diseñado en la superficie. Eso es un circuito “impreso” en la placa. Después de eso, para las placas multicapa, para que las diferentes capas tengan conexiones físicas y eléctricas, se deberán perforar almohadillas y vías de diferentes tamaños y tipos. Dependiendo del número de capas de la placa, este proceso puede repetirse muchas veces.
Un PCB multicapa estándar consta de núcleos, capas de cobre, prepreg y máscaras de soldadura en la parte superior de ambos lados, mientras que el núcleo es la fibra de vidrio que le da rigidez a la placa, y el prepreg es el adhesivo que une las capas. El núcleo más comúnmente utilizado es el FR-4, que funciona bien como aislante eléctrico y tiene una buena relación resistencia-peso mientras es resistente al fuego. En las capas superficiales, hay una capa de máscara de soldadura en cada lado de la placa cubriendo los cobres para prevenir la oxidación.
Razones para usar múltiples capas en un PCB
- Reducción de complejidad
Las múltiples capas facilitan el enrutamiento de las trazas del PCB al saltar de una capa a otra para completar el camino. Por lo tanto, muchos circuitos complejos pueden ser enrutados fácilmente. - Miniaturización
Reducir el tamaño del PCB ahorra muchos recursos desde la placa PCB hasta los materiales de embalaje. Además, la demanda de dispositivos electrónicos compactos impulsa la necesidad de circuitos miniaturizados. - Aislamiento de suministro y tierra
En los PCBs con 4 o más capas, el suministro y la tierra se proporcionan con 1 capa cada uno. Esto proporciona aislamiento entre los pines de suministro y tierra y, por lo tanto, evita cortocircuitos.
Para diseñar un PCB
El diseño de PCB puede ser un trabajo muy complicado y técnico, ya que los diseñadores deben entender todos los parámetros eléctricos y tener un profundo conocimiento de las funciones de los diferentes tipos de componentes electrónicos, además de estar familiarizados con las reglas y requisitos de diseño de la fabricación de PCB.
Independientemente de la complejidad y función de los circuitos, los diseñadores deben cumplir con algunas responsabilidades:
- Diseñar Esquemas
- Seleccionar Componentes conforme a los Estándares de Diseño
- Analizar matemáticamente a través de simulación
- Prototipado y prueba del circuito
- Demostrar que el circuito funciona para producción!!!
