Diseño y Fabricación de Placas de Circuito Impreso (PCB): Optimización y Proceso Manual

Diseño de Placas de Circuito Impreso (PCB)

1. Características Funcionales

Al diseñar el esquema de pistas, se debe tener en cuenta:

A) Dimensiones de las Pistas

• El ancho de las pistas depende de la corriente (I) que circule por ellas. Generalmente, se utiliza un ancho de 2 mm (Ver TABLA 1).
• Para determinar la corriente máxima que puede circular por una pista, se utiliza la ecuación: I = 96 * S^(3/4).
• La corriente máxima nunca debe alcanzar el 50% del valor de fusión.

B) Distancia entre Pistas

• La distancia mínima entre pistas depende de la diferencia de potencial entre ellas. Se recomienda un mínimo de 0,8 mm.
• (Ver TABLA TENSIÓN-SEPARACIÓN)

C) Forma de las Pistas

1. Deben ser paralelas a los bordes o formar un ángulo de 45º.
2. Deben ser lo más cortas posible.
3. Evitar ángulos de 90º. Se recomienda usar dos ángulos de 45º, uno de 135º o un arco.
4. El diámetro de los pads debe ser el doble del ancho de la pista.
5. Las bifurcaciones deben ser suavizadas con triángulos.
6. Mantener una distancia de 5 mm con el borde de la placa.
7. No pasar pistas por debajo de componentes activos.

D) Distribución de Componentes

1. Debe ser lo más sencilla y uniforme posible.
2. Los componentes deben estar paralelos a los bordes.
3. Debe haber entre 2,5 mm y 5 mm de separación entre el cuerpo del componente y el pad.
4. Prever el anclaje al chasis mediante un taladro de 3,5 mm en cada esquina.

2. Cara de Pistas y Cara de Componentes

Una PCB es un soporte de material aislante con una o dos caras cubiertas de cobre de 35 micras de espesor.

• A) Cara de componentes: En esta cara se ubican los componentes electrónicos.
• B) Cara de pistas: En esta cara se encuentran las pistas de cobre que interconectan los componentes.

3. Elección del Número de Caras de una Placa

En circuitos complejos, se trazan pistas por ambas caras, comunicándolas con agujeros metalizados (placas de "doble cara"). En la industria, existen placas multicapa, donde las pistas forman un sándwich.

Fabricación Manual de una Placa de Circuito Impreso

1. Composición de la Placa

La placa está construida con un material aislante (baquelita) cubierto por una capa de cobre en una o ambas caras. Las pistas se crean eliminando el cobre no deseado.

2. Diseño de la Disposición de los Componentes

El primer paso es dibujar la disposición de los componentes, representando el espacio que ocuparán los terminales y sus huellas. Se debe marcar la polaridad de los componentes.

3. Creación del Fotolito Negativo

Se invierte el diseño y, sobre un cristal, se calcan los pads y las pistas. Este es el diseño de pistas (enrutado). Se debe evitar el cruce de pistas.

4. Fijación del Fotolito por el Lado del Cobre

Se fija el fotolito a la PCB con celofán.

5. Taladro de Orificios

Se marcan los pads con un granete o un tornillo, golpeándolos suavemente con un martillo. También se marcan las esquinas de la placa.

6. Representación de Pistas en el Cobre

Con un marcador permanente (por ejemplo, Edding), se marcan los pads y las pistas. Se recomienda dar varias pasadas en el mismo sentido y no dejar huellas.

7. Tratamiento Químico

Para eliminar el cobre no deseado, se prepara una solución en una cubeta de plástico con: una parte de agua, una parte de ácido clorhídrico (33%) y una parte de agua oxigenada de 110 volúmenes.

Se introduce la PCB en la solución con pinzas de plástico, se mueve la cubeta y se limpia la placa.

8. Taladro de Pads

Se taladran los pads con una broca de 1,5 mm y se eliminan las rebabas con una lija.

9. Soldadura de Componentes

Se insertan las patillas de los componentes y se sueldan en el siguiente orden:

A) Zócalos de circuitos integrados B) Bornes o espadines C) Resistencias D) Condensadores E) Componentes activos