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El circuito impreso

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El circuito impreso es el sistema de interconexión de componentes más utilizados en la actualidad, para la realización práctica de circuitos electrónicos.

Su desarrollo se debió en gran parte, a la progresiva miniaturización que se ha ido imponiendo sobre todos los componentes electrónicos y que en un determinado momento obligó a abandonar el método de interconexión mediante hilos o cables, debido a que resultaba más voluminosa esta interconexión que los propios componentes. Además, el circuito impreso presenta un gran número de ventajas sobre un sistema cableado, que se pueden resumir en las siguientes:
- Proporciona una base para el montaje de los componentes, con una robustez mecánica elevada.
- La disposición de los componentes es fija, evitando así el siempre difícil problema de la disposición en el espacio de los mismos durante el montaje cableado, con los consiguientes riesgos de falta de aislamiento e incluso cortocircuitos, ocasionados por la fijación al antiguo chasis o platina metálica.
- El montaje es muy rápido, ya que solomente se precisa insertar los componentes en los taladros del circuito y realizar la soldadura.

El circuito impreso


Materia base

Los circuitos impresos se obtienen a partir de un material base, que se denomina laminado, formado por una resina plástica con una estructura interna de fibra de vidrio o papel impregnado que le confiere la resistencia mecánica adecuada. Sobre esta base plástica y por una o las dos caras se encuentran una o dos láminas de cobre adheridas mediante un proceso de presión y alta temperatura, obteniéndose un producto final en forma de lámina de 1,5 milímetros de espesor, aproximadamente, con la extensión superficial necesaria.

Este laminado es el elemento que permitirá, mediante el tratamiento adecuado, obtener la interconexión que se precisa.



Los circuitos impresos se realizan habitualmente utilizando una o las dos caras del laminado obteniéndose circuitos monocara o circuitos doble cara y en casos especiales también se utilizan circuitos multicapa.

Plaqueta


Diseño

El primer paso para la realización del circuito, es el diseño o dibujo sobre papel de la interconexión, es decir, de la disposición geométrica que han de tener los conductores o pistas que unirán electricamente los diferentes componentes. Esta fase es de gran importancia y requiere dedicarle todo el tiempo necesario ya que cualquier error que se cometa, se traducirá después en un problema que resultará difícil de eliminar sobre el circuito ya terminado. El diseño se realiza asignando los espacios que ocuparán los componentes, teniendo en cuenta las dimensiones de los mismos, utilizándose a menudo para ello, una rejilla o retícula formando cuadrados de 0,1 pulgada = 2,54 milímetros de lado, ya que todos los componentes tienen sus dimensiones estandarizadas a esta medida, es decir, tanto su longitud entre terminales como su ancho corresponden a un número entero de veces o múltiplo del cuadrado de la retícula, con lo que se facilita mucho el diseño. Normalmente se realiza un dibujo a una escala mayor del tamaño real, empleándose varias, según las posibilidades, siendo las típicas 2:1, 4:1 y 5:1, con ello el dibujo es menos dificultoso y los errores que puedan ser tolerables se reducen en la misma proporción que la escala, al volver más tarde el circuito a su tamaño real.

Una vez colocados los componentes en el diseño, se procede a dibujar las pistas o vías de interconexión, con la precaución lógica de que no pueden cruzarse. Si el circuito es monocara, los cruces de conductores deberán realizarse mediante puentes de hilo situados en la cara de montaje de componentes. Si se trata de un circuito de doble cara, los cruces se realizan mediante pistas en la misma cara que en el caso anterior.

circuito impreso


Fabricación

Con el diseño ya realizado, se procede a obtener un negativo fotográfico a escala 1:1 o tamaño natural y a partir de este momento se siguen procesos diferentes según se trate de circuitos monocara o doble cara.

En los primeros, se cubre el laminado por la cara del cobre con una emulsión fotosensible y se sitúa sobre ella el negativo con la imagen del diseño obtenido anteriormente, realizándose a continuación una exposición a la luz, en la que se emplean lámparas especiales de alta luminosidad o la luz del sol, durante un tiempo determinado. En esta fase se impresionarán únicamente las zonas expuestas a la luz, del negativo, es decir, las pistas o vías conductoras.

A continuación se procederá al revelado, durante el cual se eliminarán las zonas donde la emulsión fotográfica no haya sido impresionada, quedando protegidas únicamente las vías conductoras.

Después de completar el proceso fotográfico, se somete al circuito a un ataque químico o incisión, con el objeto de eliminar el cobre de las zonas no cubiertas, empleándose para ello una disolución de cloruro férrico en agua.

Una vez obtenida la imagen deseada sobre el laminado, habiendo desaparecido las zonas de cobre no útiles, se procede a eliminar la emulsión fotográfica de las pistas con un disolvente, después se deja secar el circuito y se pasa a la fase de taladrado de todos los puntos o nodos donde se insertarán los terminales de los componentes.

El proceso puede terminar aquí, una vez obtenidos los conductores en cobre, pero en circuitos de más alta calidad, un proceso químico durante el cual se deposita una capa de aleación de estaño-plomo sobre las pistas con el objeto de evitar oxidaciones del cobre y facilitar el proceso de soldadura de componentes, completándose la fabricación con un tratamiento final en alta temperatura para fundir la aleación depositada, con lo que una vez enfriado el circuito se consigue un aspecto brillante de todos los conductores, quedando en estado óptimo para realizar todas las soldaduras.

doble cara


multicapa


Circuitos de doble cara

En circuitos doble cara, la primero fase consiste en realizar el taladrado de todos los nodos, con el objeto de efectuar la metalización posterior de los taladros. Después se somete al circuito al proceso químico durante el que se deposita una película de cobre en el interior de los taladros, procediéndose a continuación a realizar el proceso fotográfico descripto anteriormente, pero ahora sobre las dos caras del laminado, con la precaución de obtener el máximo de precisión en la colocación de los negativos sobre las caras, buscando una coincidencia total con los taladros ya realizados.

El proceso químico de incisión y de depósito de estaño-plomo es similar al del circuito monocara con la única diferencia de que el estaño-plomo también se depositará en el interior de los taladros, quedando éstos en óptimas condiciones para la soldadura de componentes, obteniéndose así una mayor calidad y seguridad que en un circuito monocara.

Cicuitos multicapa

El circuito multicapa únicamente se emplea en equipos que requieran una altísima cantidad de componentes y por lo tanto, de interconexión en espacios muy reducidos, ya que debido a su alto precio no resulta conveniente aplicarle en otros casos. Este circuito se compone de un cierto número de láminas de cobre con la imagen de conductores adecuada, separadas por capas muy finas de material base de laminado que actúan de aislantes, obteniéndose las interconexiones entre las diferentes capas a través de taladros metalizados en los puentos en que se precise. Todo el conjunto se somente a un proceso de presión y temperatura y se obtiene el producto final con un aspecto exterior muy parecido al circuito doble cara, presentando por los bordes una apariencia de sanwich producida por las diferentes capas de las que se compone.


lámina


monocara


pistas de cobre





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4 comentarios - El circuito impreso

@TrokBknm
+10 para no dejar este post en el olvido
@QUEJUAN_12
que ventajas y desventajas hay con trabajar con montajes superficiales para la fabricacion de PCB ?????