diseÑo pcb

DISEÑO PCB

Nelson Javier RodríguezDocente ESUFA

DISEÑO PCB• PCB (Printed circuit Board) tarjeta de circuito impreso.

Soporte rígido que permite el soporte la interconexión decomponentes electrónicos activos y pasivos en unsistema electrónico, se utiliza en sistemas electrónicosdesde celulares hasta satélites, aviones, computadores, etc.

NORMAS IPC: (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits

• Placa (baquela) Virgen:Por uno, ambos o varias capas conduce los caminos por medio del cobre,

mientras que sostiene mecánicamente los componentes electrónicos.

Tipos:

• Una cara (solo una cara tiene cobre).

DISEÑO PCB

• Doble cara (las dos caras tienen cobre):

• Múltiples caras (doble capa+capas internas

de cobre).

DISEÑO PCB

Materiales:

• Baquelita.

Mas utilizado

• Fibra de vidrio reforzada FR-4. (el mejor)

• Fibra de vidrio.

• Teflón.

DISEÑO PCB

• Tipos de montajes de componentes electrónicos:

DISEÑO PCB

• Tipos de montajes de componentes electrónicos:

DISEÑO PCB

• Tipos de componentes que se conectan en un PCB:

• Componentes DIP: Dual inline package, componentes como circuitos integrados, microcontroladores, etc.

Son muy comunes, ya que se pueden conectar en el protoboard y realizar diseños y prototipos,para la producción de sistemas electrónicos están siendo desplazados por los componentesde montaje superficial SMD

Las patas inducen y producen ruido electromagnético

DISEÑO PCB

• Componentes Thru Hole

Son componentes que atraviesan de lado a ladola tarjeta de circuito impreso.

Entre estos tenemos:•Resistencias•Condensadores•Transistores•Condensadores

DISEÑO PCB

Estos componentes camban su comportamientoa alta frecuencia, por lo que no se recomiendaSu utilización en circuitos que operen en altas Frecuencias.VER VIDEO

• VENTAJAS DE UTILIZAR COMPONENTES SMD

• Una de las principales ventajas es que reduce el tamaño de la placa en aproximadamente 4 veces.

• La eliminación de las patas de los IC (circuitos integrados) permite eliminar la resistencia, capacitancia e inductancia parasita de los componentes del circuito.

• Las señales digitales son mas “Cuadradas”.

• El comportamiento del circuito a altas frecuencias es mejor.

• DESVENTAJAS

• El reducido espacio no permite que las resistencias disipen cantidades de potencia que si las resistencias true hole.

• Debido a su pequeño tamaño su ubicación, soldada y desoldada en la tarjeta es mas complicada que un componente true-hole.

• Son mas susceptibles a daños por efecto de sobre temperaturas especialmente en la soldadura del PCB.

DISEÑO PCB COMPARACION ENTRE COMPONENTES SMD Y TRUE HOLE

• LAYERS O CAPAS: Son las diferentes superficies que puede tener una tarjeta PCB. Pueden ser de Cobre, de material

aislante y de serigrafía.

1. CAPAS DE COBRE: Es la capa que interconecta los diferentes componentes de los circuitos y conduce la corriente eléctrica.

pueden ser una o varias capas de cobre en un PCB.

2. CAPA DE SERIGRAFIA O MASCARA DE COMPONENTES: Capa de dibujo

De color blanco o negro que muestra como van ubicados los componentes,

también muestran el nombre del componente y el valor, esta capa esta en la

superficie del PCB, también sirve para ubicar los componentes.

3. CAPA DE ANTISOLDER: Capa de laca verde que impide que la soldadura de

estaño pase a lugares no deseados en el momento de soldar los componentes.

DISEÑO PCB TERMINOLOGIA

• PADS: Un pad es una superficie de cobre en un circuito impreso o PCB que permite soldar o fijar la componente a la

placa. Existen dos tipos de pads; los thru-hole y los smd (montaje de superficie).

• PISTAS O CAMINOS DE COBRE O TRACKS: Un track es un camino conductor de cobre que sirve para

conectar un pad (donde descansa el pin o terminal de un componente) a otro. Los tracks pueden ser de distinto ancho dependiendo de las corrientes que fluyen a través de ellos.

DISEÑO PCB TERMINOLOGIA

PADS THRU HOLEPADS SMD

CAPACIDAD MAS CORRIENTE

CAPACIDAD MENOS CORRIENTE

• VIAS: Una via es una perforación metalizada (en inglés, plated via) que permite que la conducción eléctrica no se

interrumpa cuando se pasa de una superficie a otra en PCB.

• BURIED VIA O VIA ENTERRADA: Perforación interna en el PCB que

une dos o mas capas internas del PCB.

. BLIND VIA O VIA CIEGA: Vía que une una capa de cobre superior

o inferior con una capa interna del PCB.

DISEÑO PCB TERMINOLOGIA

Vías que interconectan la capa superiorde cobre con la inferior de cobre.

• Componentes de montaje superficial SMD

DISEÑO PCB

En la actualidad la tecnología tiende hacia la miniaturización de los sistemas, por lo tantoLos componentes de montaje superficial SMD, son los mas utilizados en el ensamble detarjetas electrónicas.

•VIDEO SMD1•VIDEO SMD2

• DUAL IN LINE: Ejemplo:

• QUAD IN LINE: Ejemplo:

• GRID ARRAYS: BALL GRID ARRAY

TIPOS ENCAPSULADOS CIRCUITOS INTEGRADOS ICS

• SOIC: En realidad, SOIC es un acrónimo de Small-Outline Integrated

Circuit, y ocupa entre un 30% y 50% menos que un circuito equivalente en cápsula DIP.

• VIDEO SOLDADURA SOIC 1.

• VIDEO SOLDADURA SOIC 2.

• VIDEO DESOLDADA SOIC3.

• VIDEO SOLDAURA POR OLA DE ESTAÑO.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC Dual-in-line

• TSOP: Thin small-outline package

Provee mas integración que el SOIC.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC Dual-in-line

VIDEO 1 SOLDADURA TSOP.VIDEO2 REMOVER TSOP.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC Quad-in-line

• LQFP: Un encapsulado Low-profile Quad Flat Package (LQFP o encapsulado

cuadrado plano de perfil bajo) es un encapsulado de circuito integrado para montaje superficial con los conectores de componentes extendiéndose por los cuatro lados. Los pines se numeran en sentido contrario a las agujas del reloj a partir del punto guía. El espacio entre pines puede variar; los intervalos más comunes son 0.4, 0.5, 0.65 y 0.80 mm.

• VIDEO1 SOLDAR LQFP 100 PINES.

• VIDEO2 SOLDAR 2 LQFP ESTACION SOLDADURA.

• VIDEO3 RESOLDERING TQFP.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC Quad-in-line

• QFN: QUAD FLAT NO LEADS es un componente electrónico

el cual no tiene patas de conexión y es relativamente plano.

VIDEO 1 SOLDAR QFN.

VIDEO 2 QFN ESTACION PROFESIONAL.

VIDEO REFLOW QFN 1 DE 2.

VIDEO REFLOW QFN 2 DE 2.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC Quad-in-line

• LGA:Land Grid Array o LGA es un interfaz de conexión a nivel físico para

microchips. A diferencia de otros empaques, no presenta ni pines ni esferas; Laconexión que dispone el chip es únicamente una matriz de superficies conductoraso pads chapadas en oro que hacen contacto con la placa base a través del socket.Es muy utilizado en sensores utilizados en sistemas de control de aeronaves comoacelerómetros y giróscopos.

VIDEO 1 SOLDADURA LGA.VIDEO 2 SOLDADURA LGA. VIDEO 3 SOLDADURA LGA.VIDEO 4 MAQUINA MONTAJE SMD.VIDEO 5 LGA REFLOW OVEN.

• BGA: Ball Grid Array• Las conexiones Ball Grid Array son soldaduras cuyo fin es unir un componente a la placa base de un equipo

electrónico por medio de una serie de soldadura las cuales son bolitas de estaño. Son usadas comúnmente en laproducción y fijación de placas base para ordenadores y la fijación de microprocesadores y circuitos integrados devideo ya que los mismos suelen tener una cantidad muy grande de terminales. Este tipo de tecnología se utiliza encircuitos integrados de altas velocidades y grandes prestaciones.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES CIRCUITOS INTEGRADOS IC

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES VIDEO SOLDADURA BGA

• Reballing: técnica de reparación de soldadura de integrados BGA, donde

se desolda y se vuelve a soldar el circuito integrado.

• Video Reballing microprocesador.

• Video de cerca de la fluidificación de las esferas.

• BGA Rework Station.

• Plastic leaded chip carrier (PLCC): es un encapsulado de

circuito integrado con un espaciado de pines de 1,27 mm (0,05 pulgadas). El número de pines oscila entre 20 y 84. Los encapsulados PLCC pueden ser cuadrados o rectangulares.

• VIDEO PLCC SOLDADURA ARRASTRE.

• VIDEO REMOVER PLCC METODO RUSTICO.

• MAQUINA PROFESIONAL ZEPH.

DISEÑO PCB TIPOS EMPAQUES VIDEO SOLDADURA BGA

• EJEMPLO PIC16F877A:

DISEÑO PCB TIPOS DIFERENTES EMPAQUES MICROCONTROLADORES

• EJEMPLO LM555:

DISEÑO PCB TIPOS DIFERENTES EMPAQUES MICROCONTROLADORES

DISEÑO PCB HERRAMIENTAS PARA SOLDAR/DESOLDAR

DISEÑO PCB HERRAMIENTAS PARA SOLDAR/DESOLDAR

VIDEO DESOLDARUDA PUNTA ESPECIALIZADA

DISEÑO PCB HERRAMIENTAS PARA SOLDAR/DESOLDAR

• Son programas de computador CAD (diseño asistido por computador) que automatizan el diseño de las tarjetas PCB.

Algunos paquetes de software comerciales son:

• Eagle: http://www.cadsoftusa.com/

• Altium Designer: http://products.live.altium.com/

• Orcad Layout: http://www.cadence.com/products/pcb/Pages/default.aspx

DISEÑO PCB SOFTWARE DE DISEÑO CAD