practica 5-quimica aplicada

PRACTICA N 5:

Elaboracin de un circuito impreso

Grupo: 2CV10

Equipo 4: Cadena Ayala Mario Alberto _______________ Gomora Gonzlez Donovan Rodolfo _______________ Ramrez Cruz Juan Manuel _______________

Fecha de Entrega: 25 de Junio del 2015

Instituto Politcnico Nacional-IPNEscuela Superior de Ingeniera Mecnica Elctrica-ESIMEIngeniera en Comunicaciones y Electrnica-ICE

ndice

1.-Objetivo....012.-Marco Terico.....02 Marco Terico de Cadena Ayala Mario Alberto..02 Marco Terico de Gomora Gonzlez Donovan Rodolfo...05 Marco Terico de Ramrez Cruz Juan Manuel...103.-Material y reactivos.....144.-Desarrollo de la Practica....165.-Cuestionario....186.-Aplicaciones industriales.......207.-Conclusiones...23 Conclusiones de Cadena Ayala Mario Alberto...23 Conclusiones de Gomora Gonzlez Donovan Rodolfo.23 Conclusiones de Ramrez Cruz Juan Manuel.248.-Bibliografia...25 Bibliografa de Cadena Ayala Mario Alberto...25 Bibliografa de Gomora Gonzlez Donovan Rodolfo.25

Bibliografa de Ramrez Cruz Juan Manuel.26

Objetivo

El alumno aplicara el procedimiento de diseo directo en la elaboracin y proteccin de un circuito impreso.

Marco terico

Cadena Ayala Mario Alberto

CIRCUITO IMPRESOEn electrnica, circuito impreso, tarjeta de circuito impreso o placa de circuito impreso, es la superficie constituida por caminos, pistas o buses de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar elctricamente a travs de las pistas conductoras, y sostener mecnicamente, por medio de la base, un conjunto de componentes electrnicos. Las pistas son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada, cermica, plstico, tefln o polmeros como baquelita.La produccin de las PCB y el montaje de los componentes puede ser autorizada. Esto permite que en ambientes de produccin en mase, sean ms econmicos y fiables que otras alternativas de montaje. En otros contextos, como la construccin de prototipos basada en ensamble manual, la escasa capacidad de modificacin una ve construidos y el esfuerzo que implica la soldadura de los componentes hace que las PCB no sean una alternativa ptima.La organizacin IPC, ha generado un conjunto de estndares que regulan el diseo, ensamblado y control de calidad de circuitos impresos, siendo la familia IPC-2220 una de las de mayor reconocimiento en la industria. Otras organizaciones, tambin contribuyen con estndares relacionados, como por ejemplo: ANSI, IEC, EIA y JEDEC.DISEO DE UN CIRCUITO IMPRESOEl diseador es usualmente un ingeniero (elctrico o electrnico) y un especialista en circuitos impresos. El diseador debe de acatar odas y cada una de las normas establecida por la empresa a quien va a ser entregado el circuito adems de respetar las normas generales para la fabricacin del mismo, al mismo tiempo que debe de hacer un buen uso de todos los materiales proporcionados y una eficacia en los mismo.

POLIMEROLos polmeros son macrocelulas formadas por la unin de molculas ms pequeas llamadas monmeros.El almidn, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polmeros naturales, entre los ms comunes de estos y entre los polmeros sintticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.

SOLUCIONUna solucin es una mezcla homognea a nivel molecular o inico de dos o ms sustancias que no reaccionan entre s, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables.Tambin se puede definir como una mezcla homognea formada por un disolvente y por uno o varios solutos.Un ejemplo comn podra ser un slido disuelto en un lquido, como la sal o el azcar en agua; o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama.Tambin otros ejemplos de soluciones son el vapor de agua en el aire, el hidrogeno en paladio o cualquiera de las aleaciones existentes.El trmino tambin es usado para hacer referencia al proceso de disolucin.

ACIDOS DE LEWISEl qumico estadounidense Gilbert N. Lewis dio una definicin muy poco completa acerca del comportamiento de los electrones, la cual se puede definir como una fenomenal mezcla de sustancias, el color azul y rojo, por ejemplo que puede aceptar un par de electrones, y para una base como una sustancia que puede donar un par de electrones. En 1923 y desarroll en 1938 su teora de cidos y bases.La diferencia entre el cido y la base son sus electrones. El cido debe tener su octeto de electrones incompleto y la base debe tener algn par de electrones solitarios. La reaccin de un cido con una base de Lewis da como resultado un compuesto de adicin. Los cidos de Lewis tales como el cloruro de aluminio, el trifluoruro de boro, el cloruro estnnico, el cloruro de zinc y el cloruro de hierro (III) son catalizadores sumamente importantes de ciertas reacciones orgnicas.

De esta forma se incluyen elementos que se comportan como bases pero no cumplen la definicin de Brnsted y Lowry, y suelen ser denominadas cidos de Lewis. Puesto que el protn, segn esta definicin, es un cido de Lewis (tiene vaco el orbital 1s, en donde alojar el par de electrones), todos los cidos de Brnsted-Lowry son cidos de Lewis.

FIBRA DE VIDRIOLa fibra de vidrio es un material que consta de numerosos filamentos y extremadamente finos de vidrio que a cierta temperatura son muy elsticos y buenos protectores para placas impresas.

Gomora Gonzlez Donovan Rodolfo

POLIMEROSEs la unin de monmeros en una molcula, este tipo de compuestos se caracteriza principalmente por compuestos de materia orgnica que se entrelazan en torno a una cadena orgnica. Principalmente este tipo de compuestos se crean a partir de materiales de distintas procedencias pero parten del hecho en que se basan en compuestos orgnicos que son procesados para posteriormente poder crear estas estructuras y con ello llevar a cabo una aplicacin en cualquier medio que se requiera. Cabe destacar que en la naturaleza ya se encuentran estos compuestos con caractersticas nicas, pero que a partir del estudio de la disciplina de la qumica de compuestos, en general, ha trado como consecuencia un desarrollo notable en el desarrollo de productos que puedan igualar o mejorar dichos compuestos orgnicos.

Estos compuestos se encuentran generalmente en un sinfn de aplicaciones que solucionan problemas del ser humano. Uno de los ejemplos ms prcticos aplicados a la Electrnica consiste en una placa de baquelita que acta como un aislante trmico y elctrico para que cuando se desarrolle un circuito elctrico estos dos factores son importantes a la hora del diseo de estructuras electrnicas. Generalmente un polmero tiene como funcin el aislar algn medio de otro, a manera que, ha permitido la creacin de nuevas de las tecnologas de la informacin y otras tcnicas tiles en la industria.

ACIDOS DE LEWISDe acuerdo a Gilbert N. Lewis, existen cidos y bases de acuerdo al tipo de sustancia que se tenga, y de acuerdo a como se identifique se le determina alguna de estas dos condiciones. La diferencia entre cido y base es el nmero de electrones. Lewis deduce que el cido debe tener el octeto de la rbita de valencia incompleto, casi a punto de a completarse mientras que la base por su contrario debe tener el octeto con solamente un par de electrones.

A manera que esta ha sido la base terica que hoy rige muchas de las leyes de la fsica, electrnica y sobre todo qumica, debido a que nos ha dado una idea como es el movimiento de los electrones y que gracias a ellos sabemos que estos electrones generan energa elctrica que puede ser empleada para distintos usos; por lo tanto, como consecuente, ha logrado el incremento y la aplicacin de conocimientos tericos a distintos mbitos.Esta teora tambin trajo como consecuencia que se identificaran distintas sustancias de acuerdo a sus electrones presentes, un ejemplo claro es el Cloruro Frrico (FeCl3) indispensable para la grabacin de circuitos impresos.

CIRCUITO IMPRESOEn electrnica se le conoce como circuito elctrico a una placa (hecha principalmente de baquelita) no conductora en su centro y otras placas conductoras (cobre y/o oro), que tienen sobre ellas una serie de pistas o caminos por donde fluye energa elctrica. De modo general es una Placa Impresa de Circuitos donde se colocan de manera analgica dispositivos creados a partir de materiales como fibras de vidrio, cermica, plstico, tefln etc. Es de suma importancia hacer hincapi que estos dispositivos tiene como finalidad de conducir corriente elctrica de algn tipo y magnitud que en un momento realizar un proceso automatizado para repetir un trabajo o en su caso alguna actividad y con eso obtener un beneficio.La IPC (Institute for Printed Circuits) ha creado un estndar sobre el cual cada circuito impreso tiene unas normas o especificaciones a nivel mundial para las cuales se asegura que tendr una mejor calidad de produccin y un mejor rendimiento a nivel industrial. Indirectamente organizaciones como ANSI (American National Standars Institute) y IEC international Engineering Consortium) trabajan para regir estos estndares.Las aplicaciones de los circuitos impresos son, actualmente, como la base de todas las tecnologas de informacin reciente en el ltimo siglo de la humanidad; con el tiempo ha trado distintas consecuencias de acuerdo a la poca y la cultura en donde se encuentre, pero de manera generalizada se dice que los circuitos hoy en da es parte fundamental de las grandes maquinas que resuelven la mayora de nuestros problemas.Dentro de los componentes que contienen los circuitos impresos se encuentra: Resistencias:Aumentan o disminuyen el paso de corriente de un circuito impreso.

Capacitores:

Retienen carga elctrica y despus de un cierto tiempo, se descargan liberando su energa almacenada, para volver a cargar energa. Circuitos Integrados:

Conjunto de Capacitores, Resistencias y pistas en un solo componente, el cual realizar una funcin de acuerdo a principios de Lgica Booleana.

CPUS:

Conjunto de Circuitos Integrados en un solo componente, el cual realizar ms de una funcin y es el encargado de realizar distintas actividades al mismo tiempo. Memorias RAM, ROM, EEPROM

Dispositivos encargados de almacenar informacin, mediante lgica de dispositivos como el capacitor y resistencias.

Ramrez Cruz Juan Manuel

CIRCUITO IMPRESOEn electrnica, un circuito impreso o PCB (sprinted circuit board), es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre un sustrato no conductor. El circuito impreso se utiliza para conectar elctricamente, a travs delos caminos conductores, y sostener mecnicamente, por medio del sustrato, un conjunto de componentes electrnicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que el sustrato se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada, entre los ms usuales se encuentran:

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Cermica Plstico Tefln Polmeros(baquelita)

La produccin de los PCB y el montaje de los componentes pueden ser automatizada. Esto permite que en ambientes de produccin en masa, sean ms econmicos y confiables que otras alternativas de montaje. ComposicinLa mayora de los circuitos impresos estn compuestos aproximadamente de diecisis capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante laminadas entre s. Las capas pueden conectarse a travs de orificios, llamados vas. Procesos de fabricacinEntre los varios procedimientos para hacer un circuito se encuentran: Mtodo serigrfico: Utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado.

Mtodo Fotogrfico: El mtodo fotogrfico para la elaboracin de circuitos impresos se lleva a cabo a partir de un fotolito negativo, ya sea de un dibujo manual en papel o de un diseo por computadora impreso.

Mtodo Directo: Esta manera de producir tarjetas de circuito impreso, es la ms econmica que existe, ya que solo se necesita un plumn de tinta indeleble, la baquelita donde se plasma el diseo y el agente que se encarga de corroer la superficie de cobre no deseada. Este agente es el conocido cloruro frrico.

POLMEROLa materia est formada por molculas que pueden ser de tamao normal o molculas gigantes llamadas polmeros.Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas de las formas ms diversas.Sin embargo, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas.Lo que distingue a los polmeros de los materiales constituidos por molculas de tamao normal son sus propiedades mecnicas. En general, los polmeros tienen una excelente resistencia mecnica debido a que las grandes cadenas polimricas se atraen. Las fuerzas de atraccin intermoleculares dependen de la composicin qumica del polmero.

CERMICOUn material cermico es un tipo de material inorgnico, no metlico, buen aislante y que adems tiene la propiedad de tener una temperatura de fusin y resistencia muy elevada, son slidos producidos mediante tratamiento trmico.La cermica electrnica se mezcla frecuentemente con distintos metales y polmeros para solucionar diferentes requisitos para los distintos y numerosos usos que poseen, que van desde dispositivos de ordenadores, uso en telecomunicaciones, censores, tecnologa en general, etc.

Material y reactivos

-Materiales1 Placa de baquelita con capa de cobre.1 Hoja con el diagrama de un circuito impreso.1 Plumn de tinta anticida.1 Vaso de precipitado de 1 litro.1 anillo, mechero y tela de alambre c/ asbesto1 PunznRecipiente de plstico1 Par de guantes de plstico1 Agitador1 Servitoalla1 Multmetro1 MartilloAlgodnPinzas largasSoldaduraPasta para soldarCautn

-ReactivosSolucin de FeSolucin de HNAcetona

-Dispositivos del circuito3 Terminales de 2 tornillos para pbc.1 Pulsador que se sostenga.1 Batera de 9v.1 Conector de batera1 Resistencia de 1k1 Resistencia de 22k1 Resistencia de 10k1 Resistencia de 6801 Base de circuito integrado NE 5551 Circuito integrado NE 5551 Bocina2 Cables de calibre 0.5mm de cobre1 Capacitor de 0.1uF1 Capacitor de 5uF1 Led ultra brillante1 Fotorresistencia Desarrollo de la practica

Parte 1:

1. Tomar la placa de baquelita, limpiarla usando algodn con solucin de HN hasta que el cobre quede brillante. Tener cuidado de no tocar la superficie de la placa con los dedos despus de limpiarla.2. Colocar la hoja del diagrama sobre la placa de baquelita, asegurndose de que no se mueva.3. Marcar con un punzn sin traspasar la placa los puntos donde se harn las perforaciones para insertar los componentes.4. Trazar las pistas con el plumn anticido siguiendo el diagrama del circuito impreso considerado.5. Calentar la solucin de Fe a 60C en un vaso de precipitados.6. Para eliminar el cobre excedente de la placa, colocarse los guantes e introducirla en el recipiente de plstico que contiene suficiente solucin de Fe para cubrir totalmente la placa. Agitar suavemente el recipiente para que el proceso se efectu eficientemente hasta eliminar el cobre no deseado.Observe continuamente para verificar que no se elimine el cobre de las pistas.7. Una vez que la placa este lista, retirarla del recipiente con las pinzas y enjuagarla con agua.8. Con el algodn y la acetona, limpiar el marcador anticido de las pistas de cobre.9. Con un multmetro comprobar la continuidad de las pistas.

Parte 2:

1. Soldar con precaucin los componentes electrnicos en la placa de baquelita con ayuda del cautn, soldadura y fundente.2. Verificar el buen funcionamiento del circuito.

Cuestionario

1.- Para qu sirve un circuito impreso?R=Sirve para sostener de forma mecnica y conectar elctricamente los componentes a utilizar, mediante unas pistas o rutas de material conductor, para poder armar un circuito funcional.

2.- De qu otros materiales pueden ser las placas del circuito impreso?R=Fibra de vidrio, baquelita, poliamidas de vidrio, el kevlar, compuestos de cuarzo, las cermicas, el ivar-cobre.

3.- Qu es un polmero?R=Un polmero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que comprende desde miles a millones de gramos, y por estar formado por muchas unidades que se repiten.Son materiales de origen tanto natural como sinttico. Polmeros de origen natural son, por ejemplo, la celulosa, el caucho natural y las protenas. Los polisteres, poliamidas, poliacrilatos, poliuretanos, etc., son familias o grupos de polmeros sintticos con una composicin qumica similar dentro de cada grupo. Macromolcula y polmero son trminos equivalentes, el primero se utiliza para referirnos a propiedades relativas a la escala molecular mientras que el segundo se emplea ms para referirnos al material y sus propiedades macroscpicas.

4.- Qu es una solucin?R=Las soluciones son mezclas homogneas formadas por dos o ms sustancias. Las solucione ms sencillas estn formadas por dos componentes llamados soluto y solvente. El soluto es la fase dispersa y se encuentra en menor proporcin en la solucin. El solvente o disolvente es la fase dispersora y constituye la mayor parte de la solucin.

5.- Que es un cido segn Lewis?R=Un cido de Lewis es una sustancia que puede aceptar un par de electrones.

6.- Qu es una fibra de vidrio?R=La fibra de vidrio (del ingls fiberglass) es un material fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a travs de una pieza de agujeros muy finos (espinerette) y al solidificarse tiene suficiente flexibilidad para ser usada como fibra.

7.- Qu es un cermico?R=Son compuestos qumicos o soluciones complejas, que contienen elementos metlicos y no metlicos. Yienen amplias propiedades mecnicas y fsicas. Debido a sus enlaces inicos o covalentes, los cermicos son duros frgiles, con un alto punto de fusin, baja conductividad elctrica y trmica, buena estabilidad qumica y resistencia a la compresin.

8.- Mencione las ventajas de un circuito impresoR=Proporcionar una base para el montaje de los componentes, con una robustez mecnica elevada.La disposicin de los componentes es fija, evitando as el problema de disposicin en el espacio del mismo durante el montaje cableado, con los consiguientes riesgos de falta de aislamiento e incluso corto circuito, ocasionando por la fijacin al antiguo chasis o platina metlica.El montaje es muy rpido, ya que solamente se precisa insertar los componentes en los taladros del circuito y realizar la soldadura.

9.- Por qu el Fe se comporta como un cido?R=El cloruro de hierro (III) es un cido de Lewis bastante fuerte y se emplea como catalizador en sntesis orgnica.

10.- Qu observa y concluye sobre la practica?R=La prctica es muy didctica y muestra con lujo de detalle los pasos a seguir para realizar correctamente la elaboracin de un circuito impreso y concluimos que la practica fue un buen inicio para adentrarse en el mbito de circuitos y a su vez de electrnica de manera sencilla y comprensible.

11.- Para qu se recubre un circuito impreso?R=Para evitar que el oxgeno del ambiente corroa el cobre de las pistas.

12.- Cules son los parmetros a considerar para seleccionar un buen recubrimiento?R=Que no intervenga con el funcionamiento del circuito, que tenga un buen recubrimiento para que su duracin sea la ms prolongada y que no cause interferencia electroesttica.

13.- Con que materiales se logra un recubrimiento eficiente?R= FLUS SK 10, PLASTIK 70, MASCARA ANTISOLDANTE PARA PCBS, GREEN COAT, BARNIS EN AEROSOL PARA MADERA, RESINA DE PINO.

Aplicaciones industriales

Las fuentes de energa como los transformadores en los postes de luz.El cableado de las casas y edificios.Las cargas resistivas como parrillas elctricas, los focos, las cafeteras.Las cargas inductivas con el motor del refri, el horno de microondas, la televisin, el motor de la lavadora.Los interruptores que son para interrumpir el cierre del circuito o deje de circular corriente elctrica hacia un foco en especfico.Los braker que son interruptores trmicos y magnticos, estos protegen de cortos circuitos.En esencia cada aparato electrnico debe su existencia a la fabricacin de los circuitos impresos ya que sin estos no podran realizar las numerosas actividades que hoy en da realizan, los circuitos son una herramienta muy til a la hora de reducir procesos para el trmino de una tarea en especfico ya sea siempre claro elctrica o electrnica.

Conclusiones


Con la elaboracin de la prctica llegue a saber cmo es la forma correcta en que se debe de realizar un Circuito Impreso y adems conocer que aun despus de haberlo terminado se le puede seguir dando un cuidado para que funcione de una manera ptima.Concluy que la prctica fue un buen inicio para adentrarse en el mbito de circuitos y a su vez de electrnica de manera sencilla y comprensible.


Llegue a la conclusin de que los circuitos impresos son fundamentales ya que hoy en da la mayora de los aparatos tecnolgicos fueron creados a partir de distintos mtodos pero por lo cual se ha generado unas tecnologas de la informacin diferentes a las vistas anteriormente a las civilizacin que conocemos actualmente y que gracias al estudio de diversas disciplinas que han generado conocimientos a partir de observacin y experimentacin ha sido posible crear el mundo que tenemos en nuestras manos.


Con la elaboracin de la prctica percibimos las diversas maneras que hay para la creacin de circuitos impresos, porque la prctica fue de utilidad para adentrarse en el mbito de la electrnica de manera sencilla y comprensible.Aunque si bien, el mtodo elegido en esta prctica para la elaboracin del circuito es un poco primitivo comparado con otros existentes, tambin es el ms sencillo, por lo que se cumpli el objetivo de la prctica, logrndose captar toda la informacin que conllevaba el procedimiento. Tambin se pudo inferir en los tratamientos previos y posteriores que se deben aplicar para que el circuito funcione de manera ptima.

Bibliografa


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practica 5-quimica aplicada

Documents