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Circuitos Impresos. Funciones, elementos y características.

CIRCUITOS IMPRESOS

Funciones básicas de una placa impresa o PCB

Los circuitos impresos deben soportar sus propios elementos, es un factor básico.

-Soportar sus interconexiones eléctricas.

Todo ello siguiendo unas reglas establecidas a la visión de unas tolerancias impuestas por la naturaleza de los equipos o sistemas electrónicos.

En el diseño de los circuitos impresos, vamos a encontrar una secuencia de causantes cambiantes que van a haber de ser seleccionados y combinados de una manera impecable en cada caso.

La colocación de los elementos en nuestra placa base del circuito, el material dieléctrico de la base, el tipo de los conductores, el número de capas de conductores, la rigidez, la consistencia o compactado del conjunto en la placa, etc. , combinados de forma correcta influirán en el desempeño, calidad y coste del producto .

En el diseño va a existir que reflexionar además en las condiciones de Construcción, creando una información correcta para Crear, conociendo los medios y los costos que van a intervenir en las diferentes operaciones a continuar, para hallar métodos ejecutables y rentables.

Ventajas de los Circuitos impresos y diferencias ante los circuitos convencionales.

  • Ahorro de espacio: Empleando conexiones impresas se ocupa menor espacio en el conjunto que con la utilización de conexionado común.
  •  Los conductores están por siempre unidos al dieléctrico base del circuito, lo cual brinda además una más grande simplicidad para el montaje de los elementos .
  •  Es comúnmente irrealizable la rotura de hilos y la producción del corto circuito entre hilos.
  •  Dada la alta repetibilidad en los circuitos, se produce una uniformidad de las propiedades eléctricas de montaje en montaje, creciendo la fiabilidad.
  • Se disminuye claramente el volumen y el peso de las interconexiones .

Se generan unas nítidas rutas (pistas) de los conductores que aceptan un simple rastreo visual en los mismos y una más grande organización y control del espacio.

Todo ello es gracias a la forma plana de la impresión conductora.

  •  La identificación de las partes del circuito es fácil y el colorido de los hilos fué eliminado .
  • Tienen la posibilidad de ser usados procesos de producción en enormes series y técnicas muy automatizadas .
  • Tienen la posibilidad de usarse operarios con un mínimo de entrenamiento y capacidad.
  • La nitidez de los circuitos facilita, con la asistencia visual, simplificar los procesos de comprobación en relación tiene relación a precisión en los montajes de los elementos achicando, así, los fallos.
  • El cuidado de los Equipos Electrónicos es más hecho más simple, es más barato.
  • En las placas flexibles, su forma plana y delgada produce un más alto de ahorro en peso, espacio y coste. Se puede llegar a un ahorro del 75% en volumen y peso, en relación de su aplicación detalla.

Limitaciones de los circuitos impresos

  • La forma plana del circuito necesita una particular capacidad en el diseño para situar los elementos y las interconexiones .
  • El extenso tiempo empleado en la etapa del diseño influye apreciablemente desde la iniciación del diseño hasta la distribución del resultado definitivo.
  • Cuesta bastante trabajo y dinero ingresar cambios en el diseño cuando ya se tiene los servibles y medios de construcción, establecidos.
  • Adversidades encontradas en la reparación de los circuitos impresos.

ELEMENTOS BÁSICOS DE LOS CIRCUITOS IMPRESOS

  1. Soporte aislante.
  2. Agujeros para montaje de elementos y/ o interconexión.
  3. Conectores de interconexión.
  4. Plataformas de entrada y de salida.

CLASIFICACIÓN DE LAS PLACAS IMPRESAS

  • Categorías de las placas impresas según su consistencia en elementos y en interconexiones.
  • Se piensan tres categorías simples según sus densidades en orden de menor a mayor:
  • De Fácil Cara, con conductores en solo una área plana de la base aislante.
  • De Doble Cara, con conductores en las dos caras de la base aislante, con agujeros metalizados para la interconexión entre caras, u otros medios .
  • Multicapa con tres o más capas de conductores separados por material aislante y comúnmente interconectados por medio de agujeros metalizados .

Densidades de las placas impresas.

En toda placa impresa, es requisito conjugar la limitación de su área con los elementos (componentes e interconexiones) que es requisito equipar según sugiere el circuito. Hay o tienen la posibilidad de existir una secuencia de incompatibilidades, dada la diversidad de tamaños y maneras de sus elementos, el número de éstos, la dificultad de sus interconexiones, etc .

Es deseable, según esto, comprender una medida que de iniciativa del orden de la consistencia de una placa impresa y que permita tipificarlas .

Se toma como unidad de consistencia el número de agujeros, para montar elementos, por decímetro cuadrado de área servible. Esta unidad no es especial, pero puede ser útil como referencia para comprender, en una primera proximidad la parte de circuito que puede montarse eficazmente en cada caso.

Comúnmente, los valores indicados en la tabla se corresponden con las distintas clases de placas impresas.

Circuitos impresos

NÚM. DE AGUJEROS PARA MONTAJE POR DECÍMETRO CUADRADO DE SUPERFICIE ÚTIL

CIRCUITOS IMPRESOS NÚM. DE AGUJEROS PARA MONTAJE POR DECÍMETRO CUADRADO DE SUPERFICIE ÚTIL
SIMPLE CARA

DOBLE CARA

MULTICAPA

Entre 50 y 150

Entre 150 y 300

Más de 300

Sistema de categorización

Hay un sistema de categorización de placas impresas por sus densidades , que brinda el nivel de concentración de conductores, nudos y agujeros. Este apunte, adjuntado con otros causantes así como el volumen de la placa, determinan las tolerancias permitidas en las diferentes fases del diseño y de los procesos de construcción.

El sistema de categorización radica en dos caracteres. El primer dígito representa el tipo de placa (número de capas y tipo de conexiones por medio de ellas) , y el segundo dígito se relaciona con el más alto de concentración local de conductores .

Para el primer dígito, tenemos la posibilidad de conformar el cuadro de categorización siguiente:

1er Dígito

Tipo de Placa

1

2

3

 

Simple o doble cara, sin agujeros metalizados

Doble cara, con agujeros metalizados

Multicapa, con agujeros metalizados

 

El segundo dígito de la categorización sugiere la máxima concentración de conductores, de tal forma que cuanto más grande sea la consistencia en la placa impresa, más alto va a ser el valor de este dígito.

Para tener en cuenta la cuantía de la consistencia de las placas impresas se introducen las tres cambiantes siguientes:

  1. a) Anchura nominal de los conductores .
  2. b) División nominal entre los conductores .
  3. c) Distingue entre el diámetro nominal de los nudos y el diámetro nominal de los agujeros que corresponden.

Según esto, el segundo dígito de la categorización de una placa impresa en diseño, va a ser el menor numero para el cual los valores mínimos que corresponden a las cambiantes arriba indicadas, están satisfechos sobre toda la placa.

Límites mínimos dimensionales para cada clase de placa impresa

Ahora, en cuadros por separado, se establecen los parámetros mínimos que definen a cada clase de placa impresa, en relación a consistencia tiene relación, por el sistema de dos caracteres .

  1. Lacas sin agujeros metalizados.

El primer dígito de la categorización de esta clase de placas va a ser 1, y el segundo va a tomar los valores 1, 2 ó 3 de acuerdo con los tres parámetros a) , b) y c) indicados .

Dimensiones (mm) Clasificación densidad
11 12 13
Anchura nominal mínima del conductor 0.8 0.6 0.4
Separación nominal mínima entre conductores 0.7 0.5 0.35
Diferencia mínima entre diámetro nominal del nudo y del agujero 1.6 1.2 0.8

Placa con agujeros metalizados.

El primer dígito va a ser 2 y el segundo va a tomar los valores parámetros 1, 2, 3 ó 4 de acuerdo con los tres parámetros a), b) y c) indicados .

Dimensiones (mm) Clasificación densidad
21 22 23 24
Anchura nominal mínima del conductor 0.8 0.5 0.4 0.3
Separación nominal mínima entre conductores 0.7 0.5 0.35 0.335
Diferencia mínima entre diámetro nominal del nudo y del agujero 1.3 0.8 0.64 0.60
  1. c)Placas Multicapa.

El primer dígito va a ser 3 para la situación de tres capas y el segundo dígito va a ser 3 el siguiente cuadro.

Dimensiones (mm) Clasificación Densidad
33
Anchura nominal mínima conductor 0.4
Separación nominal mínima entre conductores 0.35
Diferencia mínima entre diámetro nominal del nudo y nominal del agujero 0.64

MATERIALES USADOS EN LA PLACA BASE O SOPORTE AISLANTE.

Tienen la posibilidad de ser seleccionados entre los próximos materiales: según la aplicación de la placa impresa.

  1. a) Resinas fenólicas rígidas, con papel impregnado en ellas. (Material Rígido) .
  2. b) Poliester rígido, con fibra de vidrio impregnado en él. (Material Rígido).
  3. c) Resina epoxy, con papel impregnado en ella. (Material Rígido) .
  4. d) Resina epoxy con fibra de vidrio impregnado en ella. (Material Rígido) .
  5. e) Lámina Film de “mylar”, “teflón” o poliamidas. (Material Flexible).

La selección, en cada caso, del tipo de material base a usar se va a hacer según la aplicación y funcionalidades del circuito que ha de aguantar.

Los materiales más usados son los a) y d). El llamado e) se usará en la situación en que la rigidez mecánica no sea un aspecto sustancial, en suplencia del tipo marcado d).

Los materiales tendrán ser siempre resistentes a la llama.

Los gastos de estos materiales varían desde los más baratos (resinas fenólicas con papel) a los más caros (Resina epoxy con fibra de vidrio).

Las diferencias de coste de los materiales son debidas a las propiedades físicas, térmicas y a las características eléctricas de cada tipo de materiales.

Materiales tipo (a), (b) y (c)

Los tipos (a) , (b) y (c) son susceptibles de punzonar. La operación de punzonar resulta económica cuando las series de construcción son altas. La utilización de estos materiales está limitada a circuitos impresos cuyos agujeros no vayan a ser metalizados.

Estos materiales no son sugeridos para circuitos impresos multicapa, gracias a su poca seguridad dimensional; en placas de altas densidades de conductores se tienen la posibilidad de producir roturas en el interior de los agujeros , a causa del choque térmico se sueldan los plataformas de los elementos.

Materiales tipo (d)

Estos materiales son los más empleados en circuitos que llevan agujeros metalizados. Su seguridad dimensional es aceptable para placas de altas densidades de conductores, siendo mínimas las roturas, en el interior de los agujeros metalizados , debidas al choque térmico.

Los agujeros en esta clase de materiales tienen que ser siempre taladrados. Hay adversidades en el taladrado, si se hacen con matriz, con los espesores comúnmente empleados para circuitos impresos.

El corte, a tamaño, de las placas debe hacerse con sierra, cizalla o fresa puesto que a través de matriz no es sugerido.

Materiales tipo (e)

En la actualidad se están llevando a cabo una cantidad enorme de trabajos para desarrollar nuevos tipos de materiales de base para circuitos flexibles.

Estos materiales con apariencia de “film” dieléctrico tienen buenas características tanto eléctricas como mecánicas.

Comúnmente estos “film” dieléctricos llevan una cubierta de cobre laminado y su empleo está popularizado para circuitos multicapa y circuitos impresos híbridos, tengan o no los agujeros metalizados.

EL TAMAÑO y LA FORMA DE LOS CIRCUITOS IMPRESOS

Generalmente, estas dos propiedades físicas de las placas impresas , vienen limitadas por las dimensiones del conjunto a que están destinadas y además por el utillaje y facilidades de construcción que ya están (maquinaria, instalaciones, etc.)

Con objeto de achicar gastos de construcción hay que procurar que la selección de las placas se realice sobre tamaños normalizados para los cuales ya existe el correspondiente utillaje (elementos de corte, plantillas, complementos, etc.) .

COSTES

Las diferencias de coste que ya están entre numerosas placas pequeñas y una semejante grande, son mínimas .Las placas enormes son más caras de sustituir. Las placas pequeñas requieren más conectores y tienen más grande desperdicio.

ESPESOR DEL MATERIAL BASE

El espesor es variable, varía entre 0.8 mm y 3.2 mm. Para placas rígidas (vidrio epoxy) , el espesor de 1.6 mm. es el más empleado, la tolerancia admitida esta situación es de +- 0.2 mm.

Cuando el material básico sea fenol o epoxy con papel la tolerancia admisible va a ser de +- 0.14 mm.

Las medidas están normalizadas en los próximos espesores 0.8 mm., 1.0 mm. , 1.6 mm. , 2.4 mm. , 3.2 mm. Estos valores mencionan a espesores nominales de las placas impresas acabadas .

DEFORMACIONES O ALABEOS

La placa base, con su material plástico, está doblegada a temperaturas a que alabean su forma plana primitiva. El nivel de deformación es más prominente para los materiales fenólicos con papel y más reducido para las resinas epoxy con fibra de vidrio.

El nivel de alabeo además es dependiente de la clase (una cara o dos caras) y tamaño de la placa impresa, de esta forma como del predominio de composición de metal (conductores) y del equilibrio de ésta en las dos caras (p.e. tienen la posibilidad de existir planos de tierra e una cara y un número reducido de interconexiones en la otra cara, como circunstancia conveniente para la deformación).

Resulta primordial integrar contrafuertes o nervios para reducir el alabeo. Estos se colocan de forma favorable en el centro o en los lados de la placa, antes de la operación de soldadura simultánea. Los conectores de circuito impreso sirven además de refuerzo, si se estudia su colocación.

Agujeros

Oportunamente metalizados se usa para montar elementos y detallar interconexiones. Se tienen la posibilidad de entrenar por punzonado y por taladrado .

Punzonado

Es el procedimiento más barato cuando se reitera 50.000 ó más ocasiones la misma configuración de agujeros. Se utiliza en las situaciones en que el material básico es papel o fibra de vidrio.

Las restricciones para el diámetro del agujero punzonado y división entre centros de agujeros, dependen del tipo y espesor del material base usado.

Taladrado

Se utiliza de forma exclusiva para placas con material base de fibra de vidrio epoxy. Es un desarrollo más caro que el punzonado pero existe economía si se tiene máquinas de taladrar múltiple s con control numérico.

No hay limitación en el diámetro de los agujeros, pero se considera en la costumbre, como tope mínimo 0.6 mm.

El utillaje para taladrar, contando con las cintas perforadas para control de las máquinas, necesita menor tiempo de construcción que el utillaje para punzonar .

Para agujeros metalizados se sugiere que el diámetro no sea inferior a una tercer parte del espesor de la placa base del circuito. En condiciones destacables puede reducirse el diámetro a un quinto del espesor del material.

IMPRESIÓN CONDUCTORA

El desarrollo más sencillo para conseguir los conductores de un circuito es el grabado de ellos sobre el papel del laminado base. Esto necesita un mínimo de etapas del desarrollo y fue utilizado extensamente en enormes producciones. El ataque para conseguir el circuito debe estar aplicado en una o en las dos caras del laminado .

Para hallar la interconexión entre los conductores de las dos caras se tienen la posibilidad de utilizar métodos electroquímicos. para la metalización de los agujeros.

Para incrementar la consistencia y dificultad del alambrado se recurre a circuitos impresos con los conductores de las dos caras interconectados por agujeros metalizados. Estos procesos se emplean en la industria para circuitos doble cara y multicapa.

Esto necesita de un conjunto particular para taladrado y metalización. a fin de que el resultado definitivo tenga los conductores del circuito protegido por metales resistentes a la corrosión, como estaño, plomo, oro, etc. ,que benefician la soldabilidad a lo largo de extenso tiempo de almacenaje .

La construcción de circuitos multicapa. origina una conjunción de numerosos procesos. Primero, las capas conductoras se imprimen individualmente y se graban, excepto las exteriores y entonces ellas se juntan para conformar un panel integral. Este panel es procesado luego como si fuese un circuito impreso doble cara con agujeros metalizados.

La impresión o la operación de poner el dibujo modelo sobre el cobre del sustento aislante se puede llevar a cabo de dos formas principalmente por serigrafía y por fotograbado. Alguno de los dos métodos tiene sus propias restricciones aunque. en inicio, estas restricciones están establecidas por el volumen del lote de construcción y por la consistencia de impresión conductora.

Hay por consiguiente dos parámetros para saber cual de los dos procesos debe seguirse. Para placas de alta consistencia, con tolerancias muy estrechas, caso de placa de clase 23 y 33, el desarrollo está con limite al fotograbado.

En placas cuyos lotes de construcción sean chicos, abajo de 10 cuadros, es de igual modo sugerido el foto grabado, independientemente de las clases de las placas .

TERMINACIONES DE ENTRADA y SALIDA

Hay fundamentalmente dos procedimientos de terminación entre las impresiones conductoras de circuitos impresos y la interconexión de ellos con el sistema. El otro procedimiento radica en soldar plataformas para un alambrado estable del circuito impreso con el resto del sistema.

Otro procedimiento radica en un conexionado ágil por medio de conectores.

El conexionado ágil de los circuitos impresos con conectores se puede llevar a cabo de dos formas, uno a través de conectores sutiles con apariencia de enchufe y otro por contactos impresos en el borde de la placa.

Los contactos con enchufe directo tienen la posibilidad de ser montados individualmente o montados en múltiple, por medio de grapas rebordeadas y con un dieléctrico intercalado entre el conector y la placa.

Los contactos impresos de borde de la impresión conductora por lo general están cubiertos con un metalizado suplementario que optimización el desgaste y extiende su historia de servicio. Estos conectores son más baratos que los anteriores, pero limitan la composición del circuito por la anchura del conductor y por consiguiente el acoplamiento para lo que los conectores son servibles.

CAPÍTULO II

  1. -DISEÑO DE PLACAS IMPRESA
  2. 1.-GENERALIDADES

Al comenzar el diseño de una placa impresa hay que tomar en cuenta los requerimientos funcionales impuestos por el sistema, por el cliente, etc.

Pero también existe una secuencia de causantes limitados por las reglas de llevar a cabo y por las facilidades de que dispone la fábrica (maquinaria, servibles, etc. ) , a tomar en cuenta en la selección de la placa impresa.

Se obtendrá un circuito o una familia de circuitos impresos que reúnan un diseño óptimo, cuando se hayan conjugado estos requisitos, en un exámen detallado. Frecuentemente de ese examen se saca la conclusión de que es complicado o irrealizable llegar al diseño ideal.

Ahora se citan las consideraciones más destacables que es exacto tomar en cuenta, en la selección de la placa impresa, para hallar la coherencia e relaciones entre las reglas de interfaz, las facilidades de construcción y el resultado barato final:

  1. a)Especificación del producto y presupuesto de su coste
  2. b)Vida del Equipo
  3. c)Requerimientos electrónicos (voltajes, ganancias, impedancias, etc
  4. d)Métodos de construcción
  5. dl) Compatibilidad con la Planta de Fábrica que existe
  6. d2) Tamaño del pedido a producir
  7. d3) Nivel y tipo de mecanización empleados
  8. e) Operaciones subsiguientes
  9. e) Ensamble
  10. e2) Almacenaje.
  11. e3) Transporte.
  12. e4) Uso.
  13. e5) Reparación
  14. f) Mantenimiento
  15. f1) Requerimientos operacionales.
  16. f2) Requerimientos de reparación.
  17. f3) Mínimo nivel de cuidado requerido.
  18. g) Materiales y Componentes
  19. gl) Fuentes de adquisición
  20. g2) Fechas de distribución
  21. g3) Viabilidad
  22. g4) Coste

En el diseño de una placa impresa, va a existir que comenzar escogiendo la categoría más sencillo según su consistencia, atendiendo a los requerimientos expresados en la especificación correspondiente.

Hay que tomar en cuenta los causantes eléctricos, ambientales y la utilización o destino de la placa.

Cuanto más baja sea la categoría de la placa menor va a ser el coste y menos destacables en calidad y cantidad los inconvenientes que se muestran en el diseño y en la construcción.

Las orientaciones sobre la utilización de los procedimientos de interfaz y organización de los elementos del circuito en la placa base, tendrán estar presididas por las REGLAS DE DISTRIBUCIÓN enunciadas en este capítulo.

Método de distribución

Popular el esquemático, con la más grande exactitud y claridad viable, se dibujará en su forma más sencillo la organización de los elementos del circuito, poniendo los elementos con la iniciativa de achicar a cero los puntos de cruce de las interconexiones.

La organización se efectuará a partir de borradores o croquis iniciales sucesivos, que vayan incorporando actualizaciones, hasta que se logre llevar a cabo el siguiente paso en la generación del dibujo. No es raro determinar 3 ó 4 croquis, y todavía más, en placas de categorías superiores.

Es servible el empleo de plantillas que sirven de base al ensamble de elementos y que, adjuntado con el conexionado punto próximo del esquemático, asisten a ordenar las interrelaciones del circuito, intentando de cumplir las reglas de interfaz, expresadas en el capítulo.

Para un croquis inicial es corriente partir de una copia en papel de un Dibujo Modelo Básico que tiene dentro elementos recurrentes a una familia de placas impresas, con ello se ahorra tiempo en este paso del diseño.

Este modo de operar sirve tanto para la producción manual de dibujos modelo, como cuando se organizan croquis para digitalización, con anterioridad al empleo de las máquinas trazadoras .

El dibujo Modelo Básico por lo general registra las siguientes impresiones :

  1. a) Contorno de la placa .
  2. b) Sistemas de Referencia (con todas sus advertencias y marcas).
  3. c) Impresión y rotulación de los conectores.
  4. d) Posición del agujero sustento.
  5. e) Configuración normalizada de agujeros .
  6. f) Planos de tierra y de capacidad .
  7. g) Posiciones de salida del conector, según detalla el producto.
  8. h) Nudos de prueba, según asigna la especificación de pruebas del producto.

Estas impresiones tienen la posibilidad de ser recurrentes, repetitivas o fijas y como tales se manifiestan en el dibujo.

En el procedimiento de organización de una placa impresa tienen la posibilidad de seguirse como guía los próximos pasos, que tienen la posibilidad de cumplimentarse en el orden que se sugiere o en otro, ampliando o reduciendo su número.

  1. a) Estudio del esquemático y de la lista completa y descriptiva de los elementos del circuito.

a.1) Parámetros dimensionales (plantillas) de la placa y los elementos

a.2) Parámetros eléctricos y mecánicos

  1. b) Si se tiene una copia en papel del Dibujo modelo Básico, se va a tomar como punto de partida. Si no se tiene ella, conceder sus posiciones a todos los elementos fijos del circuito (listado de componentes) realizando la organización teniendo presente las Reglas de Organización para placas impresas .
  2. c) Buscar las partes repetitivas del Circuito y situarlas intentando encontrar, en inicio una organización geométrica traje acoplando, además, los elementos mecánicos (conmutadores, clavijas, etc.).
  3. d) Elegir sobre el tipo de material base de la placa. Ello es dependiente de su consistencia, propiedades del ambiente ajenas, condiciones de ensamble, conjunto receptor, etc.
  4. e) Fijar los tamaños de agujeros y nudos y las anchuras de los conductores.
  5. f) Tener presente la categorización de densidades, intentando de evadir las configuraciones límite.
  6. g) Situar elementos según sus requisitos de entrada y salida
  7. h) Tener en cuenta todos los requisitos eléctricos, mecánicos estructurales y ambientales, sabiendo especialmente:

h.1) Resistencia de aislamiento y/o características dieléctricas del material base para circuitos de continuidad o impedancia más grande.

h.2) Caídas de tensión y elevación de temperatura de los conductores.

h.3) Propiedades del ambiente de desempeño y almacenamientos (humedad, polvo, temperatura, vibraciones, choques, etc. )

h.4) Acoplamiento mutuo y efectos inductivos y capacitivos.

h.5) Organización traje del peso de los elementos en la área de la placa base.

  1. i) Refuerzos destacables, aislamientos destacables, tomas de tierra críticas, disipación de temperaturas.
  2. j) Utilización optima del espacio servible de la placa para el paseo de los conductores, recordando que éstos han de tener la mínima longitud viable.
  3. k) Tomar en cuenta en la colocación de los elementos, la división necesaria de los mismos para llevar a cabo posible la utilización de las utilidades y gadgets que han de utilizarse en las operaciones de ensamble. Desde luego los elementos no tienen que interferir de forma física, según los requisitos eléctricos, térmicos y de reparación.
  4. l) Los elementos más delicados tendrán colocarse en lugar acertado, para evadir acoplamientos eléctricos dañinos en el desempeño del circuito.

Todos estos requisitos tendrán ser tenidos presente como guía a continuar en diseño, según la especificación del producto. Sirven tanto para los procesos cursos como para los procesos de digitalización, como se dijo antes.

La identificación y exactitud de la placa impresa terminada, puede ser, como más alto, igual a la del Dibujo modelo Original.

El diseñador debe estar al corriente, de los parámetros más destacables de construcción y procesos reprográficos de las placas impresas que logren usarse .

2.3. -REGLAS DE DISTRIBUCIÓN .

En la mayoría de los casos cuando se diseña una placa impresa, hay una especificación del producto que agrupa todos los requisitos necesarios para que el ingeniero sea con la capacidad de crear toda la información que se precisa para fabricarla:

  1. a) Propiedades geométricas de las placas: Dimensiones exteriores, datos de su contorno (muescas). Bloques de agujeros, su circunstancia en relación al contorno o a un punto de referencia. Espesor de la placa y parámetros de planicidad.

b)Impresión conductora, su configuración por una o las dos caras, elementos que debe llevar soldados. Dimensiones de nudos y conductores. Registros de identificación .

  1. c) Material de base ( su especificación) .Agujeros metalizados. Acabados protectores.

Todo ello con el aspecto exacto y para todo tipo de placas. tanto para las repetitivas como para las destacables.

Ahora aparecen una secuencia de datos numéricos y reglas de interfaz que, el ingeniero precisa comprender para crear Dibujos Modelo. Esto también, en la Fábrica, van a ser material de partida para empezar e1 desarrollo de producción de la placa impresa.

2.3.1. -Agujeros.

Se frecuenta usar el menor número viable de tamaños diferente s de agujeros para ensamble y conexionado. En el cuadro adjunto aparecen los diámetros nominales y sus tolerancias.

Tolerancias

Diámetros nominales en mm.

No metalizados

Metalizados

0,6

+0,15

-0,0

+0,2

-0,0

0,8

0,95

1,2

1,6

2,0

3,3

3,5

Para conseguir alguna economía en las operaciones de taladrado o punzonado se sugiere no usar bastante más de 3 diámetros para los agujeros corrientes .

El espesor de la película de recubrimiento metalizado va a ser para el cobre:

20 µm. mín. para agujeros de diam. <= 1/2 espesor placa.

25 µm. mín. para agujeros de diam. > 1/2 espesor placa.

Para estaño/plomo: 10µm. mínimo.

Posición del centro de los agujeros de montaje, de los elementos en relación a la división desde el origen. Tolerancias.

División <= 150 mm. – Tolerancia 0, 1 mm.

División > 150 mm. – Tolerancia 0, 2 mm .

La distancia entre agujeros se expresa en el cuadro siguiente, con sus tolerancias.

Distancia entre agujeros (d)

Tolerancia en distancia (mm.)

Clases 11 y 21

Clases 12, 22 y 23

d < 50 mm.

±0,1

±0,1

50 <= d < 100 mm.

±0,2

±0,1

La tolerancia en las ranuras y muescas es de ±0,1 mm. en sus dos dimensiones, sean o no metalizadas.

2.3.2. –Nodos.

El cuadro siguiente detalla los diámetros nominales de los nodos conductores que corresponden a los diámetros nominales de los agujeros. Además se sugiere el nodo nominal de reserva de soldadura. Todo ello en las diferentes clases de placa.

mm.

Clases

Diam. Nominal de agujeros

mm.

0,8

0,95

1,2

1,6

Diam. Nominal

del nodo

conductor

11

21

12

22

23

2,5

2,2

2,0

2,0

1,44

2,8

2,5

2,2

2,0

2,0

2,8

2,5

2,5

2,0

2,0

3,2

3,2

2,8

2,5

2,5

Diam. Nominal

del nodo

conductor

11

21

12

22

23

3,5

3,5

2,8

2,8

2,2

3,8

3,5

3,2

2,8

2,5

3,8

3,5

3,2

2,8

2,5

3,8

4,1

3,8

3,2

3,2

2.3.3. –Conductores

Las tolerancias en las anchuras mínimas de los conductores para los dibujos modelo y diferentes clases de placa se indican en el cuadro adjunto.

Clase de la placa impresa

11

21

12

22

13

23

Ancho mín. en mm.

0,8

0,8

0,6

0,5

0,4

0,4

Tolerancia en mm.

±0,04

±0,04

±0,03

±0,03

±0,02

±0,02

En la placa impresa terminada y luego de los procesos de grabado los conductores tienen que tener las siguientes anchuras y tolerancias.

Anchura nominal en mm.

0,4

0,5

0,6

0,8

1,0

1,3

2,6

Reducción máxima en mm.

0,05

0,05

0,06

0,08

0,10

0,13

0,26

Separación entre conductores en el dibujo modelo.

Clase P.I.

11 y 21

12

13

22

23

División mínima

entre conductores en mm.

0,7

0,5

0,35

0,5

0,35

Separación entre conductores en placa impresa terminada y luego de los procesos de grabado.

No debe ser inferior, en toda la placa impresa, a los mínimos siguientes en mm..

Clase P.I.

11 y 21

12

13

22

23

División mínima

entre conductores (mm.)

0,5

0,3

0,25

0,3

0,25

Distancia de los conductores al límite de la placa: No va a ser inferior a 2mm..

Las coronas conductoras en las caras tienen que cumplir sus restricciones, en relación a los agujeros que les corresponden, del siguiente modo:

Clase de la P.I.

Anchura radio mínima (a) de la corona conductora,

formada por un nodo y su agujero (despreciando defectos en los bordes).

11,12

0.20 mm.

21,22 y 23

0,05 mm.

Espesor de los conductores (para placas no metalizadas).

Espesor nominal en mm.

Espesor mínimo en la recepción

Espesor mínimo antes de la soldadura

0,0175

0,035

0,070

0,105

0,010

0,025

0,060

0,090

0,008

0,022

0,056

0,085

2.4. –CONFIGURACIONES LIMITES DE LAS CLASES SEGÚN SUS DENSIDADES

Las dimensiones que se muestran en los ejemplos siguientes, se obtuvieron usando los datos de los apartados anteriores.

2.4.1. –Configuraciones limites para placas. Clase 11.

La figura (a) exhibe la división mínima viable entre dos agujeros de 1,2 mm. de diámetro, situados en la retícula de un módulo. De igual modo figura el exclusivo tamaño viable del nodo para esa configuración.

La figura (b) exhibe la exclusiva configuración en Clase 11 que facilita el paso de un conductor entre dos agujeros de 1,2 separados 2 módulos.

2.4.2. – Configuraciones parámetros para placas. Clase 12.

La figura (c) exhibe la división mínima permitida entre dos agujeros situados en una retícula de ½ ó 1 módulo. Para esa división, aparecen los nodos y agujeros máximos que tienen la posibilidad de usarse.

La figura (d) exhibe el paso de un conductor entre dos agujeros de 0,8 mm. situados en una retícula de 1½ módulo.

2.4.3. – Configuraciones parámetros para placas. Clase 21.

La figura (e) exhibe la división mínima permitida entre dos agujeros situados en una cuadrícula de 1 módulo. De igual modo se indican los agujeros y nodos máximos compatibles con esa división.

La figura (f) exhibe el paso de un conductor entre dos agujeros de 1,2 mm. situados en una retícula de 2 módulos. Para esta configuración se sugiere el exclusivo nodo viable, de esta forma como la anchura máxima del conductor.

2.4.4. – Configuraciones parámetros para placas. Clase 22.

La figura (g) sugiere la división mínima permitida entre dos agujeros situados en una retícula de 1 módulo. De igual modo aparecen los nodos y agujeros máximos probables.

La figura (h) exhibe el paso de un conductor entre dos agujeros de 1,2 mm. situados en una retícula de ½ módulo. Para esta configuración se indican el nodo mínimo y el conductor más alto permitidos. Si se disminuye la anchura del conductor a otro valor dentro del margen correcto en el apartado correspondiente a placas sin agujeros metalizados, se puede incrementar el diámetro de los nodos o la división entre conductores.

La figura (i) exhibe el paso de un conductor entre dos agujeros de 1,2 mm. situados diagonalmente en una retícula de 1 módulo. Además se indican los únicos tamaños de nodos y conductores compatibles con esa configuración.

2.4.5. – Configuraciones parámetros para placas. Clase 23 y 33.

La figura (j) exhibe la exclusiva configuración que facilita el paso de un conductor entre dos agujeros de 0,8 mm., situados en una cuadrícula de 1 módulo.

2.4.6. – Apps típicas de las diferentes clases de placas.

La clase de una placa impresa viene principalmente cierta por el tipo de compacidad de los elementos montados en ella.

En los cuadros siguientes se indican las configuraciones parámetros probables para cada clase, de esta forma como el tipo de elementos que definen a éstas.

2.4.6.1. – Placas sin agujeros metalizados.

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 11

Para elementos comúnes (resistencias, diodos, condensadores, relés, bobinas, etc.) cuyo montaje necesita agujeros separados bastante más de 1M = 2,54 mm.

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 12

Para elementos compactos cuyo montaje necesita agujeros no superiores a 0,8 mm. de diámetro separados 1M:

EJEMPLO: circuitos integrados encapsulados en “DUAL IN LINE” (DIP).

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 13

Como la clase 12, pero cuando se necesita agujeros superiores a 0,8 mm. de diámetro (sin pasar de 1,2 mm. de diámetro).

2.4.6.2 –Placas con agujeros metalizados.

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 21

Como la clase 11:

Elementos consecucionales cuyo montaje necesita agujeros separados bastante más de 1M = 2,54 mm.

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 22

Para elementos compactos cuyo montaje necesita agujeros no superiores a 1,2 mm. de diámetro separados 1M.

EJEMPLO: circuitos integrados encapsulados en “DUAL IN LINE” (DIP).

Aplicación habitual

Configuraciones parámetros

CLASE 23 y 33

Para elementos compactos cuyo montaje necesita agujeros no superiores a 0,8 mm. de diámetro separados 1M, y admitiendo el paso de un conductor entre nudos adyacentes. EJEMPLO: circuitos integrados DIP.

2.5. –REGLAS DE DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES SOBRE LA PLACA BASE.

Las reglas que se indican ahora han de ser consecutivas en placas diseñadas de forma manual o con asistencia de PC, y son especialmente observadas por los técnicos que se ocupan al diseño de placas impresas.

Un enorme conjunto de las reglas de interfaz es dependiente de la dirección en la cual la placa sea transportada sobre la ola de soldadura (baño de estaño fundido por cuya área se hace pasar la placa con sus elementos montados para que queden soldados). Esa dirección de paseo se denomina “dirección de transporte en la soldadura de la placa”.

2.5.1. –Espacio entre elementos.

Tendrá que ser tomado presente el más alto tamaño del cuerpo de los elementos, aprobado en la especificación. Este va a ser el punto de partida para estudiar el espacio entre elementos.

Generalmente, se admite una distancia mínima de 0,5 mm., cerca de los elementos a efectos de inserción de los mismos. Sin embargo, bajo algunas situaciones (disipación de calor, voltajes altos, etc.) puede hacerse primordial espaciar más los elementos, ello es dependiente de los requerimientos y tamaño de los mismos.

En ese caso, las distancias destacables requeridas tendrán ser establecidas por el diseñador en el dibujo de ensamblaje de la placa impresa.

En las situaciones de placas impresas de altas densidades que no figuren destacables requerimientos, los elementos aislados con diámetros inferiores de 5 mm., tienen la posibilidad de estar montados sin prudencias destacables.

Ejemplo: Sean dos elementos A y B. (Ver fig. siguiente).

Va a ser T(mín)= ½ máx. diámetro del cuerpo de A + ½ máx. diámetro del cuerpo B + x(0,5 mm.). El valor de T tendrá que siempre ser redondeado a l extensión módulo (M) ó ½ (M).

Fig. 2.5.1. Más grande espacio, que el nominal, entre

elementos a efectos de aislamiento.

2.5.2. –Solapamiento de elementos.

El solapamiento de elementos en la placa impresa, como sugiere la figura, no se permite. Esta restricción es necesaria en orden a aceptar la suplencia de un ingrediente en especial sin la obligación de mover otros elementos adyacentes. En este sentido, los hilos usados como puentes se piensan además elementos.

Fig. 2.5.2. Solapamiento entre elementos.

2.5.3. -Espacio entre elementos y agujeros de circunstancia de la placa.

En la Figura siguiente se detallan las distancias entre centros que tienen que existir entre los agujeros de circunstancia y los agujeros más próximos de montaje de ponentes en el montaje automático de elementos.

Fig. 2.5.3. Colocación en placa de agujeros de circunstancia.

2.5.4. -Disposición de elementos.

La precisa orientación de los elementos en la placa impresa además posibilita el posterior trazado de pistas y disminuye el coste general de la placa impresa.

Por orden de prioridad, indicamos ahora 4 formas diferentes de contar con los elementos axiales:

Configuración A. -Todos los elementos axiales se montan con su lado más grande paralelo al costado de la placa que transporta el conector y lo mismo los elementos polarizados ( diodos , etc. ) , con su polaridad orientada, en todos, en el mismo sentido .En la configuración 1A (menos preferida) los elementos polarizados podrían esta orientados diferentemente.

Configuración B. -Todos los elementos axiales y los polarizados tienen su lado más grande vertical al costado de la placa que transporta el conector. Los elementos polarizados tienen todos la misma orientación. En la Configuración 2B (menos preferida) los elementos polarizados tienen la posibilidad de tener diferente orientación.

Configuración C. -(Poco preferida) .La más grande parte de los elementos están orientados paralelos al costado de la placa con conectores, pero algunos son verticales a este lado. Los elementos polarizados no están todos orientados en la misma dirección.

Configuración D. -(Debe evitarse). La mayoría de los elementos son paralelos ó perpendiculares al costado de la placa que transporta los conectores; pero alguno de ellos se ubica perpendicular a la placa, oséa, parado. Esta Configuración encarece considerablemente la placa y sólo se usará en casos completamente necesarios.

Disposición de Circuitos integrados (DIP). Todos ellos tienen que tener su polaridad orientada en el mismo sentido y la orientación preferida es con la marca de polaridad viendo hacia el lado de los conectores de la placa.

Disposición de componentes

A. DISPOSICIÓN PREFERIDA

B. DISPOSICIÓN PREFERIDA SI NO ES POSIBLE ‘A’

C. DISPOSICIÓN POCO PREFERIDA

D. DISPOSICIÓN NO PREFERIDA, DEBE EVITARSE

DISPOSICIÓN DE COMPONENTES

CIRCUITOS INTEGRADOS (DIP)

Disposicion Preferida

SITUACIÓN DE LOS AGUJEROS EN LA CUADRÍCULA

Como alcanzar una máxima densidad de componentes en PCB

– Todos los agujeros en la dirección Y tienen que estar en la cuadrícula (1M=2,54mm.)

– Todos los agujeros en la dirección X en múltiplos de ½ M=1,27 mm.

– Típicamente: X1=1 ½ M.

2.5.5. -Distancia de montaje para terminaciones axiales de elementos.

Los valores siguientes van a ser usados para saber la mínima distancia de montaje.

Las terminaciones axiales de los elementos se someterán como sugiere la figura 2.5.5. acatando paralelismos y formas.

Figura 2.5.5.

  1. a) Elementos de cuerpo que no sea de cristal con terminaciones de diámetro <= 0.8 mm.

Min. distancia “S” = máx. long. del cuerpo s/espec. + 4 mm. Redondear al próximo múltiplo del modulo (M = 2, 54 mm) .

  1. b) Elementos de cuerpo de cristal y todos los elementos con conductores de diámetro > 0,8 mm.

Min. distancia “S” = máx. long. del cuerpo s/espec. + 5 mm .Redondear al próximo múltiplo del módulo (M = 2,54 mm).

2.6. -REGLAS DE TRAZADO.

La calidad de una placa impresa, desde el criterio de metalización, soldabilidad de los agujeros metalizados y planicidad, es dependiente de la forma y organización de la impresión conductora. El dibujo original debe agradar las reglas siguientes:

2.6.1. -Impresión conductora y forma.

  1. a)En cada cara de la placa los conductores tienen que estar organizados según una misma dirección y tan largos como se pueda. En la cara de soldadura, – siempre que sea viable, los conductores tienen que estar orientados en el sentido en que la placa se desplaza en las máquinas de soldar, oséa, paralelo a los bordes más largos de la placa.
  2. b)Los cambios de sentido de los conductores tienen que estar formando ángulos no inferiores a 45º. Los ángulos agudos no están permitidos.
  3. c)La anchura de los conductores debe ser la más grande viable, sólo estrechándose en casos destacables y necesarios.

Figura 2.6.1.

2.6.2. -Distribución de la impresión conductora.

  1. a)La impresión conductora debe estar distribuida en toda la área de placa de una forma traje.
  2. b)Las superficies de la impresión conductora en placas de doble cara tienen que se más iguales dentro de lo viable. Para agradar los puntos a) y b) , tienen que ser dentro en el dibujo modelo superficies complementarios. Estas superficies no forman parte del circuito eléctrico pero afirman una aceptable organización. A lo largo de los procesos de metalización estas superficies complementarios asisten a la organización de corriente, para que la electrodeposición se distribuya de una forma más traje.

2.6.3. -Configuración de las ayudas para organización de corriente.

  1. a)Las ayudas de organización de corriente consisten en trazos o retículas ciegas con líneas separadas precisamente 6 mm. y de una anchura de 1 mm.. Estas zonas ciegas tienen que posicionarse tan próximas como se pueda a la impresión conductora, pero jamás a menos de 1 mm. de distancia.

En la figura se sugiere una organización habitual de los trazos ciegos.

  1. b)En la cara de soldadura las líneas de la retícula ciega, tienen que conformar ángulos de 45º con la dirección de movimiento de la máquina de soldar. En la figura se sugiere un caso habitual.
  2. c)Un trazo ciego de 1 mm. de ancho puede rodear completamente la impresión conductora. Este trazo ciego debe estar ubicado a la distancia menor viable de la impresión conductora pero fuera del contorno de la placa terminada. En la figura se sugiere un caso habitual de aplicación del trazo ciego envolvente del contorno de la placa .
  1. d)Los trazos ciegos no tienen que estar constituidos por un sector rellena. Esto se hace porque si los trazos ciegos llenan un sector más grande que las superficies de la impresión conductora, puede ofrecer lugar a falta de uniformidad en los metalizados. El propósito de los trazos ciegos es el de asegurar las distribuciones de corriente en la impresión conductora a lo extenso y ancho de toda su sector. La trama de la retícula por consiguiente se sugiere sea de 6 mm.. En las figuras a , b y c se detallan numerosos casos típicos con esta habilidad.

Fig. a) Placa con precisa aplicación de trazos ciegos.

Fig. b) Placa cuyo diseño no precisa de trazos ciegos.

Fig. c) Placa cuyo diseño no es acertado. Las superficies rellenas deberían ser reticuladas.

2.6.4. -Influencia de la impresión conductora en la soldabilidad de los agujeros .

Un agujero metalizado va a tener una aceptable soldabilidad cuando el sector conductora del mismo en la cara de soldadura sea más grande que en la cara de elementos. Esta se consigue de dos maneras:

  1. a)Por un correspondiente procedimiento de conexionado de los conductores al nodo. En la figura se indican dos ejemplos:

Si un cierto número de conductores parten de un nodo, tienen que estar dispuestos, en la cara de elementos tal es así que partan de un punto separado del nodo, como se sugiere en la figura.

  1. b)Por selección del tamaño del nodo. En la cara de soldadura un agujero aislado debe estar cubierto por un nodo más grande que en la cara de componentes; o bien, debe ser conectado a un conductor ciego, como se sugiere en la figura.

Optimización de la soldabilidad por selección del diámetro del nodo.

2.6.5. -Contactos para conectores de borde.

Los conectores de borde aceptan a las placas impresas un conexionado simple y ágil. Tienen la posibilidad de ser del tipo de conexión directa o indirecta.

2.6.5.1. -Conectores de conexión directa.

Los conectores hembra reciben al conector de borde impreso en la placa por fácil enchufe. Para este fin los contactos del conector tienen que estar dorados y. tan hechos fundamentalmente para ajustarse al conector hembra. Tienen que tenerse presente las tolerancias en el espesor de la placa.

2.6.5.2. -Conectores de conexión indirecta.

En esta situación los contactos múltiples del conector están soldados a la placa. La placa no precisa de una manera particular y las tolerancias no son tan críticas.

2.6.5.3. -Comparación entre los tipos de conectores.

Bajo el criterio de la impresión el conector indirecto es más barato. Los contactos no es requisito dorarlos y por consiguiente el desarrollo de metalizado es más simple. Las dimensiones de las placas no son críticas y no se precisa un requisito particular en lo relaciado al espesor de la placa. El conector directo, por otro lado, necesita unas tolerancias más estrechas en los espesores. Esto es en ocasiones dificultoso y por consiguiente fundamento de un más grande índice de rechazos.

Las desventajas del indirecto respecto al directo es que necesita aquél más grande espacio aparte del coste del mismo y la operación de montaje .

Para llevar a cabo el dorado electrolítico del conector de borde, es requisito conectar todos sus contactos a una tira conductora ubicada fuera del contorno de la placa impresa. Esta barra de interconexión debe figurar en el dibujo modelo.

2.7. –MÉTODO DE CONEXIÓN ENTRE CAPAS

Los procedimientos usados de interconexión eléctrica entre caras de una placa impresa están reflejados en el cuadro adjunto y tienen que ser seleccionados para cada caso especial. En el cuadro siguiente se indican los diferentes procedimientos a usar, en relación del tipo de placas y del sustento aislante.

Procedimiento de conexión

Sustento aislante

Placas multicapa

Terminal de ingrediente permitido en el mismo agujero

Papel fenólico

Papel epoxy

Vidrio epoxy

Hilo en “C”

X

X

X

X

Hilo en “V”

X

X

X

Agujero metalizado

X

X

Alguno de los tres procedimientos puede situarse debajo de elementos siempre que éstos se hallen como corresponde aislados y separados de la área de la placa impresa.

2.7.1..- Método de conexionado en “C”.

Radica en un hilo desnudo que sucede por medio de un agujero de la placa impresa, doblado sobre cada cara de ésta y soldado a la impresión conductora de las dos caras. El hilo no se suelda a los nodos en la región en el instante adyacente al agujero , sino que sus extremos se sitúan tal es así que la distingue entre las dilataciones térmicas del hilo y del material de base ocasione un rápido doblado agregada del hilo , lugar de un levantamiento (despegado) de los nodos o una rotura de la unión soldada.

En la figura se sugiere una parte de conexión transversal con hilo en “C”.

Figura 2.7.1.

Hay máquinas automáticas y semiautomáticas para la inserción y formado de hilos en “C”.

El diseño de las placas impresas para usar la conexión entre caras con hilos en “C” ha de cumplir los próximos requisitos:

  1. a) El diámetro nominal de los agujeros debe ser de 1,2 mm.
  2. b) Ningún punto de la impresión conductora en las dos caras de la placa impresa, conectada eléctricamente al hilo o bien aislada de él, se va a encontrar a una distancia nominal del centro del agujero inferior a 1,5 mm..
  3. c) La forma y dimensiones nominales de los nodos para la conexión del hilo en “C”, sobre las dos caras de la placa, están indicadas en la figura siguiente.
  4. d)Los hilos en “C” de una placa impresa tienen que orientarse según la dirección de la soldadura simultánea, según se sugiere en la figura. No obstante, es aconsejable que todos los hilos en “C” estén ajustados en un solo sentido.
  5. e)Con objeto de dejar espacio bastante para la utilidad de inserción de los hilos en “C” , no tienen que situarse agujeros dentro de la región oval que se sugiere en la figura. Entre otras cosas, una vez ubicado el agujero A, el agujero B va a ser permitido pero no el C.
  1. f)Los materiales de base en que puede utilizarse la conexión con hilo en “C” son los siguientes:

– Papel fenólico.

– Papel epoxy.

– Vidrio epoxy.

2.7.2. -Método de conexionado en “V”.

Es un hilo preformado en “V” que se introduce en un agujero de la placa impresa. El hilo se dobla sobre la cara de elementos y se suelda sobre la impresión conductora de aquélla. La unión con la impresión conductora de la cara de soldadura se efectúa por medio de la posición de soldadura que rellena el espacio entre el hilo en “V” y la lámina conductora. En la figura se sugiere una parte de esta clase.

El diseño de las placas impresas para usar la conexión entre caras con hilo en “V”. ha de cumplir los próximos requisitos:

  1. a)El diámetro nominal de los agujeros para hilos en “V” debe ser de 1,2 mm..
  2. b) Un agujero usado para el paso de un hilo en “V” no puede utilizarse además para el paso de un terminal de ingrediente .
  3. c) En la cara de soldadura de la placa debe existir un nodo circular cerca del agujero. El diámetro de este nodo va a estar según las normas, oséa, el diámetro nominal m mimo del nodo para cada clase de placas es el

siguiente:

Clase

Diámetro nominal mínimo del nodo

11

2,8 mm.

12

2,5 mm.

  1. d) La división entre hilos en “V” adyacentes está limitada por las reglasnormales que gobiernan la división de nodos, agujeros y conductores.
  2. e) Los hilos en “V” de una placa impresa tienen que orientarse según la dirección de la soldadura simultánea .
  3. f)Los materiales de base en que puede utilizarse la conexión con hilo en “V” son los siguientes:

– Papel fenólico

– Papel epoxy.

– Vidrio epoxy.

2.7.3. -Método de conexión por agujeros metalizados.

El procedimiento de conexión entre capas más usado para placas impresas de doble cara y multicapa es el de agujeros metalizados. Radica en un agujero sobre cuyas paredes se deposita metal por métodos químicos y electrolíticos, realizando conductoras las diferentes capas por las que sucede el agujero.

En una placa impresa, si una conexión entre capas se hace por medio de este procedimiento, el resto de conexiones entre capas debe estar hecho con este mismo trámite.

Los requisitos que tienen que cumplirse en el diseño de las placas con agujeros metalizados son los siguientes:

  1. a)Los agujeros metalizados tienen la posibilidad de utilizarse no sólo para conectar las capas entre sí sino para alojar los plataformas de los elementos .
  2. b)El diámetro de los agujeros debe seleccionarse según los diámetros especificados. Como regla establecida, el diámetro no va a ser jamás inferior a una tercer parte del espesor nominal de la placa. Si el agujero se utiliza además para el paso de plataformas de elementos, su diámetro debe de realizar los requisitos apropiados.
  3. c)Los agujeros metalizados tienen que tener en las capas exteriores un nodo en todas ellas. En las capas interiores (placas multicapa) sólo se va a poner nodo si se precisa conexión eléctrica con esta cubierta. Los tamaños nominales mínimos de los nodos corresponderán con los especificados para el tipo de placa.
  4. d)Los agujeros metalizados sólo tienen que usarse en material de base de fibra de vidrio con epoxy.

Funciones primordiales de los agujeros metalizados.

Las funcionalidades primordiales de un agujero metalizado son las siguientes:

1) Hacer mejor la fijación de los elementos.

2) Conexión eléctrica entre capas.

  1. a) Cuando un agujero en una placa impresa no está metalizado la exclusiva fuerza de unión, entre el terminal del ingrediente y la impresión conductora (nodo) es el adhesivo que une la región conductora con el sustento aislante. (Ver figura).

Si la consistencia de la placa es alta, al reducirse el diámetro de los nodos, la fuerza de adherencia de éstos se disminuye, no garantizándose por consiguiente la fijación de los plataformas de los elementos .

El metalizado del agujero brinda en la soldadura del terminal de los elementos más grande fuerza de adherencia. Ver figura siguiente.

  1. b) La conexión eléctrica entre capas es la base primordial del agujero metalizado además de sostener al terminal del ingrediente a disposición de la soldadura.

Los agujeros metalizados tienen que agradar los requisitos siguientes:

Soldabilidad

Resoldabilidad

Continuidad

En las placas de fácil cara la funcionalidad del agujero metalizado es sólo para proveer una mejor unión del ingrediente, aunque en esta clase de placas es antieconómico.

En placas de doble cara fabricadas con material base de papel, puede hacerse el agujero metalizado sólo a efectos de hacer mejor la unión del ingrediente, pero no a efectos de continuidad, debidos a la poca fiabilidad que existe en esta clase de materiales, respecto al metalizado. Sólo existe garantía de continuidad por medio del terminal del ingrediente. Por consiguiente la unión del agujero con el terminal debe ser aparente y alcanzable o bien realizando un agujero paralelo al previo que quede fuera del ingrediente. En la figura se sugiere un aspecto de estos métodos.

Estos procedimientos no son sugeridos.

En placas de doble cara fabricadas con material de base de fibra de vidrio, se consigue no únicamente una conexión entre caras sino además una aceptable unión entre ingrediente y agujero.

De este deber, entre el diámetro y el espesor de la placa, es dependiente la oportunidad de metalizar los agujeros de una forma traje, con un espesor correcto.

2.8.-NORMAS ELECTRICAS PARA EL DISEÑO.

2.8.1. -Ancho de conductor .

Esta extensión es dependiente de los próximos parámetros.

  1. a) Corriente de carga.
  2. b) Espesor del conductor (lámina de cobre) .
  3. c) División entre conductores.
  4. d) Tipo de material base .
  5. e) Elevación máxima permisible de temperatura.
  6. f) Procedimiento de montaje de los elementos .

Los tres primeros parámetros definen “los amperios por unidad de área del conductor”.

Los dos siguientes, en conjunto, determinan “la consistencia de corriente”.

La figura 2.8.1. se utiliza para comprender la relación que existe entre los anchos de conductores y la elevación de temperaturas para placas de diferentes espesores de cobre.

Tiene relación a las situaciones en que el material básico aislante de la placa, sea papel fenólico, papel epoxy o fibra de vidrio epoxy.

Condiciones en general, para la utilización del ábaco de la figura 2.8.1:

  1. a)Existe una aceptable ventilación o se suministra refrigeración obligada.
  2. b)La relación, ancho de conductor a división de conductores, va a ser más grande que 1:2.

Cuando no llegue a cumplirse esta condición el nivel de corriente va a existir que reducirlo en un 30%.

  1. c) El espesor del cobre va a ser traje y contando con las operaciones consecutivas, a que ha de ser sometido en el desarrollo de construcción, va a existir que deducir un aumento por exceso, para esta extensión, por desgastes probables.

Intensidad máxima admisible del conductor de cobre.

Elevación de temperatura en funcionalidad de la corriente por medio del conductor .

En la figura 2.8.2. se representa la relación entre la corriente por medio de un conductor, con una parte cierta, y para una elevación de temperatura en el conductor. El gráfico posibilita el medio para relacionar el ancho del conductor del dibujo modelo a escala 1:1, con el espesor del laminado base de cobre. La suma de la temperatura máxima ámbito en que va a estar la placa y la elevación de las temperaturas por el paso de la corriente en el conductor, no debe exceder del más alto permitido de temperatura de seguridad del sustento aislante. Este límite se va a indicar en las informaciónes y propiedades físicas de cada sustento aislante.

Para elegir el ancho del conductor, una vez calculado por medio de el gráfico, se tendrá que escoger el valor más próximo y siempre por exceso, de las anchuras recomendadas antes.

Separación entre conductores, y ancho de conductores sobre el Dibujo Modelo.

Cuando se piense en la división entre conductores se tendrán tener en consideración los próximos factores:

  1. a)Diferencia de potencial entre conductores.
  2. b)Tensión de pico.
  3. c)Resistencia superficial del material base.
  4. d)Condiciones ambientales en el destino de los equipos, temperatura, humedad, polvo, etc.
  5. e)Revestimientos superficiales que haya que crear y equipar.

Como norma establecida el ancho mínimo de conductor va a ser de l mm. , en todos las situaciones en donde no existan inconvenientes de consistencia.

Para casos destacables en baja tensión (máximo 24 V corriente continua), puede disminuirse el ancho del conductor a 0,3 mm. , y hasta 0,2 mm. , para placas procesadas. En estas situaciones puede incrementar el ancho cuando el conductor salga de la región de deber, en su paseo.

Sin embargo, los anchos de los conductores tienen que seguir estando tan enormes como se pueda, contando con las deficiencias que se muestran siempre en los bordes.

Otro tanto puede decirse con la división de conductores: Va a ser la más grande viable para bajar rechazos en la Inspección, tanto más recurrentes cuanto menor es la división. Los procesos de Fábrica y de Inspección, se complican cuando la división de conductores es mínima y por consiguiente incrementan los gastos y los plazos de distribución.

Placas multicapa.

En placas multicapa, se complican las restricciones en el dimensionado, de manera que admitan el valor del pico de la distingue de potencial entre los conductores.

2.9. –CARACTERÍSTICAS DEL CIRCUITO

No se quiere llevar a cabo un estudio completo de las propiedades del circuito que precisan ser consideradas en el diseño de placas impresas. La información que se otorga aquí, no es completa; de igual modo, los valores y ecuaciones dados tienen que usarse solo como orientación, para una estimación de los valores aproximados de todas las propiedades. Todos los parámetros de las placas tienen una enorme interdependencia y entonces los valores medidos empíricamente no es simple que coincidan precisamente con los calculados.

Esto es verdad fundamentalmente en las zonas de alta continuidad en donde es realmente difícil llevar a cabo una predicción analítica completa de las propiedades de la placa. De esta forma ya que, los datos que aportamos, a este respecto, no son terminados y sólo ofrecen órdenes de intensidad de parámetros, a tomar en cuenta en el diseño .

2.9.1.- Dentro de la diferente gama de calidades de los soportes aislantes se indican ahora las propiedades escenciales de esos materiales de más grande uso hoy en día. Espesor medio de 1,58 mm..

Propiedades

Papel fenólico

Papel epoxy

Vidrio epoxy

Resistencia superficial M Ohm. (*)

103

103

103

Resistencia volumétrica M Ohm. (*)

104

105

106

Absorción de agua, máx. en %

0,75

Circuitos Impresos. Funciones, elementos y características.
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