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Circuitos impresos: Fabricación, diseño y cómo elaborar un circuito impreso

Circuitos Impresos

Un circuito impreso es una placa de un componente aislante (que bien puede ser vidrio, baquelita, plástico, entre muchas otras otras posibilidades), que tiene por dentro una sucesión de vías o pistas de cobre. Estas tienen el propósito de conectar las partes que dan forma a un circuito.

El criterio general en el que se fundamentan los circuitos impresos, es en diseñarlos antes en un esquema electrónico. De esta forma, se puede trabajar sin complicaciones. Esto ayuda también a reducir los gastos, al momento de empezar con algún emprendimiento.

¿Cómo se hacen los circuitos impresos?

La mayor parte de los circuitos impresos están conformados por entre 1 a 16 capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato) laminadas (pegadas) entre sí. Comúnmente, la proporción de capas de una PCB es dependiente de la proporción de elementos que se desean montar.

Las capas tienen la posibilidad de conectarse por medio de orificios, llamadas puentes. Los orificios tienen la posibilidad de ser electro-recubiertos.

Para conectar cada cubierta del circuito, el desarrollador por medio de un elemento químico, deposita en todas las superficies expuestas del panel, introduciendo en las paredes del agujero, una fina capa de cobre químico. Esto crea una base de metal de cobre puro. También existe la posibilidad de emplear remaches pequeños.

Los circuitos impresos de alta consistencia tienen la posibilidad de tener “vías ciegas”, que son visibles en solo un lado de la tarjeta, o “vías enterradas”, que no son visibles en el exterior de la tarjeta.

Diseñar un Circuito Impreso

Lo primero que se ejecuta es el diseño. Para eso se usa un tipo de papel que sea milimetrado (o pulgametrado, según preferencias) y en el que se plasma todos los elementos del circuito, además de otros criterios destacables como la manera en la que se van a repartir, la distancia que hay entre ellos y entre sus patillas, como estas últimas van a estar ubicadas.

Los que diseñan los circuitos impresos comúnmente usan programas de automatización de interfaz electrónico (EDA, por sus siglas en inglés), para repartir e interconectar los elementos. Estos programas guardan datos relacionada con el diseño, posibilita la edición, y puede además hacer de manera automática tareas repetitivas.

Lo que se acostumbra llevar a cabo, para hacer más simple ese desarrollo, es hacer un dibujo sobre el diseño en una papel y después pasarlo a la placa. Este primer boceto va a ser perfeccionado hasta que por fin estemos completados para pasarlo.

Cuando se quiere llevarlo a cabo, se usa papel vegetal y un rotulador persistente. En este punto es considerable tener precaución de que todas las conexiones hayan sido plasmadas correctamente; de lo opuesto, todo el desarrollo no va a tener ningún sentido.

Circuito impreso casero

A lo largo del diseño de este circuito, no se usa tanto el pulso, si no que en ciertos momentos, se acostumbra utilizar diferentes programas informáticos.

Los diversos programas que se emplean, pueden ir desde los más básicos hasta los más complicados. Así como pueden variar también los tipos de PCB, podemos usar Autocad o un simple Paint para hacer el diseño de la placa de circuitos.

En este punto hay que entender que, o bien el diseño lo puede llevar a cabo uno mismo (que es la alternativa más aconsejable porque no todos los elementos electrónicos tienen que ser iguales), o bien descargarlos de algunos sitios precisamente.

Impresión del circuito 

Cuando por fin se tenga todo listo, se va a seguir con la impresión, para eso hay que localizar una fábrica PCB.

Hay una restricción que se debe entender y de la cual no en todos los casos se informa, la impresión se debe llevar a cabo usando una impresora láser (es decir, que las habituales de tinta no van a funcionar).

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Se debe usar un papel de calidad, siendo el fotográfico el que mejor relación entre calidad y precio tiene. Además existen otros tipos de papeles que tienen la posibilidad de trabajar mejor o peor (esto dependerá del tipo de acabado que tenga) pero, si no se deseas complicar el desarrollo, mejor seleccionar papel fotográfico.

Cuando se tenga la impresión lista, se prepara el pcb virgen particular; es por esto que va a existir que tener bastante precaución cuando se vaya a cortar. La idea más clara es cortar a medida.

En ocasiones, se puede cortar el pcb de distintas maneras, pero lo recomendado es usar un cutter que tenga una hoja gruesa (y asegurarse de que sea aceptable afilado) o bien un formón.

Remoción de residuos en circuito impreso

Cuando se tenga el corte listo, hay que seguir con la limpieza para remover algún residuo que pudiera llegar a perjudicar al buen desempeño de los circuitos impresos.

Se comienza usando una lija fina al agua, aunque una virgulilla de cazuela puede servir.

Para lavar la placa no se debe complicarse demasiado: con algo de jabón es conseguirá remover la mayoría de la mugre (evitando usar algún producto tóxico belicoso porque se puede a perjudicar a su estructura).

Aunque llegado este punto ya se tendría la placa lista, se puede terminar agregando algo de alcohol  o bien acetona.

El siguiente paso consistirá en cortarla, asegurándose de dejar unos milímetros de margen para que no se quede bastante ajustada.

Fijación de elementos

Se usará cinta para que el papel se fije con la placa (puede valer la misma que se usaría en el momento de asegurar algunas partes de la pared en el instante en el que se está pintando).

Se prende la plancha y se ubica en el modo que permita la máxima temperatura viable. Antes de comenzar a planchar se debería ubicar un papel en el fotográfico y comenzar.

Hay que planchar de forma uniforme, por cada lado en el transcurso de un tiempo aproximado de 10 minutos. Debemos ejercer una presión moderada, no muy suave, ni con tanta presión.

Sumergimiento de circuito en Agua

Casi al finalizar, sumergimos la placa por una hora en agua fría. Pasado ese tiempo, se quita el papel con precaución. Luego se añade ácido de quemar circuitos en un envase, y se agrega el circuito a lo largo de unos 15 minutos.

Una vez terminado, procedemos a lavar la placa con agua y agregamos algo de bicarbonato de sodio.

Pruebas de verificación del circuito

Las tarjetas sin muchos elementos, tienen la posibilidad de ser sometidas a “pruebas limpias”, donde se corrobora cada conexión definida en el netlist en la placa terminada. Para hacer más simple las pruebas en grandes  volúmenes, se utiliza una “Superficie de Alambres” para llevar a cabo contacto con las superficies de cobre u orificios en uno o los dos lados de la tarjeta.

Por medio del ordenador, podemos probar la PCB, enviando pequeños voltajes de corriente eléctrica por medio de cada contacto en la superficie de alambres. De esta manera, podemos verificar que la corriente fluye por cada extremo de nuestra placa de pruebas.

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