¿Qué es una placa de circuito impreso? Diseño y tipos de PCB

El sector de las placas de circuito impreso supera sorprendentemente los pronósticos a pesar de las secuelas de COVID-19. Según la agencia de noticias, la fabricación de placas de circuito impreso alcanzará los $108.000 millones en 2033. Estas estadísticas muestran un crecimiento sin precedentes de las empresas de circuitos impresos en todo el mundo.

No nos equivocaremos si decimos que las placas de circuitos impresos son como el sistema nervioso de cualquier dispositivo electrónico. Proporcionan una forma fiable de hacer fluir las señales eléctricas en un orden. Por lo tanto, un buen diseño de PCB es indispensable para garantizar un funcionamiento sin problemas en condiciones difíciles.

Los primeros componentes electrónicos se fabricaban y conectaban manualmente mediante cables en una construcción punto a punto. Por lo tanto, este antiguo método tenía más posibilidades de provocar fallos de funcionamiento. Ahora, gracias al software de diseño de PCB más reciente, los fabricantes de PCB pueden llevar a cabo fácilmente el proceso de fabricación y montaje de PCB.

¿Qué es una placa de circuito impreso?

Una placa de circuito impreso puede ser plana, flexible o rígida y tener material aislante como fibra de vidrio o resina epoxi. Funciona como base para montar y conectar componentes electrónicos.

Los circuitos impresos se imprimen históricamente con una serigrafía sobre una placa. Antes de entrar en detalles, veamos qué aspecto tienen normalmente. Por lo general, tienen un aspecto verde con puntos dorados o cobrizos. En caso de que se pregunte dónde encontrar placas de circuito impreso en su vida cotidiana...

En todas partes. Desde su ordenador hasta su teléfono, pasando por equipos de desarrollo como:

• Una Raspberry Pi
• Tus auriculares
• Unidad USB
• Cámara
• Altavoz
• Calculadora o incluso tu coche

Evolución y desarrollo de la tecnología de placas de circuito impreso

Como estos circuitos eran extremadamente complejos, reparar uno que se había dañado era una tarea tediosa y poco fiable. Por ello, en 1936 Paul Eisler, un genial ingeniero que trabajaba para una empresa periodística, reconoció los obstáculos e inventó el concepto de imprimir circuitos conductores de cobre en una placa no conductora.

Sin embargo, una placa de circuito impreso actual tiene este aspecto, mucho más sofisticado, diminuto y complejo. La fabricación moderna de PCB parte de una simple lámina plana de cobre.

Tipos de PCB

Existen varios tipos de placas de circuitos impresos que sirven para fines concretos. Aquí hablaremos de los 5 tipos más populares de circuitos impresos. Al mismo tiempo, también discutiremos sus principales especificaciones.

Placas de circuito impreso de una cara

• Las placas de circuito impreso de una cara tienen una sola capa. Del mismo modo, tiene un diseño liso y es rentable.
• En este tipo de placa, los fabricantes de placas de circuito impreso montan los componentes en una sola cara. Además, las pistas de cobre sólo pueden ir por un lado de la placa.
• Una única placa de circuito impreso es ideal para componentes electrónicos en los que su diseño y espaciado no son un factor crítico.

Placas de circuito impreso de doble cara

• Las placas de circuito impreso de doble cara tienen componentes montados en ambos lados de la placa.
• En las placas de circuito impreso de doble cara, las pistas de cobre están en ambas caras. Del mismo modo, tienen conexiones con orificios pasantes chapados.
• Este tipo de placas son habituales en electrónica compleja, por ejemplo, equipos industriales y electrónica de consumo.

Circuitos multicapa

• Las placas de circuito impreso multicapa, como su nombre indica, constan de más de 2 capas de sustrato. Estas capas tienen trazas de cobre intercaladas.
• Las placas de circuito impreso multicapa tienen un elevado consumo en aplicaciones de alta densidad y alto rendimiento.
• Podemos encontrar este tipo de placas de circuitos en teléfonos inteligentes, ordenadores y aparatos electrónicos avanzados. En estos aparatos electrónicos, la integridad de la señal desempeña un papel crucial.

Placas de circuito impreso flexibles /Flex

• Como su nombre indica, la tecnología de PCB flexible es de naturaleza flexible. Por lo general, los fabricantes de PCB utilizan materiales como la poliimida.
• Este tipo de tableros son fáciles de doblar. De ahí que podamos encajarlos en formas irregulares o espacios reducidos.
• Las placas de circuito impreso flexibles son ideales para dispositivos portátiles, automóviles y equipos médicos.

Placas de circuito impreso rígidas y flexibles

• La placa de circuito rígido-flexible combina las características de las placas flexibles y rígidas.
• Estas placas tienen capas rígidas y flexibles combinadas.
• Las placas de circuito impreso rígido-flexibles son ideales para aplicaciones en las que necesitamos mantener cierta rigidez, como equipos militares y aeroespaciales.

Estos son sólo algunos ejemplos de los muchos tipos de placas de circuito impreso disponibles. Cada placa electrónica tiene una función especial y puede personalizarse durante el diseño de PCB para satisfacer las necesidades específicas de diversas industrias y dispositivos electrónicos.

Materiales para PCB

Todo el mundo sabe cómo es una placa de circuito impreso, pero no tanta gente lo sabe al principio. Esta pequeña pieza de tecnología empieza con un panel tan grande. - Sí, empezamos con este panel tan grande. Del mismo modo, durante este extenso proceso, necesitamos seleccionar la marca correcta. Posteriormente, necesitamos el grosor correcto para obtener al final el PCB perfecto.

Echemos un vistazo Los fabricantes de placas de circuito impreso ayudan en la fabricación de placas de circuito impreso. No son proveedores de materias primas para placas de circuito impreso, por ejemplo, láminas de cobre o preimpregnados.

Además, todos los materiales se almacenan por:

• Tipo
• Espesor total
• Espesor del cobre
• Y marca

Estos grandes paneles ya están compuestos de cobre y FR4. El cobre cubre la parte superior e inferior del panel y dentro, intercalado, está el FR4.

FR4 consists of fiberglass and epoxy resin. This step is at the start of the PCB board creation. Ensuring the inspection of every part is critical. Because it won’t impact the performance of the device in the future. For optimum performance, we need to check the copper and the total thickness of the circuit board.

These days, PCB board manufacturers pay special attention to two factors. These are edge finishing and panel geometry. Therefore, the engineering team carefully selects the ideal manufacturing process. In addition, PCB fabrication also depends a lot on PCB design.

Each Part Number has its own selection of raw materials as well as its own production process, which depends on the quantity.

PCB Board Design

This will be the first time that you’ve ever designed the PCB and you don’t know much about PCB design. I suspect for most of you that’s the case and so there are a couple of important concepts.  We shall go through some of the key steps in the design process which essentially begin with schematic capture.

You place your schematic into the layout tool all right. So you’ll do that in CAD what you then do is you get that schematic ready for layout.  Netlist basically creates for us a list of all the nodes in the circuit and tells us where all the nodes are connected.

A PCB design is the process of making a printed circuit board layout following a particular layout which should be accommodating with particular electronic devices. Generally, PCB design involves 10 steps which are:

1. Component Placement:
2. Routing:
3. Layer Stackup:
4. Signal Integrity:
5. Power Distribution:
6. Thermal Management:
7. Design Rules and Constraints:
8. 3D Modeling:
9. Testing and Simulation:
10. Documentation:

PCB design helps us to deal with our requirement interactions. Similarly, all of our designs have a logical and physical side that needs to be properly managed to create the perfect design.

So, what do PCB design rules do? They allow you to define a system to you know automate the checking of these requirements. Furthermore, PCB design gives you an interface between the logical and physical sides so that you can produce a board. A good design of PCb leads to successful PCB assembly.

How does PCB work?

A PCB board works under following a specialized structure. This structure consists of several electronic components and sophisticated wiring. This design allows a circuit board to communicate and execute tasks. Here are the most common PCB board components that play a crucial role in carrying out all operations:

1. Component Mounting:This part consists of several components. The popular components are resistors, capacitors, transistors, integrated circuits (ICs), and connectors.
2. Conductive Pathways:A circuit board relies on a network of conductive pathways. These pathways act as electrical wires, providing a path for electrical signals.
3. Signal Flow:When we turn on the electrical devices, current flows through the conductive pathways on a circuit board.
4. Circuit Functionality:The arrangement of the components during PCB fabrication determines the functionality of the electronic circuit.
5. Signal Processing:Components on a circuit board allow electrical signals. This function varies from resistors to capacitors. What’s inside the printed circuit board and how does it work?

We can also find several other pads on the PCB, such as:

• The memory chip
• Wireless chip
• Resistors
• Capacitors

If there are more traces, it will allow more data for smooth and quick operations. Interestingly, these traces are electrically separated and cannot cross each other.

Conclusión

In summary, the PCB board makes it possible for each component available on the device to communicate with the rest of the system efficiently. Therefore, it is best practice to contact an expert in the PCB fabrication industry.

We always recommend hiring a professional PCB manufacturer for PCB fabrication, PCB design, and PCB assembly. Ultimately, it will help you to make reliable electronic parts.