¿Qué Es Un Circuito Impreso?
La placa de circuito impreso es un componente esencial para la ingeniería eléctrica.
Permite fabricar circuitos electrónicos colocando transistores, resistencias y otros componentes sobre un patrón de cableado principalmente de cobre en la superficie de un aislante (plástico) y soldándolos entre sí. Las placas de circuitos impresos se utilizan en casi todos los aparatos electrónicos (televisores, PC, teléfonos inteligentes, electrodomésticos) y los circuitos electrónicos integrados en los aparatos funcionan mediante placas de circuitos impresos.
Japón fue el primer país del mundo en obtener una patente hacia 1936, lo que propició el desarrollo de la tecnología. Como resultado, Japón fue el número uno mundial en términos de valor de producción alrededor de 1990. En los últimos años, la producción de equipos electrónicos se ha trasladado a China y Asia, donde se producen grandes volúmenes.
Usos de Los Circuitos Impresos
Los circuitos impresos se utilizan como placas de cableado en ordenadores, televisores y equipos eléctricos, así como en ingeniería electrónica.
Las placas de circuitos impresos de estos dispositivos eléctricos especialmente precisos tienen los patrones de circuitos necesarios ya formados en la propia placa, y los circuitos electrónicos se completan simplemente colocando componentes en ellas. Para densidades aún mayores, también existen placas multicapa con varias capas de circuitos en una sola placa, que se utilizan en equipos electrónicos como PC y smartphones.
También hay muchos tipos de materiales y cientos de variedades disponibles, según la aplicación. Por lo general, los materiales rígidos son el principal tipo de material utilizado, pero en los últimos años, los materiales flexibles (películas) se han utilizado cada vez más en aplicaciones móviles como los teléfonos inteligentes, con el uso de muchos sustratos flexibles blandos.
Métodos de Producción de Circuitos Impresos
Los circuitos impresos se fabrican taladrando pequeños agujeros en una placa aislante y recubriéndolos con cobre, etc. (denominados agujeros pasantes o agujeros vía). (denominados orificios pasantes). Los componentes electrónicos y los cables se sueldan en los pequeños orificios para que la electricidad pueda fluir a través de ellos, formando así un circuito. En el caso de las placas multicapa, las señales del interior se conectan a las otras capas a través de los orificios pasantes y los orificios de paso.
Las placas de circuito impreso pueden ser de una cara, de dos caras o multicapa, y cuantas más capas haya, más circuitos se pueden montar, lo que ahorra espacio.
Materiales Utilizados
El principal material de base utilizado para las placas de circuitos impresos de los electrodomésticos (frigoríficos, lavadoras) es el cartón fenólico, que se fabrica impregnando papel con resina fenólica. Para PC, smartphones, automóviles, equipos de medición y otros productos que requieren fiabilidad, se utilizan sustratos de vidrio epoxi (tela de vidrio impregnada con resina epoxi).
Cuando se requiere disipación de calor, pueden utilizarse sustratos de aluminio con buena disipación térmica. En los últimos años, la demanda de estos sustratos ha ido en aumento, ya que la tendencia hacia los vehículos eléctricos ha dado lugar a corrientes más elevadas.
También han aparecido sustratos flexibles fabricados con películas finas de poliimida o poliéster. Aunque los sustratos flexibles tienen poca resistencia mecánica, son flexibles y se pueden doblar. Los materiales utilizados para estos sustratos deben ser ignífugos (es decir, no inflamables aunque se les prenda fuego). Por esta razón, se utilizan sustancias con base halógena, y algunos clientes exigen productos sin halógenos por razones medioambientales.
En los últimos años, los métodos de patronaje de circuitos también se han automatizado y se están desarrollando productos que se adaptan a la miniaturización y a densidades más altas.
Estructura de Los Circuitos Impresos
Existen varios tipos de circuitos impresos, cada uno con una estructura, material, etc. diferente, según su finalidad.
Circuito Impreso de Una Cara
Placa con una lámina de cobre sólo en la cara impresa. Sólo se pueden realizar patrones relativamente sencillos. Es el tipo de placa de circuito impreso más barato de fabricar y el más utilizado para las placas de circuito impreso de fabricación propia.
Circuito Impreso de Doble Cara
Placa de circuito impreso con lámina de cobre en las caras frontal y posterior. Los patrones se pueden dibujar por separado en el anverso y el reverso, y se pueden realizar patrones más complejos que con las placas de una sola cara. También es posible hacerlos uno mismo, aunque es un poco más avanzado. Hay que tener cuidado de no desalinear el dibujo entre el anverso y el reverso. Las placas con patrón de suelo sólido también requieren orificios pasantes.
Placas Multicapa
Se utilizan para patrones complejos que no pueden conseguirse con placas de doble cara (por ejemplo, placas de ordenador) o cuando los patrones deben apilarse debido a restricciones de tamaño de la placa (por ejemplo, teléfonos móviles, equipos de audio portátiles). ～Se utilizan placas multicapa de hasta 8 capas. Para placas que requieren producción en masa, es necesario combinar equipos que cuestan cientos de millones de yenes por unidad para fabricar cientos de miles de placas al mes, lo que la convierte en una industria de equipos.
Materiales de Los Circuitos Impresos
Existen varios tipos de materiales para placas de circuitos impresos, cada uno con propiedades diferentes, como se describe a continuación. Seleccione el que se ajuste a su finalidad.
Sustratos de Papel Fenólico
Se utiliza papel como material base y la resina adhesiva es resina fenólica. También se denomina sustrato Bake o baquelita. Se utiliza desde la antigüedad. Es barato y muy procesable, pero el sustrato es propenso al alabeo y tiene poca resistencia al calor y absorción de humedad. También tiene una resistencia al aislamiento y unas características de alta frecuencia deficientes, y no se pueden formar orificios pasantes.
Sustratos Epoxi de Papel
Este sustrato utiliza papel como material base y resina epoxi como resina adhesiva. Tiene características intermedias entre el papel fenólico y los sustratos epoxídicos de vidrio. Se fabrica como sustrato de una sola cara. Es superior a los sustratos de papel fenol en cuanto a resistencia al calor, absorción de humedad y propiedades eléctricas, pero inferior a los sustratos de vidrio epoxi.
Sustratos Epoxídicos de Vidrio.
Se trata de placas de circuito impreso fabricadas conteniendo resina epoxi en fibras de vidrio. Actualmente el tipo más utilizado, la mayoría de las placas multicapa son placas de vidrio epoxi, que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde placas de 0,2 mm de grosor hasta placas de hasta 2,4 mm de grosor para equipos de potencia, placas base, etc. Tienen un bajo cambio dimensional y una excelente durabilidad. También tiene buenas propiedades eléctricas y mecánicas. Sin embargo, la trabajabilidad es escasa y se necesitan herramientas especializadas. Los costes son más elevados, pero mejora la funcionalidad.
Como se ha descrito anteriormente, existen muchos tipos diferentes de placas de circuito impreso y se utilizan muchos materiales distintos. Las normas de diseño difieren considerablemente en función del tipo de placa de circuito impreso, por lo que, si tiene algún problema, póngase en contacto con el fabricante especializado.