¿Qué son los Sustratos PCB?
Son componentes electrónicos en forma de placa que se instalan en todo tipo de equipos electrónicos, como ordenadores personales y electrodomésticos.
Sustratos PCB en Inglés, (Printed Circuit Board) placa de circuito impreso, en la que los componentes de los circuitos se comunican entre sí e intercambian energía.
Un término similar a sustratos PCB es PWB, en inglés (Printed Wired Board). Un circuito impreso con cable (PWB) es un PCB en el que se montan componentes electrónicos como chips IC y condensadores, lo que lo convierte en un Sustratos PCB que realmente funciona.
Usos de los Sustratos PCB
Los sustratos PCB se utilizan en una amplia gama de campos de aplicación, desde equipos electrónicos en general, como ordenadores personales y electrodomésticos, hasta grandes equipos en la industria manufacturera, servidores para el desarrollo de inteligencia artificial y centros de datos, y dispositivos de control para automóviles y ferrocarriles.
Los sustratos PCB empezaron a utilizarse en la práctica hacia 1950, y el número de dispositivos y equipos desarrollados y fabricados ha crecido de forma espectacular. En los últimos años, a medida que ha mejorado el rendimiento de los dispositivos IoT y los servidores para desarrollar IA, los Sustratos PCB también se han miniaturizado cada vez más, con un montaje más denso y componentes de alto rendimiento. Esta tecnología ha llevado a la incorporación de Sustratos PCB de alto rendimiento incluso en productos de electrónica de consumo comunes. Hoy en día, los Sustratos PCB son una parte indispensable de la industria electrónica.
Principios de los Sustratos PCB
Los componentes electrónicos se sueldan en un circuito impreso y se comunican y transfieren energía entre ellos. Esto permite obtener el rendimiento y las funciones de los circuitos. No es exagerado decir que la fiabilidad y el rendimiento de los equipos electrónicos vienen determinados por los sustratos PCB.
Tipos de Sustratos PCB
Los sustratos PCB, al igual que los PWB, pueden clasificarse a grandes rasgos en dos tipos: placas rígidas y placas flexibles. Varían en forma y tamaño, desde el tamaño de las dos manos de una persona hasta el de un dedo.
Las tablas rígidas son tablas duras que no se pueden doblar, mientras que las tablas flexibles son tablas blandas que sí se pueden doblar. Se utilizan de forma diferente o conjunta en función de las limitaciones de diseño y la aplicación del equipo.
Los sustratos rígidos suelen tener forma rectangular y un grosor de 1-1,6 mm. La mayoría son de color verde. Existe una gran variedad de tipos, desde placas sencillas con cableado y componentes en una sola cara, hasta placas complejas con 10 o más capas de cableado multicapa y componentes en ambas caras. Las que tienen un gran número de componentes pueden tener montados miles o decenas de miles de componentes.
Los sustratos flexibles se fabrican con formas muy variadas, aprovechando su flexibilidad. El grosor suele ser de varias decenas de micrómetros. Debido a las limitaciones de la flexibilidad, el número de capas y componentes montados en ellos es menor que en las placas rígidas.
Cómo elegir un Sustrato PCB
Los sustratos PCB deben elegirse en función de las prestaciones exigidas al circuito (características eléctricas, características mecánicas, durabilidad/fiabilidad, etc.) y del coste.
1. Placas de Circuito Impreso Rígidas
Las placas rígidas son más rígidas y gruesas que las flexibles. Como resultado, se pueden montar en ellas más componentes que en los sustratos flexibles, y pueden transportar una corriente mayor. Otra ventaja de las placas rígidas es que permiten formar patrones de cableado complejos en un área limitada.
Las placas rígidas son la corriente principal de sustratos PCB en el mundo. Como resultado, las placas rígidas son más baratas que las flexibles. El coste correspondiente al montaje de componentes también es inferior al de las placas flexibles. Por estas razones, las placas rígidas se eligen a menudo cuando hay que realizar diversas funciones y operar de forma estable equipos electrónicos con un alto consumo de energía.
2. Sustratos Flexibles
Los sustratos flexibles se utilizan para deslizar y abrir/cerrar piezas de equipos y conexiones sustratos PCB debido a sus características de flexibilidad. Por ejemplo, los sustratos flexibles se utilizan en las bisagras de apertura/cierre de los teléfonos móviles antiguos.
Aunque existen restricciones en cuanto a la cantidad de corriente que puede fluir y la cantidad de componentes que se pueden montar, y el coste de preparar plantillas especiales para montar componentes es elevado, las placas flexibles se utilizan a veces para realizar dispositivos con estructuras complejas.
Estructura de los Sustratos PCB
Los sustratos PCB tienen la misma estructura que los PWB descritos para las placas de circuito impreso. La estructura que se adopte debe determinarse en función del tamaño y la estructura del dispositivo, las prestaciones requeridas y el coste.
Por ejemplo, los dispositivos de consumo pequeños y de alto rendimiento, como los teléfonos inteligentes y las tabletas, tienen grandes exigencias en cuanto a circuitos avanzados y complejos, ahorro de espacio y reducción de costes. Por este motivo, se utilizan conjuntamente placas multicapa rígidas que pueden alojar componentes finos a alta densidad y placas flexibles que pueden integrarse en espacios reducidos. Para las aplicaciones de automoción, el espacio de montaje y los costes son algo más generosos que para los equipos de consumo, por lo que se elige una estructura de sustrato que priorice el rendimiento, la fiabilidad y la durabilidad.