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Por lo general, aprendemos, analizamos y diseñamos circuitos eléctricos o electrónicos usando un diagrama, llamado esquemático, que consiste en símbolos de componentes conectados por líneas. Los símbolos representan todo, desde componentes pasivos básicos como resistencias o condensadores hasta circuitos integrados sofisticados como microcontroladores, y las líneas representan vías conductoras que permiten que la corriente eléctrica fluya libremente de una parte del circuito a otra.
Una cosa que todos los esquemas tienen en común es la incapacidad total de conducir un motor, o parpadear un LED, o filtrar el ruido, o hacer cualquiera de las otras cosas útiles e interesantes que esperamos que hagan los sistemas eléctricos. Un esquema es, después de todo, solo un dibujo. Para lograr algo con un circuito, necesitamos traducir su esquema en componentes físicos e interconexiones físicas. Los esquemas simples a menudo se pueden realizar en una placa de pruebas, pero la gran mayoría de los diseños de circuitos ingresan al reino físico en forma de placa de circuito impresoo tarjeta de circuito impreso para abreviar.

La estructura de una PCB

Una placa de circuito impreso muy básica es un material aislante plano, rígido que tiene estructuras conductoras delgadas que se adhieren a un lado. Estas estructuras conductoras crean patrones geométricos que consisten, por ejemplo, en rectángulos, círculos y cuadrados. Los rectángulos largos y delgados funcionan como interconexiones (es decir, el equivalente de los cables), y varias formas funcionan como puntos de conexión para los componentes.

Este es un ejemplo de una PCB muy básica. Esta tabla es en realidad casera; Consulte la guía de AAC para la fabricación de PCB en el hogar para obtener más información.

Una placa de circuito impreso como el ejemplo en la imagen tiene solo una capa conductora. Una PCB de una sola capa es muy restrictiva; la realización del circuito no hará un uso eficiente del área disponible, y el diseñador puede tener dificultades para crear las interconexiones necesarias.
La incorporación de capas conductoras adicionales hace que la PCB sea más compacta y más fácil de diseñar. Una placa de dos capas es una mejora importante sobre una placa de una sola capa, y la mayoría de las aplicaciones se benefician de tener al menos cuatro capas. Un tablero de cuatro capas consiste en parte superior capa, la fondo capa y dos interno capas. ("Arriba" y "abajo" pueden no parecer la típica terminología científica, pero de todos modos son las designaciones oficiales en el mundo del diseño y fabricación de PCB).

Pila de PCB
los apilar es la disposición de capas conductoras y aislantes en una PCB multicapa. El siguiente diagrama de vista lateral muestra el apilamiento de un tablero de cuatro capas.

El material conductor elegido es el cobre. Prepreg es un material aislante que está preimpregnado (de ahí el nombre) con resina, y el núcleo (también aislante) es similar en composición al prepreg.
Le recomiendo que use una estructura de cuatro capas siempre que sea posible. Una placa de cuatro capas le permite dedicar una capa interna al potencial de referencia (es decir, tierra) y otra capa interna a los voltajes de la fuente de alimentación. La parte superior, y si es necesario la parte inferior, será una capa componente. Esta disposición facilita el diseño de PCB y también lo ayuda a lograr un mejor rendimiento del circuito.

Comprender las características y la terminología de PCB

Existe un poco de vocabulario especializado que surge en las discusiones sobre placas de circuito impreso. Esta sección describe las estructuras físicas que se encuentran en los PCB y le brinda las palabras que usamos para identificarlos.
Una interconexión conductiva se llama rastro, y los puntos de conexión para componentes se llaman almohadillas (para alfileres que descansan en la superficie del tablero) y a traves de los hoyos (para pasadores que se insertan en agujeros perforados en el tablero). El diseño básico de PCB consiste en organizar las almohadillas y los agujeros pasantes para que los componentes se puedan instalar correctamente, y luego conectar estas almohadillas y agujeros pasantes utilizando trazas.
No todos los orificios perforados son para componentes de orificio pasante. A menudo necesitamos transferir una señal o voltaje de alimentación de una capa de PCB a otra, y esto se logra usando pequeños agujeros conductores llamados vias.
Muchos PCB también incluyen orificios de montaje, que tienen una función mecánica en lugar de eléctrica y, por lo tanto, no necesitan ser chapado. El término "enchapado" en este contexto se refiere al material conductor que se ha depositado en el interior de un agujero perforado.
UN vertido de cobre es una sección relativamente grande de una capa de PCB que está llena de material conductor. Los vertidos de cobre se pueden usar para proporcionar una conexión de muy baja resistencia o baja inductancia entre los componentes y para mejorar el rendimiento térmico.
Una capa de PCB que consiste completamente en un gran vertido de cobre se llama avión capa. Con frecuencia utilizamos una capa interna como plano terrestre y cree conexiones a tierra colocando vías al lado de los pines de los componentes.
Un agujero pasante o vía comienza como un círculo de cobre y luego se convierte en un agujero cuando una broca pasa a través del círculo (idealmente a través del centro del círculo). El termino anillo anular se refiere al ancho de cobre que queda después de que se ha perforado el agujero.
Las placas de circuito impreso incluyen una variedad de información "complementaria" que no tiene ningún papel en la funcionalidad eléctrica del dispositivo. Por ejemplo, designadores de referencia Identifique los componentes de forma exclusiva, los puntos indican la orientación adecuada de los componentes y los títulos de los proyectos o los números de serie nos ayudan a realizar un seguimiento de las muchas placas de circuitos que se acumulan en un laboratorio. Nos referimos a esta información como serigrafía.

Conclusión

Espero que este artículo haya proporcionado una introducción interesante a la estructura y las características de las placas de circuito impreso (que, por cierto, a veces se denominan placas de circuito impreso). Si hay algún tema relacionado con PCB que le gustaría que cubramos en futuros artículos, infórmenos en la sección de comentarios a continuación.

Imagen destacada (modificada) utilizada por cortesía de Shal Farley.