Este artículo explicará en detalle la construcción de las PCB, la terminología común utilizada en el campo de las PCB, una breve introducción a los métodos de ensamblaje y una descripción general del proceso de diseño de PCB.

El nacimiento de las PCB

Antes de la llegada de las PCB, los circuitos se construían mediante cableado punto a punto. Este método era muy poco fiable porque, con el envejecimiento de los circuitos, las grietas en el cableado podían causar desconexiones o cortocircuitos en los nodos.

El encapsulado de cables representó un avance importante en la tecnología de circuitos. Este método mejoró la durabilidad y la capacidad de reemplazo de los circuitos al encapsular cables de pequeño diámetro alrededor de los bornes en los puntos de conexión.

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A medida que la industria electrónica evolucionó de los tubos de vacío y los relés a los semiconductores de silicio y los circuitos integrados, el tamaño y el precio de los componentes electrónicos disminuyeron.

La creciente frecuencia de productos electrónicos en el mercado de consumo impulsó a los fabricantes a buscar soluciones más pequeñas y rentables, lo que dio origen a las PCB.

Los componentes de las PCB

Las PCB se asemejan a un pastel de capas o a una lasaña: capas de diferentes materiales se unen mediante calor y adhesivos.

Material base de las PCB

El material base de una PCB suele ser fibra de vidrio. En la mayoría de los casos, este material base de fibra de vidrio se refiere al FR4. Este material sólido le confiere a la PCB su rigidez y grosor.
Además del FR4, también existen placas de circuitos flexibles fabricadas con plásticos flexibles de alta temperatura (poliimida o similares).

Las placas de circuito impreso (PCB) y las placas perforadas económicas (ver imagen superior) se fabrican con materiales como el epoxi o el fenólico. No tienen la durabilidad del FR4, pero son mucho más económicas. Al soldar en estas placas, se detecta un fuerte olor.

Este tipo de material base se utiliza a menudo en productos de consumo de gama baja. Los materiales fenólicos tienen una baja temperatura de descomposición térmica. Un tiempo de soldadura prolongado provoca su descomposición y carbonización, emitiendo un olor desagradable.

Lámina de cobre

A continuación, aplicaremos una capa muy fina de lámina de cobre. Durante la producción, se lamina al material base mediante calor y adhesivo. En las placas de doble cara, la lámina de cobre se lamina a ambas caras del material base. En algunas aplicaciones de bajo coste, la lámina de cobre solo se lamina en una cara del sustrato. Cuando hablamos de una "placa de doble cara" o "placa de dos capas", nos referimos a dos capas de lámina de cobre.
Por supuesto, los diferentes diseños de PCB pueden tener desde una sola capa de cobre hasta 16.
El espesor del cobre varía considerablemente y se mide en peso, generalmente expresado en onzas por pie cuadrado (onzas).
La ​​mayoría de las PCB tienen un espesor de cobre de 1 oz, pero algunas PCB de alta potencia pueden usar 2 oz o 3 oz. Esto convierte las onzas por pie cuadrado a un espesor de cobre de aproximadamente 35 µm o 1,4 milésimas de pulgada (milésimas de pulgada).

Máscara de soldadura

Sobre la capa de cobre se encuentra la máscara de soldadura, que le da a la PCB su color verde o rojo SparkFun. La máscara de soldadura cubre las pistas de la capa de cobre, evitando que los cortocircuitos entren en contacto con otros metales, soldadura u otros materiales conductores. Garantiza que la soldadura se realice en los puntos correctos y evita que se formen puentes de soldadura.

Como se muestra en la imagen superior, la máscara de soldadura cubre la mayor parte de la PCB, incluidas las pistas, pero deja expuestos el anillo anular de plata y los pads SMD para facilitar la soldadura. Normalmente, la máscara de soldadura es verde, pero se puede usar prácticamente cualquier color.

Serigrafía

Sobre la máscara de soldadura se encuentra la serigrafía blanca. Letras, números y símbolos están impresos en la serigrafía de la PCB para facilitar el montaje y proporcionar una guía para comprender el diseño de la placa.

A menudo usamos símbolos en la serigrafía para indicar la función de ciertos pines o LED. Si bien el blanco es el color más común, la serigrafía puede ser de casi cualquier color.

La serigrafía en negro, gris, rojo e incluso amarillo no es infrecuente, pero es raro ver varios colores de serigrafía en una misma placa.