Todos dependemos de la electrónica a diario. Su función suele comenzar con las placas de circuito impreso. Si quieres crear dispositivos fiables, necesitas un buen diseño de PCB.
El diseño de PCB transforma los esquemas electrónicos en diseños físicos. Los ingenieros utilizan software para colocar los componentes y las pistas de cobre. Este proceso define por dónde fluye la electricidad para el correcto funcionamiento del dispositivo.
Comprender los conceptos básicos de diseño es útil al comprar placas de circuito impreso. Ahora, analicemos las decisiones clave que tendrás que tomar.
¿Simple o doble capa?: ¿Qué tipo de PCB se adapta a tu proyecto?
La elección de las capas de PCB puede confundir a los principiantes. Una elección incorrecta puede complicar el circuito. Aprendí esto a las malas con mi primer prototipo.
Las placas de circuito impreso de una sola cara utilizan una capa de cobre. Las placas de circuito impreso de doble capa tienen cobre en ambas caras. Los proyectos sencillos solo necesitan una capa. Los diseños complejos requieren dos para las pistas cruzadas.
Análisis de la selección de capas
Considere tres aspectos fundamentales: complejidad, espacio y presupuesto.
Complejidad
- Una sola capa limita el enrutamiento. Las pistas se evitan manualmente.
- Las capas dobles enrutan libremente. Las rutas se cruzan mediante vías entre los lados. Los dispositivos digitales necesitan esta libertad.
Eficiencia espacial
Las placas de una sola capa son más grandes. Los componentes se distribuyen para obtener espacio de conexión. Desperdicié espacio en mi diseño inicial de termómetro. La doble capa soluciona este problema. Los componentes se apilan densamente.
Diferencias de costo
Aquí hay una comparación de precios:
| Característica | PCB de una sola capa | Placa de circuito impreso de 2 capas |
|---|---|---|
| Material base | Más económico | Costo moderado |
| Tiempo de producción | Más rápido | Más lento |
| Tasa de fallos | Mayor | Menor |
Tu presupuesto importa. Pero evita ser tacaño. Ahorré dinero usando una sola capa al principio. Después, arreglar defectos costó el triple. Elige según las necesidades reales de tu proyecto.
¿Qué material de PCB deberías elegir?
Los tipos de material de las placas de circuito afectan el rendimiento. Si eliges mal, tu dispositivo se sobrecalienta. Destruí un sensor de esta manera. No repitas mi error.
Los materiales estándar incluyen placas de circuito FR-4 (fibra de vidrio) o con núcleo metálico. El FR-4 se adapta a la mayoría de los usos generales. Los dispositivos de alta potencia requieren núcleos metálicos para su refrigeración.
Opciones de material para decodificar
La selección del material implica requisitos térmicos, de resistencia y eléctricos. #### Opciones de núcleo
El FR-4 domina la producción de circuitos impresos (PCB). Es económico. Las variantes de placas de circuito revestidas de cobre también funcionan. Pero el calor extremo debilita el FR-4. Para controladores LED y fuentes de alimentación, metales como el aluminio conducen mejor el calor.
Flexibilidad vs. Rigidez
Las placas rígidas dominan la electrónica. La fabricación de placas de circuito impreso (PCB) con FR-4 crea bases robustas. Los materiales flexibles se adaptan a los dispositivos portátiles. Considere las necesidades de flexión de su dispositivo.
Equilibrio costo-ambiental
El FR-4 soporta bien las condiciones normales. Los entornos hostiles requieren opciones más costosas. Los núcleos metálicos soportan vibraciones y temperaturas extremas. Compare los costos con la vida útil del dispositivo. Mi proyecto de dron falló con placas estándar. Materiales mejorados lo solucionaron.
Verifique siempre a los proveedores. Al buscar placas PCB a la venta, especifique claramente el material del núcleo que necesita. Esto evita discrepancias.
¿Qué grosor tiene una PCB estándar?
El grosor de la placa de circuito parece pequeño, pero afecta el ensamblaje y la durabilidad. Una vez rompí placas de circuito impreso al forzarlas para que entraran en ranuras estrechas.
El grosor típico de una placa de circuito impreso es de 1,6 mm. Sin embargo, varía entre 0,4 mm (flexible) y 3,2 mm (industrial). Las especificaciones de diseño determinan la elección correcta.
Explicación de las variables de grosor
Tres factores influyen en las necesidades de grosor: la aplicación, los componentes y la estructura.
Número de capas
Más capas requieren placas más gruesas. Mi amplificador de audio tenía seis capas. Alcanzó los 2,3 mm de grosor. Las placas de una sola capa se mantienen delgadas. Las de doble capa tienen un promedio de 1,6 mm.
Exigencias mecánicas
Componentes pesados: placas de tensión. Un grosor inferior a 1,0 mm puede agrietarse. Los equipos industriales necesitan más de 2,0 mm. Revise cuidadosamente la distribución del peso.
Estándares de la industria
Uso común:
| Grosor | Ideal para | Limitaciones |
|---|---|---|
| 0.4 mm-0.8 mm | Teléfonos, relojes inteligentes | Frágiles, bajo consumo |
| 1.6 mm | Dispositivos de consumo | Estándar |
| 3.0 mm+ | Componentes de servidor, herramientas eléctricas | Costoso, enrutamiento limitado |
Siempre especifique el grosor al diseñar la PCB. Evite errores de cálculo en la placa de circuito impreso.
Conclusión
El diseño de PCB se centra en las capas, el material y el grosor. He descrito las opciones clave. Encuentre el equilibrio perfecto entre las necesidades de su proyecto y estos fundamentos. Diseñe con inteligencia.
