La placa de circuito impreso (PCB) proporciona las conexiones eléctricas para los componentes electrónicos. Tiene más de 100 años de historia; su diseño se basa principalmente en el diseño de maquetación. La principal ventaja de usar placas de circuito impreso es que reduce considerablemente los errores de cableado y ensamblaje, y mejora el nivel de automatización y la productividad.

Como componente electrónico importante, la placa de circuito impreso (PCB) es el soporte de los componentes electrónicos (https://southelectronicpcb.com/what-is-printed-circuit-board-assembly/)[^1][^2]. Debido a su importante función en el campo de los componentes electrónicos, muchos la denominan "portaaviones electrónicos".

Hoy en día, los productos de comunicación, las computadoras y casi todos los demás productos electrónicos utilizan circuitos impresos. El desarrollo y la mejora de la tecnología de circuitos impresos han creado las condiciones para la invención que revolucionó el mundo: la aparición de los circuitos integrados. [^3] Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las placas de circuito impreso se utilizan ampliamente en los sectores militar, de las comunicaciones, médico, de la energía eléctrica, automotriz, de control industrial, de teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles y otros campos de alta tecnología.

¿Cómo se inventó el circuito impreso?

El inventor del circuito impreso es Paul Eisler, de Austria. Eisler es ingeniero eléctrico y ha estudiado tecnología de impresión. Al crear la placa de circuito, dibujó el diagrama del circuito electrónico imitando el método de fabricación de placas de la industria gráfica y luego lo grabó en una placa aislante de lámina de cobre. El cobre innecesario se eliminó, dejando solo el circuito conductor. De esta manera, los componentes electrónicos se conectaron a través del circuito formado por la lámina de cobre. En 1936, Eisler ensambló con éxito una radio utilizando este método.

El invento de Eisler fue valorado por el ejército estadounidense, por lo que el circuito impreso se utilizó por primera vez en la espoleta de proximidad. La espoleta de proximidad es una espoleta de radio inventada por el físico estadounidense Van Allen durante la Segunda Guerra Mundial. Se instala en los proyectiles antiaéreos y emite ondas de radio al usarse. Siempre que el objetivo entra en el rango letal, las ondas de radio reflejadas pueden detonar los proyectiles. Esta espoleta requiere la instalación compacta de muchos componentes electrónicos en un dispositivo muy pequeño, por lo que se utiliza un circuito impreso. Los proyectiles antiaéreos equipados con espoletas de proximidad utilizados por los Aliados asestaron un golpe devastador a la aviación alemana, y desde entonces los circuitos impresos se han dado a conocer en todo el mundo.

¿Por qué son tan importantes los circuitos impresos?

La ventaja de los circuitos impresos es que no requieren soldar repetidamente la placa de circuito, lo que elimina muchas operaciones de cableado manual complejas y permite lograr una alta precisión, mejorando considerablemente la eficiencia de producción, la estabilidad y el margen de beneficio de la placa de circuito. La industria de la impresión puede reducir imágenes de gran tamaño para crear placas, y los circuitos impresos también pueden reducir diagramas de circuitos electrónicos para crear placas, preparando así las condiciones para la producción de circuitos integrados. Hoy en día, todos los ordenadores y productos electrónicos utilizan circuitos impresos.

Los circuitos impresos son circuitos electrónicos que conectan componentes electrónicos entre sí mediante el grabado o la impresión de patrones conductores fotosensibles sobre un sustrato aislante. Ya se puede utilizar un plotter automático para dibujar rápidamente patrones conductores directamente sobre una placa de vidrio para la fabricación de placas y luego imprimirlos. Los circuitos impresos simplifican y facilitan la producción en masa de equipos electrónicos, logrando que estos tengan un rendimiento consistente, una calidad estable y una estructura compacta. Sin el proceso de circuitos impresos, los equipos electrónicos desde la década de 1950 no habrían experimentado un progreso tan grande.

Las placas de circuitos tienen una historia de más de 60 años desde su invención. La historia demuestra que sin ellas, la aviación, el transporte, la energía atómica, las computadoras, la industria aeroespacial, las comunicaciones, los electrodomésticos, etc., no serían posibles.

La razón es fácil de entender. Los chips, circuitos integrados y circuitos integrados son el motor de la industria de la información electrónica. La tecnología de semiconductores refleja el nivel de modernización industrial de un país y guía el desarrollo de la industria de la información electrónica. La interconexión eléctrica y el ensamblaje de semiconductores (circuitos integrados, CI) se basan en placas de circuito.

¿Cuáles son los diferentes tipos de placas de circuito?

Según el número de capas de la placa de circuito impreso, esta se puede dividir en placas de una sola cara (https://southelectronicpcb.com/basic-pcb-design/), placas de doble cara (https://zh.wikipedia.org/wiki/q:en:Winston_Churchill), placas de cuatro capas, placas de seis capas y otras placas de circuito impreso multicapa.

¿Qué es una placa de una sola cara?

En la PCB más básica, las piezas se concentran en una cara y los cables en la otra. Dado que los cables solo aparecen en una cara, este tipo de PCB se denomina placa de una sola cara. Debido a que las placas de una sola cara tienen muchas restricciones estrictas en el diseño de circuitos (al tener solo un lado, el cableado no puede cruzarse y debe seguir una ruta independiente), solo los primeros circuitos utilizaban este tipo de placa.

¿Cuáles son las características de las placas de doble cara?

Este tipo de placa de circuito tiene cableado en ambos lados, pero para utilizar los cables de ambos lados, debe haber una conexión de circuito adecuada entre ambos. Este "puente" entre circuitos se denomina vía. Una vía es un pequeño orificio relleno o recubierto de metal en la PCB, que se puede conectar a los cables de ambos lados. Dado que el área de una placa de doble cara es el doble que la de una de una sola cara, esta placa resuelve la dificultad del entrelazado de cableado en una placa de una sola cara (puede pasar a través de la vía al otro lado) y es más adecuada para circuitos más complejos que una placa de una sola cara.

¿Cuáles son las ventajas de las placas multicapa?

¡Construcción de PCB multicapa!

Para aumentar el área de cableado, las placas multicapa utilizan más placas de cableado de una o dos caras. Una placa de circuito impreso con una placa de doble cara como capa interna y dos placas de una cara como capa externa, o con dos placas de doble cara como capa interna y dos placas de una cara como capa externa, se conecta alternativamente mediante un sistema de posicionamiento y materiales adhesivos aislantes, y los patrones conductores se interconectan según los requisitos de diseño. La placa de circuito impreso se convierte en una placa de cuatro o seis capas, también conocida como placa de circuito impreso multicapa. El número de capas de la placa no implica que haya varias capas de cableado independientes. En casos especiales, se añaden capas vacías para controlar el grosor de la placa. Normalmente, el número de capas es par e incluye las dos capas más externas. La mayoría de las placas base tienen una estructura de 4 a 8 capas, pero técnicamente es posible lograr una placa PCB con casi 100 capas. Las grandes supercomputadoras suelen utilizar placas base con bastantes capas, pero dado que estas computadoras pueden ser reemplazadas por clústeres de muchas computadoras convencionales, las placas supermulticapa se han ido descontinuando gradualmente. Debido a que las capas de la PCB están estrechamente combinadas, generalmente no es fácil determinar el número exacto, pero si se observa detenidamente la placa base, aún se puede apreciar.

Los componentes utilizados en las placas multicapa son principalmente componentes de montaje superficial[^7], que presentan las siguientes características:

1. Al combinarse con circuitos integrados, se puede miniaturizar la máquina y reducir su peso.

2. Se mejora la densidad del cableado, se reduce la separación entre componentes y se acorta la ruta de transmisión de la señal.

3. Se reduce el número de puntos de soldadura de los componentes, lo que reduce la tasa de fallos.

4. Se añade una capa de blindaje, lo que reduce la distorsión de la señal del circuito.

5. La introducción de una capa de disipación de calor a tierra puede reducir el sobrecalentamiento local y mejorar la fiabilidad de toda la máquina.

[^1]: Comprender las placas de circuito impreso es crucial para comprender la electrónica moderna y sus aplicaciones.
[^2]: Explorar los diversos componentes electrónicos que conforman los dispositivos y sus funciones.
[^3]: Descubrir la importancia de los circuitos integrados en la tecnología moderna y su impacto.
[^4]: Aprender sobre la estructura básica y las limitaciones de las placas de circuito de una sola cara.
[^5]: Explorar las ventajas de las placas de doble cara en diseños de circuitos complejos.
[^6]: Descubrir cómo las placas multicapa mejoran la capacidad de cableado y el rendimiento de los dispositivos.
[^7]: Aprender sobre las ventajas de usar componentes de montaje superficial en las placas de circuito modernas.