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Teoría, Diseño y Montaje Matias Namiot Julián Marchueta

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Presentación del tema: "Teoría, Diseño y Montaje Matias Namiot Julián Marchueta"— Transcripción de la presentación:

1 Teoría, Diseño y Montaje Matias Namiot Julián Marchueta

2 ¿Qué es un circuito impreso? Matias Namiot Julián Marchueta Es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de pistas de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

3 Un poco de historia… Matias Namiot Julián Marchueta – Thomas Edison comentó la posibilidad de sustituir el cableado tradicional por polvo metálico sobre material aislante – Una empresa alemana comercializa un amplificador de audio con un cableado diferente, sustituyendo los cables por tiras de chapa de latón – Paul Eisler presentó como parte de una radio el proyecto completo de un circuito impreso – Paul Eisler patentó el circuito impreso de doble cara – Se empiezan a fabricar industrialmente módulos normalizados de circuitos impresos y componentes adaptados a la nueva técnica – Se patenta en EE.UU. la primera estructura de placa multicapa – Se desarrollan los baños químicos de metalización – Una compañía holandesa desarrolla el primer circuito integrado para montaje en superficie (SMD) – Aparece el circuito impreso tridimensional (MCB) – Se comercializa el circuito impreso flexible de 20 capas.

4 Tipos de Circuitos Impresos Matias Namiot Julián Marchueta Monocapa o simple cara Bicapa o doble cara Multicapa o más de dos caras Multicapa cableados o multiwire Flexible Flexible multicapa Rígido-flexible multicapa Tridimensional o MCD

5 Composición física Matias Namiot Julián Marchueta Suelen tener entre 1 a 16 capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato). Las capas pueden conectarse a través de orificios llamados vías. Se pueden encontrar vías ciegas, que son vistas desde una cara de la placa, y vías encerradas, que no pueden verse desde ninguna de las dos caras.

6 Tipos de Sustratos Matias Namiot Julián Marchueta Resina Fenólica y fibra de papel Resina Fenólica y fibra de papel: Bajo costo, pobres características mecánicas y eléctricas. Orden de MHz. Resina Epoxi y tela de vidrio Resina Epoxi y tela de vidrio: Costo razonable, muy buenas características mecánicas y eléctricas. Orden de Centenares de MHz. Politretafluoroetileno (PTFE) Politretafluoroetileno (PTFE): Costo elevado, muy buenas características eléctricas y mecánicas pero requiere soporte mecánico adicional. Orden de GHz. Alúmina Alúmina: Material cerámico de costo elevado, muy buenas características eléctricas, no puede ser maquinado con facilidad. Orden de GHz. Kapton Kapton: Polímero de altísima flexibilidad y duración ante reiteradas flexiones. Se emplea en la fabricación de circuitos flexibles.

7 Tipos de Montaje Matias Namiot Julián Marchueta Through-Hole Device (THD) Through-Hole Device (THD): Donde las patas de los componentes se insertan en los orificios y se fijan con soldaduras. Surface Mounted Device (SMD) Surface Mounted Device (SMD): Donde los componentes se sueldan a los pads en las capas exteriores de la placa.

8 Diseño Matias Namiot Julián Marchueta Para realizar el diseño hoy en día se es asistido por softwares de computadoras. Algunos Softwares: OrCAD Proteus Altium EDWinXP Circuit Maker FreePCB PCB gEDA Kicad EAGLE ExpressPCB

9 Métodos de Transferencia del Diseño Matias Namiot Julián Marchueta Dibujo Directo Dibujo Directo: El traspaso del diseño a la placa se realiza en forma manual. Generalmente se usan marcadores indelebles. No se recomienda este método para circuitos impresos de doble cara ya que es complicado de hacer coincidir los puntos de conexión de ambas caras. Tóner por Calor, Letra Set y Fibra Tóner por Calor, Letra Set y Fibra: Se imprime el diseño del circuito sobre un papel fotográfico con una impresora láser o bien una fotocopiadora. Luego mediante calor el tóner de la impresión se transfiere a la placa. En este método la impresión tiene que ser de buena calidad y el calor debe ser aplicado de forma uniforme.

10 Métodos de Transferencia del Diseño Matias Namiot Julián Marchueta Fotográfico Fotográfico: En este método se utilizarán placas ya provistas de una película fotosensible. El diseño a traspasar previamente grabado en un fotolito se coloca con alta precisión sobre la placa, luego mediante insolación de rayos ultravioleta se polimeriza el fotosensible expuesto. El diseño en el fotolito puede ser positivo o negativo. Una vez realizada la insolación se pasa al revelado de las zonas que no fueron expuestas, quedando así al descubierto el cobre que luego será atacado. Habiéndose retirado el cobre se debe remover la parte de la película fotosensible expuesta a los rayos ultravioleta quedando como resultado el circuito impreso deseado. Film Protector Fotosensible Cobre Sustrato Transparencia Rayos UV PositivoNegativo

11 Métodos de Transferencia del Diseño Matias Namiot Julián Marchueta Serigrafía Serigrafía: En este método la tinta no imprime por reporte del cliché sobre el material, sino que lo atraviesa. Se coloca la tinta en la parte superior de la pantalla, y con ayuda de una rasqueta se presiona a través de las mallas que han quedado abiertas en la tela, desplazándola por toda la superficie del cliché, y quedando así aplicada la tinta en el soporte.

12 Métodos de Transferencia del Diseño Matias Namiot Julián Marchueta Transferencia automatizada de imagen Transferencia automatizada de imagen: Tiene como objetivo la transferencia directa del diseño desde el monitor a la placa real, sin necesidad de utilizar ningún tipo de filmes. Extracción del cobre mediante máquinas automatizadas Extracción del cobre mediante máquinas automatizadas: El cobre no deseado sobre el sustrato es extraído de forma mecánica por una maquina automatizada previamente configurada desde una computadora.

13 Atacado Matias Namiot Julián Marchueta Para extraer el cobre no deseado se corroe el cobre mediante un ataque químico. El atacado químico responde a las siguientes reacciones: Cobre a extraer de la placa

14 Tipos de Soldadura Matias Namiot Julián Marchueta Soldadura por fusión (soldering) o refusión (reflow) Soldadura por fusión (soldering) o refusión (reflow) Soldadura blanda Soldadura dura Soldadura eutéctica Soldadura blanda Por Conducción: Soldador manual Ola y doble ola Inmersión o baño muerto Placa caliente fija Placa caliente móvil Electrodos Horno de túnel continuo En fase vapor (VPR) Por convección: Chorro de aire caliente Por radiación: Rayo láser con aporte Rayos infrarrojos Rayos uva Soldadura por OlaSoldadura por Doble Ola

15 Tipos de Soldadura Matias Namiot Julián Marchueta Soldadura sin fusión (Welding) Soldadura sin fusión (Welding) Ultrasonidos Termosónica Termocomprensión Rayo láser sin aporte Collage Conductor: Unión Mediante Adhesivos Conductores Collage Conductor: Unión Mediante Adhesivos Conductores Colas epoxídicas Colas de silicona

16 Protección de las pistas Matias Namiot Julián Marchueta Debido a que el cobre se oxida fácilmente con el aire ambiental es necesario protegerlo. Se suelen proteger las pistas con: Barniz soldable (líquido o aerosol) Barniz soldable (líquido o aerosol) Aleación de estaño-plomo Aleación de estaño-plomo Dorado del cobre con oro electrolítico Dorado del cobre con oro electrolítico Goma Silicosa Goma Silicosa Poliuretano Poliuretano Acrílico Acrílico Resina epóxica Resina epóxica

17 Matias Namiot Julián Marchueta ¡¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!!!


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