Placa de circuito impreso (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. Los PCBS generalmente están hechos de fibra de vidrio, resina epoxi compuesta u otros materiales compuestos.

Introducción al tipo de PCB

La mayoría de los PCBS para dispositivos electrónicos simples son simples y constan de una sola capa. El hardware más complejo, como las tarjetas gráficas de computadora o las placas base, puede tener múltiples capas, a veces hasta 12.

Although PCBS are usually associated with computers, they can be found in many other electronic devices, such as televisions, radios, digital cameras and cell phones. Además de usarse en electrónica de consumo y computadoras, se usan diferentes tipos de PCBS en una variedad de otras áreas, que incluyen:

• Equipo medico. Los productos electrónicos ahora son más densos y consumen menos energía que los productos anteriores, por lo que se pueden probar tecnologías médicas nuevas y emocionantes. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Esto ayuda a aliviar algunas de las limitaciones únicas involucradas en el desarrollo de dispositivos para su uso en el campo médico debido a la necesidad de un tamaño pequeño y un peso ligero. Los PCBS han hecho avances en todo, desde dispositivos pequeños (como marcapasos) hasta grandes (como equipos de rayos X o escáneres CAT).

• Maquinaria industrial. Los PCBS se utilizan comúnmente en maquinaria industrial de alta potencia. Los PCBS de cobre grueso se pueden usar donde los PCBS de cobre de una onza actuales no cumplen con los requisitos. Los PCBS de cobre más grueso son beneficiosos en casos que incluyen controladores de motor, cargadores de baterías de alta corriente y probadores de carga industriales.

• Encendiendo. Debido a que las soluciones de iluminación basadas en LED son populares debido a su bajo consumo de energía y alta eficiencia, también lo son los PCBS de placa posterior de aluminio que se utilizan para fabricarlas. Estos PCBS sirven como radiadores y permiten niveles más altos de transferencia de calor que los PCBS estándar. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Industrias automotriz y aeroespacial. Las industrias automotriz y aeroespacial utilizan PCBS flexibles diseñados para soportar los entornos de alta vibración comunes en ambos campos. Dependiendo de la especificación y el diseño, también pueden ser muy livianos, lo cual es necesario para fabricar piezas en la industria del transporte. They can also fit into tight Spaces that may exist in these applications, such as inside the dashboard or behind the instruments on the dashboard.

Hay muchos tipos de placas de PCB, cada una con sus propias especificaciones de fabricación, tipos de materiales y usos únicos: PCB de una sola capa, PCB de doble capa, PCB de múltiples capas, PCB rígido, PCB flexible, PCB rígido flexible, PCB de alta frecuencia, respaldo de aluminio TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO.

Una placa de circuito impreso de una sola capa

PCB de una o una cara es un PCB o sustrato hecho de un solo sustrato. Un lado del sustrato está recubierto con una fina capa de metal. El cobre es el recubrimiento más común debido a su buena conductividad eléctrica. Once a copper-based coating is applied, a protective welding mask is usually used, followed by the use of all elements on the last screen printing plate.

Introducción al tipo de PCB

Los PCBS de una sola capa / un solo lado son fáciles de diseñar y fabricar porque sueldan los diversos circuitos y componentes en un solo lado. Esta ubicuidad significa que se pueden comprar a bajo costo, especialmente para pedidos de gran volumen. Los modelos de bajo costo y alta capacidad significan que se usan comúnmente en una variedad de aplicaciones, incluidas calculadoras, cámaras, radios y equipos estéreo, unidades de estado sólido, impresoras y fuentes de alimentación.

Double-layer printed circuit board

El material de sustrato para una placa de circuito impreso de doble o doble cara tiene una capa delgada de metal conductor, como el cobre, aplicada a ambos lados de la placa. Los orificios perforados a través de la placa permiten que los circuitos de un lado de la placa se conecten a los circuitos del otro lado.

Introducción al tipo de PCB

Los componentes de un circuito y una placa PCB de doble capa suelen conectarse de dos formas: mediante un orificio pasante o mediante un montaje en superficie. A through-hole connection means that small wires called leads are fed through the hole, with each end of the leads welded to the right-hand component.

Los PCBS de montaje en superficie no pueden utilizar cables como conectores. Instead, many of the small leads are welded directly to the board, meaning that the board itself is used as a wiring surface for the different components. Esto permite que el circuito se complete con menos espacio, liberando espacio para permitir que la placa realice más funciones, a menudo más rápido y con un peso menor de lo que permitiría la placa de orificio pasante.

Double side PCBS are commonly used in applications that require intermediate levels of circuit complexity, such as industrial controls, power supplies, instrumentation, HVAC systems, LED lighting, car dashboards, amplifiers, and vending machines.

PCB multicapa

La PCB multicapa consta de una serie de tres o más capas de PCBS de doble capa. These plates are then held together with special glue and clamped between the insulation pieces to ensure that excess heat does not melt any of the components. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. El PCB multicapa más grande jamás construido tiene 50 capas de espesor.

Introducción al tipo de PCB

For multilayer printed circuit boards, designers can produce very thick, complex designs suitable for a variety of complex electrical tasks. Beneficial applications for multilayer PCBS include file servers, data storage, GPS technology, satellite systems, weather analysis and medical devices.

PCB rígido

Rigid printed circuit boards are printed circuit boards made of a strong substrate material that prevents the board from twisting. Probably the most common example of a rigid PCB is a computer motherboard. The motherboard is a multi-layer PCB designed to distribute power from the power supply while allowing all parts of the computer to communicate with each other, such as the CPU, GPU and RAM.

La composición rígida de PCB es quizás el mayor número de PCBS fabricados. These PCBS can be used anywhere the PCB itself needs to be set to a shape and remain so for the rest of the life of the device. Los PCBS rígidos pueden ser PCBS de una sola capa o PCBS de 8 o 10 capas.

Introducción al tipo de PCB

Todos los PCBS rígidos tienen estructuras de una, dos o varias capas, por lo que comparten la misma aplicación.

PCB flexible

A diferencia de los PCBS rígidos, que utilizan materiales antiadherentes como la fibra de vidrio, los PCBS flexibles están hechos de materiales que se pueden doblar y mover, como el plástico. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Debido a que deben imprimirse en materiales flexibles, tienden a ser más costosos de fabricar.

Introducción al tipo de PCB

Aún así, los PCBS flexibles ofrecen muchas ventajas sobre los PCBS rígidos. The most striking of these advantages is their flexibility. Esto significa que se pueden doblar por los bordes y enrollar en las esquinas. Su flexibilidad ahorra costos y peso al usar una sola PCB flexible para cubrir áreas que podrían necesitar múltiples PCBS rígidos.

Los PCBS flexibles también se pueden utilizar en áreas que pueden verse afectadas por múltiples PCBS rígidos. Peligros ambientales. Con este fin, se fabrican solo con materiales que pueden ser impermeables, a prueba de golpes, resistentes a la corrosión o de aceite de alta temperatura, una opción que los PCBS rígidos tradicionales pueden no tener.

PCB rígido flexible

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. La placa rígida flexible se compone de múltiples capas de PCB flexibles unidas a múltiples capas de PCB rígidas.

Los PCBS rígidos flexibles tienen muchas ventajas sobre el uso de PCBS rígidos o flexibles solo en determinadas aplicaciones. Por ejemplo, las placas rígidas-flexibles tienen un número menor de piezas que las placas rígidas o flexibles tradicionales porque las opciones de cableado para ambas se pueden combinar en una sola placa. Combining rigid and flexible boards into a single rigid-flexible board also allows for a more streamlined design that reduces overall board size and package weight.

Introducción al tipo de PCB

Los PCBS rígidos flexibles se encuentran con mayor frecuencia en aplicaciones en las que el espacio o el peso son lo más importante, incluidos teléfonos móviles, cámaras digitales, marcapasos y automóviles.

PCB de alta frecuencia

Hf PCBS se refiere a elementos generales de diseño de PCB en lugar de a la construcción de PCB como en modelos anteriores. Los PCBS de Hf son placas de circuito diseñadas para transmitir señales de más de 1 gigahercio.

Introducción al tipo de PCB

Los materiales de PCB de Hf incluyen típicamente laminado epoxi reforzado con fibra de vidrio de grado FR4, resina de éter de polifenileno (PPO) y teflón. El teflón es una de las opciones más caras debido a su constante dieléctrica pequeña y estable, su pequeña pérdida dieléctrica y su baja absorción de agua en general.

Muchos aspectos de la placa PCB y su tipo correspondiente de conector PCB deben tenerse en cuenta al seleccionar alta frecuencia, incluida la constante dieléctrica (DK), la disipación, la pérdida y el espesor dieléctrico.

El más importante de ellos es el Dk del material en cuestión. Los materiales con una alta probabilidad de cambio de constante dieléctrica a menudo producen cambios de impedancia que interrumpen los armónicos que componen la señal digital y conducen a una pérdida general de la integridad de la señal digital, un factor que los PCBS de alta frecuencia están diseñados para prevenir.

Otras consideraciones al elegir el tipo de placa de circuito y conector de PC que se utilizará al diseñar HF PCBS incluyen:

• Pérdida dieléctrica (DF), que afecta la calidad de transmisión de la señal. Una pequeña pérdida dieléctrica puede resultar en una pequeña cantidad de desperdicio de señal.

• Thermal expansion. Si los materiales utilizados para construir la PCB, como la lámina de cobre, tienen diferentes tasas de expansión térmica, los materiales pueden separarse entre sí debido a los cambios de temperatura.

• Absorción de agua. La ingesta alta de agua puede afectar la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica de una PCB, especialmente cuando se usa en ambientes húmedos.

• Otras resistencias. Los materiales utilizados para construir HF PCBS deben tener la clasificación requerida para resistencia al calor, resistencia al impacto y productos químicos peligrosos.

PCB de respaldo de aluminio

El diseño de una PCB con respaldo de aluminio es aproximadamente el mismo que el de una PCB con respaldo de cobre. Sin embargo, en lugar de utilizar fibra de vidrio, que es común en la mayoría de los tipos de placas PCB, los PCBS de placa posterior de aluminio utilizan sustratos de aluminio o cobre.

Introducción al tipo de PCB

El respaldo de aluminio está revestido con aislamiento y está diseñado para tener una baja resistencia térmica, lo que significa que se transfiere menos calor desde el aislamiento al respaldo. Una vez que se aplica el aislamiento, se aplican capas de circuito de cobre de 1 onza a 10 pulgadas de espesor.

Los PCBS con respaldo de aluminio tienen una serie de ventajas sobre los PCBS con respaldo de fibra de vidrio, que incluyen:

• Bajo costo. El aluminio es uno de los metales más abundantes en la Tierra y representa el 8.23% del peso de la tierra. La extracción de aluminio es fácil y barata, lo que ayuda a reducir los costos en el proceso de fabricación. Como resultado, es más barato fabricar productos con aluminio.

• protección del medio ambiente. El aluminio no es tóxico y es fácil de reciclar. Hacer placas de circuito impreso de aluminio también es una buena forma de ahorrar energía porque es fácil de montar.

• disipación de calor. El aluminio es uno de los mejores materiales que se pueden utilizar para disipar el calor de los componentes clave de una placa de circuito. No irradia calor al resto del plato, sino al aire libre. Los PCBS de aluminio se enfrían más rápido que los PCBS de cobre del mismo tamaño.

• Durabilidad del material. El aluminio es más duradero que los materiales como la fibra de vidrio o la cerámica y es especialmente bueno para las pruebas de caída. El uso de sustratos más resistentes ayuda a reducir los daños durante la fabricación, el transporte y la instalación.

Todas estas ventajas hacen que los PCBS de aluminio sean una excelente opción para aplicaciones que requieren alta potencia de salida dentro de tolerancias muy ajustadas, incluidos los faros de tráfico, la iluminación de automóviles, las fuentes de alimentación, los controladores de motor y los circuitos de alta corriente.

Además de sus principales áreas de uso, los PCBS con respaldo de aluminio también se pueden usar donde se requiere un alto grado de estabilidad mecánica o donde el PCB puede soportar altos niveles de tensión mecánica. Son menos susceptibles a la expansión térmica que los paneles de fibra de vidrio, lo que significa que es menos probable que otros materiales de la placa, como la lámina de cobre y el aislamiento, se despeguen, lo que prolonga aún más la vida útil del producto.

A lo largo de los años, los PCBS han evolucionado de simples PCBS de una sola capa, como calculadoras para dispositivos electrónicos, a sistemas más complejos, como diseños de teflón de alta frecuencia. Los PCBS se han abierto camino en casi todas las industrias del mundo, desde la electrónica simple como las soluciones de iluminación hasta las industrias más complejas como la tecnología médica o aeroespacial.

El desarrollo de PCBS también ha llevado al desarrollo de materiales de construcción de PCB: ya no solo PCBS hechos de lámina de cobre respaldada por fibra de vidrio. Los nuevos materiales de construcción incluyen aluminio, teflón e incluso plásticos flexibles. Los plásticos flexibles y el aluminio en particular han facilitado la creación de productos como PCBS rígido-flexible y con respaldo de aluminio para resolver problemas comunes asociados con muchas industrias.