¿Qué es una placa de circuito impreso (PCB)?

Una placa de circuito impreso (PCB) es una estructura para ensamblar componentes electrónicos y sus conexiones en un sistema unificado. circuito que permite la electricidad corriente para pasar entre componentes. La placa base de PCB suele estar hecha de un material rígido no conductor, aunque también puede construirse sobre una base flexible o sobre una base compuesta tanto de materiales rígidos como flexibles. Componentes electrónicos como diodos, inductores y transistores se conectan a la placa de circuito y los rastros (conductos eléctricos) conectan los componentes.

Las placas de circuito impreso admiten dispositivos electrónicos de todo tipo y tamaño. Por ejemplo, muchos productos de consumo contienen PCB, incluidos ordenadores portátiles, tablets, teléfonos inteligentes y smartwatches, así como electrodomésticos, sistemas de entretenimiento y Dispositivos de IoT. Los PCB también impulsan los sistemas de comunicación y navegación y se encuentran en aplicaciones industriales y Equipo medico, automóviles, aviones y embarcaciones marítimas.

Capas de placas de circuito impreso

Una PCB puede ser de una sola capa, de dos capas o de varias capas. Los PCB de una sola capa se utilizan normalmente para dispositivos electrónicos simples, como electrodomésticos, mientras que los PCB multicapa tienden a construirse para dispositivos más complejos. hardware, como tarjetas gráficas de computadora y placas base. Los PCB de doble capa permiten una mayor densidad que los PCB de una sola capa y se utilizan para dispositivos electrónicos como tableros de instrumentos de automóviles o iluminación LED, por ejemplo.

El recuento de capas de una PCB se basa comúnmente en su número de conductivo capas. Sin embargo, una PCB también incluye otros tipos de capas, que están laminadas entre sí en patrones alternos de material conductor y aislante. Los PCB actuales siempre contienen los siguientes cuatro tipos de capas:

• Sustrato Esta es la capa base o central. Normalmente es un material aislante rígido como el FR-4, un compuesto de fibra de vidrio/epóxido. En algunos casos, el sustrato es un material flexible, normalmente plástico, que puede plegarse o doblarse para adaptarse a las necesidades de espacio. Los sustratos flexibles también pueden soportar temperaturas más altas y otras condiciones duras. Algunos PCB utilizan una combinación de materiales de sustrato rígidos y flexibles.
• Conductivo. Esta capa suele estar hecha de una fina lámina de cobre. En una PCB de una sola cara (o de una sola capa), hay una capa conductora laminada al sustrato. En una PCB de doble cara (o doble capa), hay dos capas conductoras, una a cada lado del sustrato. Una PCB multicapa alterna entre el sustrato y las capas conductoras.
• Máscara para soldar. La capa conductora está cubierta con una máscara de soldadura, un material no conductor que da a los PCB su color verde, aunque se pueden utilizar otros colores. La máscara de soldadura actúa como aislante para las huellas subyacentes grabadas en el material conductor. La máscara de soldadura también se aplica a la parte inferior de una PCB de una sola cara.
• Serigrafía. Esta capa es simplemente el etiquetado que se aplica a la PCB después de que se hayan agregado todas las demás capas. El etiquetado puede incluir números, letras, símbolos u otra información que indique las diversas funciones de cada punto de conexión. El etiquetado suele ser blanco, pero se pueden utilizar otros colores.

Una PCB se compone de una combinación de estos cuatro tipos de capas. La mezcla y su organización varía según la finalidad del PCB. Una PCB de una sola capa incluye una de cada una de estas cuatro capas. Una PCB de doble capa incluye un sustrato, pero dos de cada uno de los otros tipos de capas. Una PCB multicapa contendrá una combinación de capas conductoras y no conductoras, aunque la organización exacta puede variar. En algunos casos, una PCB multicapa también puede utilizar preimpregnado como capa. El preimpregnado es un material dieléctrico que está intercalado entre dos capas centrales o entre las capas central y conductora.

Componentes de la placa de circuito impreso

Los componentes de PCB utilizan uno de dos métodos para conectarse a la placa: orificio pasante o Montaje superficial. Los componentes de orificio pasante tienen cables de conexión (cables) que se conectan a los orificios de la placa. Los cables están soldados al otro lado del tablero. Los componentes de montaje en superficie se sueldan directamente al mismo lado de la placa. Los PCB actuales tienden a preferir los componentes de montaje en superficie porque requieren menos espacio y son más eficientes, aunque son más difíciles de ensamblar.

Los componentes de PCB se conectan entre sí mediante pistas, lo que facilita las comunicaciones entre los componentes. Las pistas se crean a partir de la capa conductora mediante un proceso llamado grabado, que elimina todo el cobre de la capa conductora excepto lo necesario para las pistas.

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Una PCB puede incluir una variedad de componentes, que varían según el propósito de la placa. Algunos de los tipos de componentes más comunes incluyen los siguientes:

• Batería. Proporciona voltaje al circuito de la PCB, aunque muchas PCB reciben su energía de fuentes externas.
• Condensador. Mantiene la carga eléctrica y luego la libera cuando es necesaria en el circuito de la PCB.
• Diodo. Asegura que la corriente fluya en una sola dirección, evitando que fluya en la dirección incorrecta.
• Inductor. Almacena energía en forma de campo magnético, lo que puede ayudar a controlar las fluctuaciones de la corriente eléctrica que fluye a través de la PCB.
• Resistencia. Limita o regula el flujo de corriente eléctrica en el circuito de la PCB generando resistencia al flujo de corriente.
• Sensor. Detecta entradas del entorno físico, como vibración, movimiento, aceleración o luz infrarroja, y responde a esa entrada generando la señal correspondiente.
• Cambiar. Enciende o apaga la corriente a medida que pasa por el circuito de la PCB.
• Transistor. Amplifica o conmuta la señal electrónica que pasa por el circuito de la PCB.

Muchos de los PCB actuales se adhieren a un interconexión de alta densidad (HDI) diseño, que incorpora una mayor densidad de cableado que los PCB tradicionales. Las placas de circuito HDI requieren menos espacio y pueden acomodar más componentes. El diseño también permite crear PCB más compactos, que pesan menos y requieren menos materiales. El diseño HDI es ideal para casos de uso en los que el espacio es un factor importante, como teléfonos inteligentes, electrodomésticos o implantes médicos.

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