La enciclopedia terminológica definitiva de PCBA para 2023: todo lo que necesita saber

Introducción

¿Alguna vez se ha perdido en el mar de acrónimos y jerga técnica al sumergirse en el mundo del ensamblaje de placas de circuito impreso (PCBA)? ¿Alguna vez te has preguntado qué significan SMT, PTH o BGA? ¿O tal vez le han desconcertado términos como "soldadura por reflujo", "soldadura por ola" o "soldadura selectiva"? No estás solo. El mundo de PCBA está lleno de terminología especializada que puede resultar abrumadora tanto para principiantes como para profesionales experimentados.

En esta guía completa, nuestro objetivo es desmitificar el complejo lenguaje de PCBA. Nos sumergiremos en los términos más comunes, así como en algunos de los más oscuros, utilizados en la industria. Desde el diseño hasta los componentes, desde los procesos de ensamblaje hasta las técnicas de soldadura y desde el cumplimiento de la calidad hasta el análisis de fallas, lo tenemos cubierto.

Quédese con nosotros mientras nos embarcamos en este viaje esclarecedor a través del La guía de terminología de PCBA más detallada y completa de 2023. Este es su recurso integral para dominar el idioma de PCBA.

Terminología de diseño de PCBA

Términos básicos de diseño

• Diseño esquemático: El diseño esquemático es la etapa de diseño inicial donde se representa el circuito de manera simplificada. Incluye la representación de componentes y sus interconexiones.
• Diseño de diseño de PCB: El diseño de PCB es el proceso de colocar y enrutar todos los componentes en la PCB. Implica decidir dónde y cómo se deben colocar los componentes, enrutar las conexiones eléctricas entre ellos y optimizar el diseño para obtener el mejor rendimiento.
• Archivos Gerber: Los archivos Gerber son el formato de archivo estándar utilizado por los fabricantes de PCB para comprender el diseño de la PCB. Contienen información sobre las capas de cobre, máscara de soldadura, serigrafía y datos de perforación.
• Lista de materiales (BOM): La lista de materiales es una lista de todos los componentes que se colocarán en la PCB. Incluye información como el fabricante del componente, el número de pieza, la cantidad y la ubicación de ubicación en la placa.
• Diseño para Manufactura (DFM): DFM es un conjunto de pautas que los diseñadores siguen para garantizar que su diseño de PCB pueda fabricarse de manera fácil y confiable.
• Diseño para ensamblaje (DFA): DFA es un conjunto de pautas que los diseñadores siguen para garantizar que su diseño de PCB se pueda ensamblar de manera fácil y eficiente.
• Diseño para prueba (DFT): DFT es un conjunto de pautas que siguen los diseñadores para garantizar que el diseño de su PCB pueda probarse de manera fácil y efectiva.
• CAD (Diseño asistido por computadora): Los diseñadores utilizan el software CAD para crear diseños esquemáticos y de diseño de la PCB.
• DRC (verificación de reglas de diseño): DRC es un proceso en el que una herramienta de software verifica el diseño de una PCB para garantizar que cumpla con las reglas de diseño para el ancho mínimo de traza, el espacio mínimo entre trazas, etc.

Términos de diseño avanzados

• Diseño de alta velocidad: El diseño de alta velocidad es un área especializada del diseño de PCB donde la integridad de la señal, la integridad de la energía y la compatibilidad electromagnética de la PCB se consideran cuidadosamente debido a las altas frecuencias de operación.
• Diseño de RF (radiofrecuencia): El diseño de RF es un área especializada del diseño de PCB donde la PCB está diseñada para funcionar con señales en el rango de radiofrecuencia (3 kHz a 300 GHz).
• Diseño de señal mixta: El diseño de señal mixta es un tipo de diseño de PCB que involucra circuitos analógicos y digitales.
• Diseño flexible y rígido-flexible: El diseño flexible y rígido-flexible implica diseñar PCB que sean flexibles o una combinación de rígidos y flexibles.
• Diseño HDI (interconexión de alta densidad): El diseño HDI implica diseñar PCB que tengan una mayor densidad de cableado por unidad de área en comparación con los PCB convencionales.
• MCAD (Diseño mecánico asistido por computadora): El software MCAD se utiliza junto con el software CAD eléctrico para diseñar PCB para garantizar que la PCB encaje en la carcasa del producto final y cumpla con todas las restricciones mecánicas.
• ECAD (Diseño eléctrico asistido por ordenador): El software ECAD se utiliza para crear el diseño esquemático y el diseño de PCB.
• DFX (Diseño para la Excelencia): DFX es un conjunto completo de pautas que incluye DFM, DFA, DFT y otras consideraciones para garantizar que el diseño de PCB sea óptimo en todos los aspectos.

Terminología de componentes de PCBA

Componentes básicos

• Resistencia (R): Una resistencia es un componente eléctrico pasivo de dos terminales que implementa resistencia eléctrica como elemento de circuito. Los paquetes comunes incluyen 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Condensador (C): Un condensador es un componente electrónico pasivo de dos terminales que almacena energía eléctrica en un campo eléctrico. Los paquetes comunes incluyen 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Inductor (L): Un inductor, también llamado bobina o reactor, es un componente eléctrico pasivo de dos terminales que almacena energía en un campo magnético cuando la corriente eléctrica fluye a través de él. Los paquetes comunes incluyen 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Diodo (D): Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que conduce corriente principalmente en una dirección. Los paquetes comunes incluyen SOD-123, SOD-323, SOD-523, SOD-723, etc.
• Transistor (Q): Un transistor es un dispositivo semiconductor que se utiliza para amplificar o conmutar señales electrónicas y energía eléctrica. Los paquetes comunes incluyen TO-92, TO-220, SOT-23, SOT-223, etc.

Componentes avanzados

• Circuito integrado (CI): Un circuito integrado o circuito integrado monolítico es un conjunto de circuitos electrónicos en una pequeña pieza plana de material semiconductor, generalmente silicio. Los paquetes comunes incluyen DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Microcontrolador (U): Un microcontrolador es una pequeña computadora en un único circuito integrado que contiene un núcleo de procesador, memoria y periféricos de entrada/salida programables. Los paquetes comunes incluyen DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Amplificador operacional (Op-Amp, U): Un amplificador operacional es un amplificador de voltaje de alta ganancia con una entrada diferencial y, generalmente, una salida de un solo extremo. Los paquetes comunes incluyen DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Convertidor digital a analógico (DAC, U): Un DAC es un sistema que convierte una señal digital en una señal analógica. Los paquetes comunes incluyen DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Convertidor analógico a digital (ADC, U): Un ADC es un sistema que convierte una señal analógica, como un sonido captado por un micrófono o una luz que ingresa a una cámara digital, en una señal digital. Los paquetes comunes incluyen DIP, SOIC, MSOP, etc.

Componentes adicionales

• Batería (BT): Una batería es un dispositivo que consta de una o más celdas electroquímicas con conexiones externas para alimentar dispositivos eléctricos.
• Altavoz (SP): Un altavoz es un transductor electroacústico que convierte una señal de audio eléctrica en un sonido correspondiente.
• Micrófono (M): Un micrófono es un dispositivo que captura audio convirtiendo ondas sonoras en una señal eléctrica.
• Motor (M): Un motor es una máquina que convierte la energía eléctrica en energía mecánica.
• Pantalla (DS): Una pantalla es un dispositivo de salida para la presentación de información en forma visual o táctil.
• Termistor (TH): Un termistor es un tipo de resistencia cuya resistencia depende de la temperatura.
• Fotodiodo (PD): Un fotodiodo es un dispositivo semiconductor que convierte la luz en corriente eléctrica. Los paquetes comunes incluyen TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Fototransistor (Q): Un fototransistor es un dispositivo semiconductor que se utiliza para detectar luz y convertirla en una señal eléctrica. Los paquetes comunes incluyen TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Regulador de voltaje (VR): Un regulador de voltaje es un sistema diseñado para mantener automáticamente un nivel de voltaje constante. Los paquetes comunes incluyen TO-220, TO-252 (DPAK), TO-263 (D2PAK), SOT-223, etc.
• Módulo de radiofrecuencia (RF): Un módulo de RF es un pequeño dispositivo electrónico que se utiliza para transmitir y/o recibir señales de radio entre dos dispositivos.
• Chip de memoria (U): Un chip de memoria es un medio de almacenamiento de datos electrónicos que utiliza tecnología de circuito integrado para almacenar información. Los paquetes comunes incluyen DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Generador de reloj (CLK): Un generador de reloj es un circuito que produce una señal de sincronización para usar en la sincronización del funcionamiento de un circuito. Los paquetes comunes incluyen DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.

Terminología del proceso de ensamblaje de PCBA

• SMT (tecnología de montaje en superficie): SMT es un método para producir circuitos electrónicos en el que los componentes se montan o colocan directamente sobre la superficie de placas de circuito impreso (PCB).
• Tecnología de orificio pasante (THT): THT es un método para colocar componentes con cables en orificios perforados en la placa de circuito.
• Proceso de selección y colocación: Este es el proceso de colocar componentes en la PCB mediante una máquina de recogida y colocación.
• Soldadura por reflujo: La soldadura por reflujo es un proceso en el que se utiliza una pasta de soldadura (una mezcla pegajosa de soldadura en polvo y fundente) para unir temporalmente uno o varios componentes eléctricos a sus almohadillas de contacto.
• Soldadura por ola: La soldadura por ola es un proceso de soldadura a granel que se utiliza en la fabricación de placas de circuito impreso.
• Soldadura manual: La soldadura manual se realiza para piezas que no se pueden soldar con máquinas, como componentes grandes y voluminosos, o para prototipos.
• Métodos de inspección: Esto incluye inspección visual, inspección óptica automatizada (AOI) e inspección por rayos X. Estos métodos se utilizan para garantizar la calidad de los PCB después del ensamblaje.
• Prueba funcional (FCT): Las pruebas funcionales son un proceso de garantía de calidad y un tipo de prueba de caja negra que basa sus casos de prueba en las especificaciones del componente de software bajo prueba.
• Revestimiento de conformación: El revestimiento conformado es un revestimiento químico protector o una película de polímero de 25 a 75 µm de espesor (50 µm típico) que se "conforma" a la topología de la placa de circuito.
• Conjunto de construcción de caja: El ensamblaje de cajas, también conocido como integración de sistemas, es un trabajo de ensamblaje distinto de la producción de placas de circuito impreso (PCB). Es un proceso de ensamblaje electromecánico, que incluye la fabricación de gabinetes, la instalación y enrutamiento de cableado o mazos de cables, y la instalación de subconjuntos y componentes.
• Retrabajo/Reparación: El retrabajo/reparación implica el proceso de rectificar errores en la PCB después del ensamblaje.
• Depaneling: Depaneling es el proceso de retirar los PCB individuales del panel en el que fueron ensamblados.

Terminología de técnicas de soldadura de PCBA

Técnicas básicas de soldadura

• Soldadura por ola: Este es un proceso de soldadura a gran escala mediante el cual los componentes electrónicos se sueldan a una PCB para formar un conjunto electrónico. El nombre se deriva del uso de ondas de soldadura fundida para unir componentes metálicos a la PCB. El proceso utiliza un tanque para contener una cantidad de soldadura fundida; los componentes se insertan o se colocan sobre la PCB y la PCB cargada se pasa a través de una bandeja de soldadura fundida. La soldadura se adhiere a las áreas metálicas expuestas de la placa (aquellas que no están protegidas con máscara de soldadura), creando una conexión mecánica y eléctrica confiable.
• Soldadura por reflujo: La soldadura por reflujo es un proceso en el que se utiliza una pasta de soldadura (una mezcla pegajosa de soldadura en polvo y fundente) para unir temporalmente uno o miles de pequeños componentes eléctricos a sus almohadillas de contacto, después de lo cual todo el conjunto se somete a calor controlado. La pasta de soldadura refluye en estado fundido, creando uniones de soldadura permanentes. El calentamiento se puede lograr pasando el conjunto a través de un horno de reflujo o bajo una lámpara de infrarrojos o soldando juntas individuales con un lápiz de aire caliente.
• Soldadura selectiva: La soldadura selectiva es el proceso de soldar selectivamente componentes a placas de circuito impreso y módulos moldeados que podrían dañarse por el calor de un horno de reflujo o la soldadura por ola en un proceso de ensamblaje de tecnología de montaje superficial tradicional (SMT). Esto suele seguir a un proceso de reflujo del horno SMT; Las piezas que se van a soldar selectivamente suelen estar rodeadas de componentes SMT y el proceso se controla cuidadosamente utilizando fundente y otros medios para evitar que los componentes cercanos vuelvan a fluir.
• Soldadura manual: La soldadura manual se realiza con un soldador o una estación de soldadura. Es un proceso manual que normalmente se utiliza para la producción o creación de prototipos a pequeña escala.

Técnicas de soldadura avanzadas

• Soldadura de barra caliente: La soldadura con barra caliente es un proceso de soldadura selectiva en el que dos piezas recubiertas de soldadura previamente fundentes se calientan a una temperatura suficiente para hacer que la soldadura se derrita, fluya y luego se solidifique, formando una unión electromecánica permanente entre las piezas. La soldadura con barra caliente es altamente repetible, eficiente y no requiere consumibles.
• Soldadura por infrarrojos: La soldadura por infrarrojos es un proceso que utiliza radiación infrarroja para calentar la unión a soldar. La radiación es absorbida por la articulación y luego se convierte en calor. Este método se utiliza a menudo en procesos automatizados y es adecuado tanto para tecnología de montaje en superficie como de orificio pasante.
• Soldadura en fase de vapor: La soldadura en fase de vapor es un proceso que utiliza una máquina en fase de vapor que crea vapor a partir de un líquido con un punto de ebullición específico. La PCB se calienta mediante la condensación del vapor en la superficie de la PCB. Este método proporciona un calentamiento muy uniforme y es especialmente útil para tableros complejos.
• Soldadura láser: La soldadura láser es un proceso sin contacto que utiliza un láser para generar el calor necesario para soldar. Este método es muy preciso y puede utilizarse para piezas pequeñas y delicadas.
• Soldadura por inducción: La soldadura por inducción es un proceso que produce calor al hacer pasar una corriente eléctrica a través de una bobina. El calor es generado por la resistencia a la corriente dentro de la bobina. Este método se utiliza a menudo para soldar cables y otros componentes pequeños.
• Soldadura por resistencia: La soldadura por resistencia es un proceso en el que se genera calor al pasar una corriente a través de un material resistivo. En este proceso, el calor se genera en la unión, lo que reduce el riesgo de daño térmico a la PCB.
• Soldadura por reflujo en horno: La soldadura por reflujo en horno es un proceso en el que se utiliza una pasta de soldadura ## Terminología de técnicas de soldadura de PCBA.

Terminología de prueba e inspección de PCBA

Términos básicos de prueba e inspección

• Inspección visual: Esta es la forma más básica de inspección de PCB, donde la placa se examina visualmente en busca de defectos obvios, como componentes faltantes o rastros rotos.
• Inspección óptica automatizada (AOI): AOI es un método de prueba sin contacto que utiliza una cámara de alta velocidad y luz para capturar imágenes de la PCB. Luego, estas imágenes se comparan con una imagen digital de una placa "buena" para identificar cualquier defecto.
• Inspección por rayos X: Este método utiliza rayos X para inspeccionar las características internas de la PCB, como la calidad de las uniones de soldadura bajo un paquete BGA (Ball Grid Array).
• Prueba en circuito (TIC): Las TIC son un método de prueba en el que se utilizan sondas para comprobar el funcionamiento de los componentes de una PCB. Esta prueba puede detectar problemas como cortocircuitos, aperturas, resistencia, capacitancia y otras cantidades básicas.
• Prueba funcional (FCT): FCT es un tipo de prueba de caja negra en la que se prueba la funcionalidad de la PCB en condiciones de funcionamiento simuladas.

Términos avanzados de prueba e inspección

• Escaneo de límites (JTAG): Boundary Scan es un método para probar interconexiones en PCB o subbloques dentro de un circuito integrado. También se le conoce como JTAG (Joint Test Action Group).
• Prueba de sonda voladora: Este es un tipo de TIC que no requiere un dispositivo de prueba. Utiliza sondas móviles para probar el rendimiento eléctrico de componentes y conexiones sólidas.
• Inspección automatizada por rayos X (AXI): AXI es una tecnología basada en los mismos principios que la inspección simple por rayos X, pero con automatización para permitir pruebas de PCB complejos.
• Imágenes térmicas: Este método utiliza una cámara térmica para detectar puntos calientes en una PCB, que pueden indicar áreas de alta resistencia o componentes que consumen más energía de lo esperado.
• Análisis de integridad de la señal: Esta es una medida de la calidad de una señal eléctrica. En el contexto de las pruebas de PCB, el análisis de la integridad de la señal se puede utilizar para detectar problemas como diafonía, reflexión de la señal y pérdida de señal.
• Análisis de integridad energética: Esta es una medida de qué tan bien un sistema convierte y entrega energía desde la fuente a la carga sin degradar la integridad de la señal. En el contexto de las pruebas de PCB, el análisis de integridad de la energía se puede utilizar para detectar problemas como caídas de voltaje, ruido de la fuente de alimentación y rebote de tierra.

Terminología de análisis de fallas de PCBA

Modos de falla comunes

• Circuito abierto: Un circuito abierto es un tipo de falla en la que una interrupción en el circuito impide que fluya la corriente. Esto podría deberse a una traza rota, una junta de soldadura defectuosa o una falla de un componente.
• Cortocircuito: Un cortocircuito es un tipo de falla en el que se realiza una conexión no deseada entre dos puntos del circuito, lo que hace que la corriente fluya en una ruta no deseada. Esto podría deberse a un puente de soldadura, una falla de un componente o daños en la PCB.
• Fallo de componente: La falla de un componente se refiere a cualquier situación en la que un componente de la PCB no realiza su función prevista. Esto podría deberse a un defecto de fabricación, manipulación inadecuada u operación del componente fuera de sus condiciones especificadas.
• Falla en la junta de soldadura: La falla de la junta de soldadura se refiere a cualquier situación en la que una junta de soldadura en la PCB no logra mantener una conexión eléctrica confiable. Esto podría deberse a diversos factores, incluida una técnica de soldadura deficiente, tensión mecánica o ciclos térmicos.
• Elevación de almohadilla: El levantamiento de la almohadilla es un tipo de falla en la que la almohadilla de cobre de la PCB se separa del sustrato subyacente. Esto puede deberse a tensión mecánica o calor excesivo durante la soldadura.
• Daño de seguimiento: El daño del rastro se refiere a cualquier situación en la que un rastro de cobre en la PCB esté dañado o roto. Esto puede deberse a daños físicos en la PCB, corriente excesiva o corrosión.

Técnicas de análisis de fallas

• Inspección visual: La inspección visual es el proceso de examinar la PCB y sus componentes a simple vista o con la ayuda de un microscopio para identificar cualquier defecto o anomalía visible.
• Inspección por rayos X: La inspección por rayos X es una técnica de prueba no destructiva que utiliza rayos X para ver las estructuras internas de la PCB y sus componentes. Esto puede resultar útil para identificar defectos ocultos, como puentes de soldadura o huecos en uniones de soldadura BGA.
• microsección: La microsección es una técnica de prueba destructiva que implica cortar una sección transversal de la PCB para un examen detallado bajo un microscopio. Esto puede proporcionar información valiosa sobre las estructuras internas de la PCB y sus componentes.
• Pruebas eléctricas: Las pruebas eléctricas implican aplicar señales a la PCB y medir su respuesta para verificar su funcionalidad e identificar cualquier falla.
• Ciclismo térmico: El ciclo térmico es una técnica de prueba que implica calentar y enfriar repetidamente la PCB para simular las tensiones térmicas que puede experimentar durante su vida útil. Esto puede ayudar a identificar cualquier debilidad o defecto que pueda provocar fallas con el tiempo.
• Análisis modal de fallas y efectos (FMEA): FMEA es un proceso sistemático para identificar posibles modos de falla, determinar sus efectos en el sistema y priorizar acciones para mitigar esas fallas.

Conclusión

Navegar por el mundo de PCBA puede ser una tarea compleja, con una multitud de términos y conceptos que comprender. Sin embargo, con esta guía completa de terminología de PCBA, esperamos haber iluminado algunos de los términos y conceptos clave que encontrará en este campo. Si usted es un profesional experimentado que busca actualizar sus conocimientos o un recién llegado al campo, comprender estos términos es crucial para su éxito en el mundo de PCBA.

En Rowsum, entendemos la importancia de una comunicación clara y precisa para brindar servicios de PCBA de alta calidad. Nuestro equipo de expertos siempre está listo para ayudarlo con cualquier pregunta o inquietud que pueda tener sobre sus proyectos de PCBA. Estamos orgullosos de nuestro compromiso con la calidad, la precisión y la satisfacción del cliente. Para obtener más información sobre nuestros servicios, o para comenzar su viaje con nosotros, visite: www.rowsum.com.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la diferencia entre PCB y PCBA?

R: PCB significa placa de circuito impreso, que es la placa misma sin ningún componente. PCBA significa Conjunto de placa de circuito impreso, que se refiere a la PCB con todos los componentes soldados en ella.

P2: ¿Qué es un SMT en PCBA?

R: SMT significa Tecnología de montaje en superficie. Es un método para producir circuitos electrónicos en el que los componentes se montan directamente sobre la superficie de las PCB.

P3: ¿Cuál es el papel de la soldadura en pasta en PCBA?

R: La pasta de soldadura se utiliza en el proceso de ensamblaje para soldar componentes de montaje superficial a la PCB. Es una mezcla de pequeñas partículas de soldadura y fundente.

P4: ¿Qué es una lista de materiales en PCBA?

R: BOM significa Lista de Materiales. Es una lista de todos los componentes utilizados en el diseño de una PCB, incluida información como los designadores de los componentes, los números de pieza, las cantidades y las descripciones.

P5: ¿Qué se entiende por "rastro" en PCBA?

R: Una traza es un camino continuo de cobre en una PCB que conecta eléctricamente diferentes componentes.

P6: ¿Cuál es el propósito de una vía en PCBA?

R: Una vía es un pequeño orificio en una PCB que está recubierto de metal para crear una conexión eléctrica entre diferentes capas de la placa.

P7: ¿Cuál es el significado de la "autorización" en PCBA?

R: La distancia libre se refiere a la distancia mínima requerida entre diferentes objetos eléctricos en la PCB para evitar cortocircuitos e interferencias eléctricas.

P8: ¿Qué se entiende por "ubicación de componentes" en PCBA?

R: La ubicación de los componentes se refiere a la ubicación de los componentes en el diseño de la PCB. La colocación adecuada de los componentes puede tener un impacto significativo en el rendimiento del producto final.

P9: ¿Cuál es la función de una "máscara de soldadura" en PCBA?

R: La máscara de soldadura es una capa protectora que se aplica a la placa desnuda para evitar puentes de soldadura entre almohadillas muy espaciadas y para proteger el cobre de la corrosión.

P10: ¿Qué es la "panelización" en PCBA?

R: La panelización es una técnica utilizada en la fabricación de PCB en la que se fabrican varias placas como una sola unidad para mejorar la eficiencia de fabricación.

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