¿Alguna vez se ha sentido perdido al escuchar términos como "FR4", "archivos Gerber" o "AQL" en una discusión sobre PCB? Imagínese esto: está en una reunión con proveedores y ellos están hablando sobre 'HDI', 'AOI' y 'cumplimiento de RoHS'. Asientes, pero en realidad no lo estás siguiendo. No estás solo. El mundo de los PCB está lleno de términos que pueden resultar confusos.
Esta guía está aquí para cambiar eso. Nos hemos esforzado para compilar la lista más completa de terminología de PCB que encontrará. Ya sea ingeniero, gerente de adquisiciones o simplemente tenga curiosidad, esta guía es la clave para comprender mejor los PCB.
Condiciones de fabricación y montaje
Materiales
FR4 (Retardante de llama 4)
Este es el material más utilizado para el sustrato de los PCB. Es conocido por su durabilidad y propiedades resistentes al fuego.
Cobre
Este es el material conductor utilizado para pistas, almohadillas y planos en la PCB. Viene en varios espesores, a menudo medidos en onzas por pie cuadrado.
Máscara para soldar
Esta es la capa que recubre las trazas de cobre, proporcionando aislamiento y protección. Suele ser verde pero puede venir en otros colores.
Serigrafía
Esta es la capa donde se imprimen etiquetas y símbolos para indicar la ubicación de los componentes y otra información.
preimpregnado
Se trata de un material fibroso impregnado de resina que se utiliza para unir capas en PCB multicapa.
Resina fenolica
Esta es una alternativa menos costosa al FR4, que se utiliza a menudo en electrónica de consumo. Sin embargo, es menos duradero y no resistente al fuego.
Poliimida
Este material se utiliza para PCB flexibles. Es conocido por su capacidad para soportar altas temperaturas.
Materiales de alta frecuencia
Se trata de materiales especializados que se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia, como Rogers o Teflon.
Soldadura libre de plomo
Se utiliza en placas de circuito impreso que cumplen con RoHS para unir componentes sin utilizar plomo, que es perjudicial para el medio ambiente.
Pasta termica
Esto se utiliza para mejorar el contacto térmico entre los componentes que producen calor y los disipadores de calor.
Aluminio
Utilizadas principalmente por sus capacidades de disipación de calor, las placas de aluminio se encuentran comúnmente en aplicaciones de suministro de energía y LED.
Epoxi reforzado con vidrio
Este es un material compuesto hecho de tela de fibra de vidrio y resina epoxi. Se usa comúnmente en PCB por su excelente resistencia, baja absorción de humedad y propiedades eléctricas superiores.
Cerámico
Conocidos por su resistencia a altas temperaturas y su excelente aislamiento eléctrico, los tableros cerámicos se utilizan a menudo en entornos con temperaturas extremadamente altas.
PTFE (politetrafluoroetileno)
Comúnmente conocido por su marca Teflon, el PTFE se utiliza en aplicaciones de alta frecuencia debido a su baja constante dieléctrica.
aramida
Este material es conocido por su resistencia y se utiliza en aplicaciones donde la estabilidad mecánica es crucial.
Oro
Utilizado en algunas aplicaciones especializadas por su excelente conductividad, el oro se encuentra a menudo en placas de alta confiabilidad.
Tinta de carbón
Se utiliza para crear una superficie conductora para teclados, pantallas táctiles y otros dispositivos de entrada.
Resina epoxica
A menudo se utiliza en combinación con otros materiales como FR4 para proporcionar integridad estructural al tablero.
Acero inoxidable
A veces se utiliza como refuerzo en PCB flexibles para proporcionar soporte mecánico.
Procesos de fabricación
Grabando
Este es el proceso de eliminar el cobre no deseado del tablero para formar las pistas y las almohadillas. Para este fin se suelen utilizar soluciones químicas.
Perforación
Se perforan orificios en el tablero para permitir el montaje de componentes con orificios pasantes. Los agujeros generalmente se recubren con cobre.
Enchapado
Esto implica agregar una capa de cobre a los orificios perforados para crear un canal conductor entre las capas del tablero.
Laminación
Se fusionan varias capas de material bajo calor y presión para formar un tablero multicapa.
ALIVH
Una tecnología especializada utilizada para construir PCB de acumulación multicapa (BUM), lo que permite vías internas entre cualquier capa.
retroperforación
Técnica utilizada para eliminar el exceso de cobre de los orificios pasantes para mejorar la integridad de la señal.
Patrón de circuito
El diseño de las pistas de cobre que forman las vías eléctricas en una PCB.
Espaciado de conductores
La distancia mínima permitida entre trazas de cobre adyacentes para evitar interferencias eléctricas.
Peso del cobre
Una medida del espesor de las capas de cobre en una PCB, generalmente expresada en onzas por pie cuadrado.
Vía ciega
Una vía que conecta una capa exterior con una o más capas interiores pero no atraviesa todo el tablero.
Enterrado vía
Una vía que conecta dos o más capas internas y no es visible desde las capas externas.
Par diferencial
Dos trazas muy espaciadas que transportan señales complementarias, reduciendo la interferencia electromagnética.
Anillo anular
El área de cobre que queda alrededor de un orificio perforado, fundamental para garantizar conexiones de soldadura fuertes.
Relación de aspecto
La relación entre el espesor de la PCB y el diámetro de su vía más pequeña, un factor importante en la fabricación de PCB.
Bola anti-soldadura
Una técnica comúnmente empleada en líneas de tecnología de montaje superficial (SMT) para evitar la formación de bolas de soldadura durante el reflujo.
Fotolitografía
Este es un proceso utilizado para transferir formas geométricas de una máscara a la superficie de un sustrato. Es una parte crucial del proceso de grabado en la fabricación de PCB, lo que permite un modelado preciso de la capa de cobre.
Aplicación de máscara de soldadura
Se aplica una capa de máscara de soldadura sobre el cobre para aislarlo y protegerlo, así como para evitar puentes de soldadura.
Serigrafía
Los símbolos, letras y números están impresos en el tablero para indicar la ubicación de los componentes y otra información.
Acabado de la superficie
Se aplica un acabado superficial como HASL o ENIG para proteger el cobre y mejorar su soldabilidad.
Pruebas eléctricas
Se prueba la continuidad eléctrica de la placa para garantizar que no haya circuitos abiertos o cortocircuitos.
Puntuación y perfilado
El tablero se corta hasta darle su forma final y se agrega cualquier rayado necesario para facilitar la posterior separación de los tableros individuales de un panel.
Control de calidad
El tablero se somete a varias inspecciones, incluidas verificaciones visuales y automatizadas, para garantizar que cumple con los estándares de calidad.
Técnicas de montaje
Asamblea
El proceso secuencial que implica la colocación de componentes y accesorios electrónicos en una PCB.
Colocación de componentes
Antes de soldar, los componentes se colocan en la placa según el diseño. Esto se puede hacer manualmente o mediante máquinas automáticas.
Tecnología de montaje en superficie (SMT)
Este es el método más común para conectar componentes a una PCB. Implica colocar componentes directamente sobre la superficie del tablero.
Tecnología de orificio pasante (THT)
En este método, los componentes con cables se insertan en orificios perforados en la PCB. Esta es una técnica más antigua, pero todavía se utiliza para componentes que necesitan resistir tensiones mecánicas.
Matriz de rejilla de bolas (BGA)
Una tecnología de embalaje de montaje superficial en la que los pines están dispuestos en forma de cuadrícula en la parte inferior del paquete.
Cama de clavos
Un método de prueba que utiliza un dispositivo personalizado con pines accionados por resorte para hacer contacto eléctrico con los puntos de prueba en una PCB.
Impedancia controlada
La práctica de diseñar una PCB para garantizar que las trazas de señal mantengan una impedancia constante, mejorando la integridad de la señal.
Cadena de margaritas
Un esquema de cableado donde se conectan varios dispositivos en serie, uno tras otro.
Asamblea Mixta
Esto implica el uso de técnicas SMT y THT en la misma placa, a menudo para aplicaciones especializadas.
Soldadura por reflujo
Este es un proceso en el que se funde pasta de soldadura para unir permanentemente los componentes a la placa. Se usa comúnmente en ensamblaje SMT.
Soldadura selectiva
Este es un proceso de soldadura donde solo se sueldan componentes específicos, evitando áreas sensibles al calor. Es particularmente útil para placas que tienen componentes de montaje en superficie y orificios pasantes.
Soldadura por ola
Este es otro método de soldadura, utilizado principalmente para componentes THT. La placa pasa sobre una ola de soldadura fundida para unir los componentes.
Soldadura manual
Este es el proceso manual de soldar componentes en una placa, que a menudo se utiliza para prototipos o producción a pequeña escala.
Montaje automatizado
Se utilizan brazos robóticos y otra maquinaria automatizada para colocar y soldar componentes, ideales para la fabricación a gran escala.
Pruebas funcionales
Más allá de la continuidad eléctrica, la placa también se puede probar para garantizar que realiza correctamente la función prevista.
Revestimiento de conformación
Se aplica una capa protectora química al tablero para protegerlo de factores ambientales como la humedad y el polvo.
Control de calidad
Inspección óptica automatizada (AOI)
Inspección óptica automatizada, un método de control de calidad utilizado para identificar posibles problemas de soldadura en PCB multicapa.
Inspección por rayos X
Este método de inspección avanzado utiliza rayos X para ver las características internas de una PCB. Es especialmente útil para comprobar la calidad de uniones de soldadura que no son visibles a simple vista, como las de Ball Grid Arrays (BGA).
Prueba en circuito (TIC)
Esto implica probar el rendimiento eléctrico de una PCB para garantizar que todos los componentes funcionen según lo previsto.
Prueba funcional
Este es un tipo de prueba de control de calidad en la que la PCB se prueba en condiciones que imitan su funcionamiento previsto.
Pruebas de estrés ambiental
Esto implica someter la PCB a diversas condiciones ambientales, como temperatura y humedad, para garantizar su confiabilidad.
Nivel de calidad aceptable (AQL)
Nivel de calidad aceptable, estándar utilizado para evaluar la calidad de las prácticas de producción de los fabricantes de ensamblaje.
Inspección del primer artículo (FAI)
Esta es una inspección de muestra inicial para garantizar que todos los procesos, documentación y herramientas sean capaces de producir piezas que cumplan con las especificaciones.
Control estadístico de procesos (SPC)
Esto implica el uso de métodos estadísticos para monitorear y controlar la calidad del proceso de fabricación.
Análisis modal de fallas y efectos (FMEA)
Este es un enfoque sistemático para identificar posibles modos de falla y determinar su impacto en el sistema.
Garantía de calidad (QA)
Este es el proceso de verificar si un producto cumple con las especificaciones requeridas y las expectativas del cliente.
Cuadros de control de calidad
Estos son gráficos que se utilizan para estudiar cómo cambia un proceso con el tiempo, lo que ayuda a comprender y mejorar la eficiencia del proceso.
Formación
Un panel que contiene varios PCB idénticos, que a menudo se utiliza para mejorar la eficiencia de fabricación.
Seis Sigma
Se trata de un conjunto de técnicas y herramientas para la mejora de procesos. Busca mejorar la calidad de los resultados del proceso identificando y eliminando las causas de los defectos y minimizando la variabilidad en los procesos de fabricación y de negocio.
Acabados superficiales
Nivelación de soldadura por aire caliente (HASL)
Este es el tipo de acabado más común y menos costoso, en el que se utiliza soldadura fundida para recubrir la placa.
HASL sin plomo
Similar a HASL pero utiliza una aleación de soldadura sin plomo, lo que lo hace compatible con RoHS.
Oro por inmersión en níquel químico (ENIG)
Este acabado proporciona una superficie plana y una excelente soldabilidad, lo que lo hace ideal para aplicaciones de montaje en superficie.
Plata de inmersión
Este es un acabado simple y rentable que ofrece buena soldabilidad pero es sensible al manejo y al medio ambiente.
Estaño de inmersión
Este acabado es plano y excelente para componentes de paso fino, pero no es ideal para múltiples procesos de reflujo/ensamblaje.
Conservantes orgánicos de soldabilidad (OSP)
Se trata de un acabado orgánico que proporciona una superficie muy plana pero tiene una vida útil limitada.
Oro duro
Este acabado se utiliza para conectores de borde debido a su durabilidad pero es más caro.
Oro suave
Se utiliza para unir cables y ofrece una excelente planitud de la superficie, pero también es más caro.
Níquel/oro galvanizado
Se trata de un acabado muy robusto que se utiliza en aplicaciones de alta confiabilidad, pero es la opción más cara.
Acabados Selectivos
Estos son acabados personalizados que se utilizan en aplicaciones especializadas, a menudo una combinación de los acabados anteriores.
Inmersión Oro sobre Níquel
Se trata de un revestimiento metálico de dos capas con una capa de níquel debajo del oro. Proporciona una excelente planaridad de superficie, lo que lo hace ideal para componentes BGA y de paso fino.
Embalaje y envío
Bolsas antiestáticas
Se utilizan para evitar que la electricidad estática dañe los PCB. Suelen ser la primera capa del embalaje.
Plástico de burbujas
Esto proporciona protección adicional contra daños mecánicos durante el envío.
Cajas de cartón
Son la capa exterior del embalaje y se utilizan por su durabilidad y facilidad de manipulación.
Sellado al vacío
Algunos componentes sensibles pueden requerir sellado al vacío para evitar la entrada de humedad.
paletizado
Para pedidos grandes, los PCB se pueden apilar en paletas para facilitar su manipulación y envío.
Etiquetas de envío
Estos contienen información importante como el destino, el peso y cualquier advertencia sobre materiales peligrosos.
Documentación Aduanera
Para el envío internacional, la documentación aduanera adecuada es esencial para garantizar que el envío cumpla con las leyes internacionales.
Métodos de envío
Se pueden utilizar varios métodos, como aire, mar y tierra, según la urgencia, el volumen y el destino.
Seguimiento
La mayoría de los servicios de envío ofrecen opciones de seguimiento para controlar el estado del envío.
Seguro
Para envíos de alto valor, se puede contratar un seguro para cubrir posibles pérdidas durante el envío.
Control de calidad antes del envío
A menudo se realiza un control de calidad final antes de empaquetar los PCB para garantizar que cumplan con todas las especificaciones.
Envío con temperatura controlada
Este método de envío mantiene un rango de temperatura específico durante todo el proceso de envío. Es esencial para los componentes que son sensibles a las fluctuaciones de temperatura, asegurando que lleguen en óptimas condiciones.
Regulación y Cumplimiento
RoHS (Restricción de sustancias peligrosas)
Esta norma europea restringe el uso de ciertos materiales peligrosos en productos electrónicos.
RAEE (Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos)
Esta es otra directiva europea que se ocupa de la eliminación y el reciclaje de residuos electrónicos.
Certificación UL (Underwriters Laboratories)
Esta es una certificación de seguridad proporcionada por Underwriters Laboratories, que garantiza que la PCB cumple con ciertos estándares de seguridad.
Marcado CE
Esta es una marca de certificación que indica la conformidad con los estándares de salud, seguridad y protección ambiental de los productos vendidos dentro del Espacio Económico Europeo.
FCC (Comisión Federal de Comunicaciones)
Esta norma estadounidense trata la interferencia electromagnética de dispositivos electrónicos.
ISO 9001
Este es un estándar de gestión de calidad que garantiza una calidad constante de productos y servicios.
Estándares de PCI
Estos son estándares ampliamente aceptados en la industria electrónica y cubren diseño, materiales y procesos.
REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Productos Químicos)
Este reglamento de la Unión Europea tiene como objetivo mejorar la protección de la salud humana y el medio ambiente frente a los riesgos que pueden suponer los productos químicos.
Minerales de conflicto
Esto se refiere a las regulaciones sobre el abastecimiento de minerales de zonas de conflicto, principalmente en África.
Regulaciones locales y nacionales
Dependiendo del país, es posible que deban seguirse regulaciones locales o nacionales adicionales.
Cumplimiento de ITAR
El Reglamento sobre el Tráfico Internacional de Armas (ITAR) es un conjunto de reglamentos del gobierno de EE. UU. que controlan la exportación e importación de artículos y servicios relacionados con la defensa. El cumplimiento es crucial cuando se trata de electrónica militar o relacionada con la defensa.
Términos del software de diseño
¿Confundido por las siglas y la jerga del software de diseño de PCB? Esta sección tiene como objetivo aclarar los términos comúnmente utilizados en las herramientas de software de diseño de PCB, haciendo que su proceso de diseño sea más fluido y eficiente.
Diseño asistido por computadora (CAD)
Este es el uso de software de computadora para ayudar en la creación, modificación u optimización de un diseño.
Automatización de diseño electrónico (EDA)
Esto se refiere a herramientas de software que se utilizan para diseñar sistemas electrónicos como placas de circuito impreso.
Esquemático
Esta es una representación simbólica de un circuito, que muestra cómo se conectan los componentes entre sí.
Disposición
Esta es la disposición física de los componentes en la PCB, generalmente representada en un software de diseño.
Archivos Gerber
Estos son archivos de datos estándar que se utilizan para fabricar una placa de circuito impreso.
Lista de materiales (BOM)
Esta es una lista de todos los materiales, componentes e instrucciones necesarios para el montaje de una PCB.
Verificación de reglas de diseño (DRC)
Esta es una característica del software que verifica que el diseño no viole ninguna regla establecida por el fabricante o los estándares de la industria.
Huella
Esto se refiere a las dimensiones físicas y la disposición de los pines de un componente tal como se representa en el software de diseño de PCB.
Lista de redes
Esta es una lista de todas las conexiones eléctricas entre los componentes de un circuito.
Enrutamiento
Este es el proceso de conectar diferentes componentes en una PCB mediante trazas.
Apilamiento de capas
Esto se refiere a la disposición de las capas en una PCB multicapa, incluidas las capas de señal, energía y tierra, como se define en el software de diseño.
Simulación
Esta es una característica de algunos software de diseño que le permite simular el comportamiento eléctrico del circuito antes de construirlo.
Enrutamiento automático
Esta es una característica del software que determina automáticamente las rutas óptimas para las conexiones eléctricas entre componentes.
Formatos de importación/exportación
Estos son los formatos de archivo admitidos por el software de diseño para importar o exportar diseños, como DXF, STEP o IGES.
Anotaciones
Son notas o etiquetas agregadas al esquema o diseño para proporcionar información adicional.
Ajustar cuadrícula
Esta es una característica que ayuda a alinear componentes y trazas en una cuadrícula, lo que facilita el diseño ordenado.
ERC (verificación de reglas eléctricas)
Este es un conjunto de reglas que utiliza el software para verificar problemas eléctricos como pines desconectados o conexiones incorrectas.
Bibliotecas de PCB
Estos son repositorios dentro del software de diseño donde se almacenan elementos de diseño reutilizables, como huellas de componentes, símbolos esquemáticos y modelos 3D. Aceleran el proceso de diseño al proporcionar un conjunto de elementos predefinidos que se pueden utilizar en múltiples proyectos.
Componentes básicos
Componentes pasivos
Resistencias (R)
Las resistencias son los policías de tráfico del mundo electrónico, controlando el flujo de corriente a través de diferentes partes del circuito. Vienen en varios tipos, como carbono, película metálica y bobinados, cada uno con su propio conjunto de características. Saber qué tipo utilizar es crucial para el rendimiento general del circuito.
Condensadores (C)
Los condensadores son como pequeñas baterías que almacenan y liberan energía. Los hay de diferentes tipos, como cerámicos, electrolíticos y de tantalio, cada uno con aplicaciones específicas. Son esenciales para tareas como filtrado de señales, almacenamiento en búfer y temporización.
Inductores (L)
Los inductores se utilizan para almacenar energía en un campo magnético. A menudo se utilizan en fuentes de alimentación para filtrar el voltaje de CA y en circuitos de radiofrecuencia. Al igual que las resistencias y los condensadores, vienen en varios tipos y tamaños, cada uno de ellos adecuado para aplicaciones específicas.
Fusibles (F)
Los fusibles actúan como red de seguridad del circuito, rompiendo la conexión si la corriente aumenta demasiado. Son componentes de un solo uso y deben reemplazarse una vez que hayan cumplido su propósito.
Componentes activos
Componentes activos (CA)
Componentes eléctricos que dependen de la dirección del flujo de corriente para funcionar, a menudo amplificando señales o actuando como interruptores.
Transistores (Q)
Los transistores son los caballos de batalla de la electrónica moderna. Actúan como interruptores o amplificadores y son los componentes básicos de los circuitos integrados. Existen varios tipos como BJT, FET y MOSFET, cada uno con su propio conjunto de características y aplicaciones.
Diodos (D)
Los diodos son las vías unidireccionales de la electrónica, que permiten que la corriente fluya en una sola dirección. Se utilizan en aplicaciones como regulación de voltaje, demodulación de señales y conversión de energía.
Circuitos integrados (CI)
Los circuitos integrados son el cerebro de la operación. Pueden realizar una amplia gama de tareas, desde una simple amplificación en equipos de audio hasta cálculos complejos en computadoras.
LED (diodos emisores de luz) (LED)
Los LED son fuentes de luz semiconductoras que emiten luz cuando la corriente fluye a través de ellos. Se utilizan comúnmente en diversas aplicaciones, desde indicadores simples hasta tecnología de iluminación y visualización.
Reguladores de voltaje (VR)
Los reguladores de voltaje son los guardianes de un circuito y garantizan que el voltaje se mantenga dentro del rango deseado. Son cruciales en aplicaciones donde es imprescindible un voltaje estable, como en instrumentación sensible.
Amplificadores operacionales (Op-Amps)
Los amplificadores operacionales son componentes versátiles que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluida la amplificación de señales, el filtrado y operaciones matemáticas como la suma y la resta.
Componentes electromecánicos
Relés (RL)
Los relés son interruptores operados eléctricamente que le permiten controlar una corriente grande con una más pequeña. Se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales y automotrices.
Interruptores (SW)
Los cambios son sencillos pero esenciales. Abren o cierran un circuito manualmente, permitiendo o deteniendo el flujo de corriente.
Motores (M)
Los motores son dispositivos que convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico. A menudo están controlados por PCB en aplicaciones como robótica, ventiladores y diversos tipos de maquinaria.
Conectores (CN)
Los conectores son los héroes anónimos de cualquier circuito y proporcionan la interfaz física entre diferentes componentes o sistemas.
Osciladores (OSC)
Los osciladores generan una señal de onda periódica y son cruciales en aplicaciones como la transmisión de radio y la generación de relojes en las computadoras.
Cristales (XTAL)
Los cristales proporcionan la frecuencia estable que los osciladores necesitan para funcionar con precisión. Se utilizan comúnmente en relojes, radios y computadoras para medir el tiempo con precisión.
Tipos y propiedades de señales
Corriente Continua (CC)
Este es un flujo unidireccional de carga eléctrica. Es la forma más simple de electricidad y se usa comúnmente en dispositivos que funcionan con baterías.
Corriente alterna (CA)
A diferencia de la CC, la CA cambia de dirección periódicamente. Se utiliza comúnmente en aplicaciones domésticas e industriales.
Diafonía (CT)
Transferencia no deseada de señales entre canales de comunicación, lo que puede provocar interferencias en la señal.
Constante dieléctrica (DiC)
Parámetro que describe qué tan bien un material puede almacenar un campo eléctrico.
Voltaje (V)
Esta es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Es lo que impulsa la corriente eléctrica a través del circuito.
Actual (yo)
Este es el flujo de carga eléctrica en un circuito. Se mide en amperios (A).
Frecuencia (f)
Este es el número de ciclos que completa una señal periódica en un segundo. Se mide en hercios (Hz).
Forma de onda
Esto describe la forma de la señal eléctrica que varía con el tiempo. Las formas de onda comunes incluyen ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares.
Fase
Esto describe la relación de tiempo entre dos formas de onda. Es crucial en aplicaciones donde la sincronización de las señales es importante, como en los sistemas de comunicación.
Circuito analógico
Un circuito diseñado para procesar señales variables continuas, a diferencia de señales digitales que son discretas.
Conclusión
Navegar por el mundo de los PCB puede parecer como si estuvieras perdido en un laberinto, ¿verdad? Por eso elaboramos esta guía. Estamos bastante seguros de que es el más completo que encontrarás en línea. Nuestro objetivo es capacitarlo para que aproveche al máximo sus proyectos de PCB. ¿Necesita más ayuda o tiene preguntas? No dudes en contactarnos en [email protected].
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