Table of contents
Els circuits impresos són un suport de material aïllant on es connecten entre si punts d’un circuit elèctric mitjançant pistes conductores adherides a ell. El circuit imprès sol servir de suport físic per a la col·locació i soldadura dels components.
Antigament era habitual la fabricació de circuits impresos per al disseny de sistemes mitjançant tècniques casolanes, però aquesta pràctica ha anat disminuint amb el temps.
En els darrers anys la mida dels components electrònics s’ha reduït considerablement, cosa que implica una menor separació entre pins per a circuits integrats d’alta densitat. Tenint també en consideració les actuals freqüències d’operació dels dispositius, és necessària una molt bona precisió en el procés d’impressió de la placa per garantir toleràncies mínimes.
Els circuits impresos més senzills corresponen als que contenen pistes de coure (wires) només per una de les superfícies de la placa. Aquestes plaques es coneixen com a circuits impresos d’una capa, o en anglès, 1 Layer PCB.
Els més comuns avui dia són els de 2 capes o 2 Layer PCB. Tanmateix, depenent de la complexitat del disseny físic del circuit, es poden fabricar fins a 8 o més capes si cal.
PCB són les sigles de Placa de Circuit Imprès, però utilitzem les sigles en anglès (Printed Circuit Board) per no confondre-la, per exemple, amb les ranures PCI del nostre PC.
Per a què serveix un circuit imprès
El circuit imprès s’utilitza per connectar elèctricament a través de les pistes conductores que hem comentat anteriorment, i sostenir mecànicament, per mitjà de la base, un conjunt de components electrònics.
L’objectiu principal d’aquests circuits electrònics és permetre que el corrent elèctric faci una feina útil per a la nostra vida, com per exemple fer funcionar els aparells elèctrics, il·luminar, moure un motor, entre altres. Les plaques electròniques són utilitzades pel ser humà diàriament, ja que estan presents en els electrodomèstics, l’automòbil, el rellotge, càmeres de seguretat, porters elèctrics, joguines, en fi, tot allò que fa servir energia elèctrica o una bateria en el seu defecte. Els PCB tenen un munt d’aplicacions.
Disseny de circuits impresos
Un Circuit Imprès es confecciona a partir d’una placa verge que està formada per una planxa base aïllant (cartolina endurida, baquelita, fibra de vidre o plàstic flexible), que serveix de suport, i sobre una de les cares o les dues, s’hi diposita una fina làmina de coure fermament enganxada a l’aïllant que la cobreix completament.
Sobre aquesta placa actuarem per fer desaparèixer tot el coure sobrant i que només quedin les pistes que configuren el circuit.
La realització actual està totalment automatitzada de manera que amb ajuda d’un programari es dissenya la disposició dels elements i pistes, per més tard passar a les màquines de construcció de prototips, que obtenen el circuit imprès acabat.
Materials utilitzats per al disseny de circuits:
Si es fa de manera manual el disseny del circuit imprès, cal el següent material:
- Regle
- Escaire
- Goma d’esborrar
- Resta d’eines de dibuix que es considerin necessàries.
- Llapis o portamines de duresa mitjana (HB) per fer els esbossos del disseny.
- No convé que les mines siguin extremadament dures, ja que al principi és necessari esborrar molt sovint.
- Fulls de paper mil·limètric. Si la quadrícula és d’un color suau, facilitarà reconèixer el traç.
Després es confecciona amb un programa específic, que permet fer les primeres proves, renderitzar el producte i retocar els últims aspectes essencials del disseny.
Muntatge de circuits impresos
El nostre servei de muntatge facilita que el client es centri en el nucli del seu negoci, reduint així esforços innecessaris, temps i recursos de la seva empresa a l’hora d’assemblar un circuit electrònic. D’aquesta manera provoquem un estalvi potencial en costos de personal, inversió en maquinària i operatius.
Fabricació, compra de components i muntatge en un únic proveïdor. Un servei complet que posa a la teva disposició tota la nostra tecnologia, coneixement, processos i operacions per facilitar el teu muntatge. Ajudem totes les organitzacions, sigui quina sigui la mida de la comanda, des d’assemblatge de prototips fins a grans comandes.
A Fadesa Ingenieros considerem un factor clau d’èxit la comunicació bidireccional amb els nostres Clients per facilitar el procés d’assemblatge. D’aquesta manera, podem assessorar sobre possibles incongruències i millores en eficiència que es poden aconseguir amb diferents components i materials.
Tipus de components d’una placa electrònica
En cada placa electrònica podem trobar també una sèrie de components que sempre estaran presents i dels quals depèn el correcte muntatge i funcionament dels aparells electrònics.
Els tipus de components que podem trobar són els següents:
Resistències
Són elements electrònics que tenen la funció de posar barreres al pas del corrent elèctric a través d’elles. La característica més important és la seva resistència òhmica, que ve donada per les qualitats físiques dels materials presents en la seva composició. Les resistències poden ser fixes o variables segons el seu valor resistiu.
Condensadors
Dispositius passius utilitzats en electricitat i electrònica, capaços d’emmagatzemar energia sustentant un camp elèctric. La seva composició consta de dues armadures metàl·liques paral·leles que normalment són d’alumini i en la separació hi ha un material dielèctric.
Transistors
Els transistors són els dispositius que s’encarreguen de regular els fluxos de corrent o tensió en un circuit electrònic, fent les funcions d’interruptor i/o amplificador de senyals elèctriques o electròniques.
Díodes
Coneguts com a rectificadors, ja que realitzen la transformació d’una corrent alterna a una corrent contínua polsant. Els diods són mecanismes semiconductors que actuen com a interruptors unidireccionals de corrent, classificats segons la tipologia, la tensió i la capacitat de corrent.
Bobines
Són components passius amb la capacitat d’emmagatzemar energia en forma de camps magnètics. Estan formats per un cap buit de bobina d’un conductor realitzades principalment en dos materials, fil o filferro de coure esmaltat.
Interruptors
Es posicionen en un circuit electrònic controlant els fluxos d’electricitat, frenat la circulació d’electrons i permetent la commutació d’encesa/apagat.
Fusibles
Un fusible talla el pas del corrent elèctric en cremar-se els filaments o làmines de metall dels quals està compost. La seva ubicació en un circuit elèctric és a l’inici, evitant que si el corrent augmenta arribi al circuit i faci malbé el dispositiu.
Història de la placa de circuit imprès
Es creu que l’inventor del circuit imprès fou un enginyer austríac anomenat Paul Eisler al voltant de l’any 1936 quan va fabricar una ràdio.
Al voltant de l’any 1943, es van començar a fabricar ràdios a gran escala per a la seva utilització en la Segona Guerra Mundial i quan aquesta va acabar, els EUA van alliberar la invenció perquè es pogués comercialitzar, però no va ser fins als anys 50 que es van fer populars. En aquests anys, la Marina dels EUA va desenvolupar l’autoassemblatge. Aquest mètode consistia en que els pins dels components s’introduïen a la làmina amb patró d’interconnexió i posteriorment es soldaven.
Abans de la creació dels circuits impresos es feia la connexió punt a punt i per a produccions petites o prototips s’utilitzava el mètode wire wrap.
Originalment s’utilitzaven components electrònics com pins de coure o llautó que tenien diversos mil·límetres de longitud i en el circuit es perforaven els forats per a aquests pins.
Aquests components es soldaven a la placa i travessaven els taladros. Aquest mètode es coneixia com a forat passant. Finalment, amb els avanços en la laminació de targetes i les tècniques de gravat, aquest procés va evolucionar al que es fa actualment. La soldadura es fa automàticament mitjançant un flux de soldadura fosa, en una màquina de soldadura per ona. El cost associat als taladros que calia fer desapareix gràcies al muntatge superficial.