Nodos

Montaje convencional: nodos de paso de cara (vías), distancia mínima de 1m entre ellos y cualquier nodo que lleve componente. No se deben disponer, por la transmisión de calor, debajo de componentes que estén en contacto con la placa.

Montaje SMD: nodos para componentes, nodos para vías, nodos sin agujeros, soldadura de componentes (isletas).

Conductores: porción de impresión conductora utilizada generalmente para la conexión y fijación de componentes.

Trazado de pistas y nodos

• Distancia entre nodos, pistas e isletas: 1.5mm al borde exterior de la tarjeta y de 1mm al borde de las ventanas.
• Pistas longitudinales y paralelas.
• No están permitidos los ángulos agudos.
• El cambio de dirección en ángulo recto deberá realizarse a 45º evitando el ángulo vivo.
• La intersección de los nodos hay que hacerla ortogonalmente al nodo.
• En los casos en que la distancia sea pequeña se recomienda forma C en lugar de forma I.
• La dirección de las pistas en la cara de soldadura será siempre normal al eje longitudinal de la ola de la máquina de soldar.
• En la cara de componentes, la dirección de las pistas será perpendicular a la existente en la cara de soldadura.

Componentes

• Componentes con disipación de calor real superior a 1W se montarán separados de la placa si no llevan disipadores.
• Será conveniente situar los componentes altos en un mismo lado de la placa.
• El peso de los componentes deberá ser distribuido uniformemente en la placa.
• Distancia del componente al borde será de 3mm mínimo.
• El espacio entre componentes depende de los componentes: Tmin = diámetro A (max) + diámetro B (max) + 0.5mm.
• No se permite el solapamiento de componentes.

Disposición de componentes

(Facilita el trazado de pistas y reduce el coste)

• El lado mayor del componente paralelo al lado de la placa que tienen los conectores.
• Si no es posible, los polarizados orientados: paralelos al lado de los conectores y los otros perpendiculares.
• También es válido que todos los componentes estén perpendiculares al lado de los conectores.
• En oblicuo no se pueden conectar los componentes, y en vertical en la placa también se deben evitar.

Impresión de conductores

• En cada cara de la placa los conductores deben estar distribuidos según una misma dirección; si es posible, esta será paralela a los bordes más largos de la placa.
• Los cambios de sentido en los conductores deben estar formando ángulos no inferiores a 45º. Los ángulos agudos no están permitidos.
• La anchura debe ser lo mayor posible y mantenerse uniforme en todo el CI, estrechándose en casos especiales y necesarios.

Diseño de masas eléctricas

Con área rellena o sin reticulación, presentan inconvenientes que desaconsejan su uso en el diseño.

• Dificultades para equilibrar la masa en el baño galvánico, gran capacidad calorífica, mala soldabilidad en agujeros situados en el interior de la masa. Aconsejable emplear retículas de pistas de 1mm de anchura con una separación de 2.54mm entre ellas.

Distribución conductora de trazos ciegos o pistas de pantalla

• Son pistas sin continuidad eléctrica alguna que se colocan en aquellas placas cuya distribución de área galvanizada es irregular.
• El objetivo de los trazos ciegos es el de proteger la distribución de corriente en el proceso de recrecimiento de la impresión conductora dando lugar a uniformidad en el metalizado.

Normas eléctricas. Dimensionado/Ancho de conductores

• Ancho mínimo del conductor: 1mm.
• Corriente de carga: Vc = Rc * I; Q = 0.24 * I^2 * Rc.
• Espesor del conductor: a mayor espesor, menor valor resistivo del conductor.
• Tipo del material base utilizado (Temperatura de transición al vidrio, cuanto mayor mejor).
• Elevación máxima de temperatura: Tª transición al vidrio. Tmax >= Ta + incr(T).
• Separación entre conductores: ddp entre conductores, tensión de pico, condición de aislamiento de la tarjeta, revestimientos superficiales protectores. Objetivo: evitar formación de arco voltaico entre conductores.

Reserva de soldadura (revestimiento protector de superficies metálicas)

Metálicos: procedimientos electrolíticos (Sn/Pb); orgánicos: resinas.

• Aplicación de resina sobre la placa en aquellos lugares donde no deseamos que se depositen materiales.
• Protege contra humedad y temperatura las superficies metálicas de la placa.
• Evita puentes de soldadura y aísla.
• La aplicación se realiza por serigrafía.
• Aplicación selectiva: depositar el material resistente al calor en las zonas de la placa donde no se vaya a poner el material metálico conductor.
• Aplicación a pantalla abierta: tras un proceso de fotosíntesis se realiza un proceso de revelado mediante el cual las zonas de resina que no se endurecieron se eliminarán.

Documentación profesional

Documentación básica

Una o dos láminas de papel vegetal o acetato con los motivos a imprimir en la placa.

Obtención del dibujo del modelo

Dibujo impreso de los planos conductores y de taladro (TOP y BOT), material adhesivo sobre el papel vegetal, impresión mediante láser.

Soporte impreso

• Plano de serigrafía, planos conductores y de taladro, planos de reserva de soldadura (TOP Y BOT), planos de intensificación metálica, plano de mecanizado.

Soporte Magnético

• Fichero para máquina de taladrar (NCD): contiene coordenadas XY de los centros de los agujeros y tamaños.
• Fichero para la generación de fotolitos (Gerber GBR → TOP, BOT, SMT, SST, SMB) + fichero de aperturas (APP) → programa propio fotoplotter → Salida: fichero ART: fichero de aperturas adaptado al fotoplotter usado con símbolos y escalas de medida cambiados. Coordenadas XY, Datos: pad, pistas y contornos.

Diseño y Fabricación de Circuitos Impresos

Sensibilización e impresión de imagen

Aplicación de resist: fotopolímero que bajo luz actínica se polimeriza formando una película sobre el soporte que se revelará posteriormente.

Tipo de materiales fotosensibles

• Positivos: sus enlaces se debilitan bajo la luz actínica y por tanto se eliminan tras el revelado.
• Negativos: sus enlaces se fortalecen tras la luz actínica y por tanto permanecen tras el revelado.

Técnicas de emulsionado de pantallas (líquido fotosensible)

• Rociado: se hace uso de un pulverizador.
• A rodillo: método más preciso para grandes tiradas.
• Inmersión: introducir la placa en una cuba con emulsión a una determinada temperatura y mover arriba y abajo de forma constante.
• Centrifugado: según la velocidad de rotación y la viscosidad de la emulsión se controla el espesor.

Se aplica al soporte y se seca. Luz actínica → Revelado → Curado.

Film seco

Se trata de una emulsión fotosensible en estado sólido. Se suministra en una capa flexible protegida por ambas caras por una lámina de poliéster y otra de polietileno.

Implantación del film seco

1. Preparación de la placa base.
2. Preparación de la máquina de laminado (temperatura entre 100º y 200º, eliminación del polietileno, controlar la velocidad de avance, presión de los rodillos sobre las caras de la placa).
3. Aplicación del laminado. Máquina: 2 rodillos soportan el film, otros recogen polietileno, otros presionan capas fotosensibles vs sustrato.

Fotograbado directo: método sustractivo (mejor técnica)

• Decapado y limpieza de óxidos y/o aceites → Aplicación de emulsión → Insolación → Revelado → Grabado → Eliminación de fotoresist.
• Por procedimientos químicos se eliminan las zonas de la placa no protegidas que no forman parte de nuestro circuito.
• Utilización de emulsiones fotosensibles que se depositan por encima del cobre.

Fotograbado indirecto: técnica serigráfica

• Utilización de pantallas las cuales poseen el negativo de la imagen.
• Se pasa por los agujeros de la pantalla la emulsión líquida para adherirse con el cobre.