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NORMA IPC 2221 Capítulo I. Diseño i de PCB Gabriela Andrango, Héctor García, Andrés Moreira Carrera de Ingeniería Mecatrónica, Escuela Politécnica del Ejército Sangolquí, Ecuador Abstract – When designing a PCB, it is imperative to have in mind at all times and base in some parameters and established rules to manufacture a Printed Board, in order to accomplish a high quality Board, internationally standardized oriented to productivity and efficiency. The Generic Standard IPC 2221, developed by the American Institute for Printed Circuits, covers practically all aspects of manufacturing and some points of the design. This Standard gives us knowledge and technical criteria validated by experience; it proportion us a common language to describe quality attributes in the design and manufacture of printed boards and we can have warranty counting with a defined and known level of quality on electronic products based in the IPC 2221 Standard. Resumen - Cuando se esta diseñando un PCB es importante tomar en cuenta y basarse en algunos parámetros y normas establecidos para la realización de la misma, para lograr una placa final de calidad, con estándares internacionales orientándose a la productividad y eficiencia. La norma IPC 2221, desarrollada por el Instituto para los circuitos impresos de los Estados Unidos de Norteamérica, cubre prácticamente todos los aspectos de la fabricación de circuitos electrónicos y ciertos aspectos de diseño. Estas normas nos brindan conocimiento y criterios técnicos validados por la experiencia; nos proporciona un lenguaje común para describir atributos de calidad en el diseño y fabricación de los circuitos impresos y brinda garantías al contar con un nivel definido y conocido de calidad en los productos electrónicos 1.1 Introducción La satisfacción de resultados no radica en la presentación de cada pista sino en el funcionamiento del circuito en si. Es importante establecer ciertas pautas muy buenas para el diseño de PCB ii . En muchos diseños la producción en sí de un PCB puede ocasionar un deficiente rendimiento de la operación eléctrica del circuito, pues dichos trazos presentan distintas características eléctricas. Aunque de cierta manera es un poco difícil tratar de encaminar el diseño, existen algunas reglas básicas y prácticas que serán de gran utilidad. 1.2 Parámetros preliminares 1.2.1 Evolución del CAE iii Es necesario un sistema que diseñe el producto desde el principio (diseño del esquema) hasta el final (placa del circuito impreso terminada), siguiendo las reglas del diseño. Paquetes CAE cuyas reglas de diseño referidas al CAE ELECTRÓNICO, se pueden tipificar en: Capturas de esquemas. -Diseño de circuitos analógicos y digitales. -Simulación lógica y analógica de dichos circuitos. -Análisis térmico. -Diseño de PCB. -Proceso de electromecánica. Las ventajas de uso de los paquetes CAE son: -Facilidad y comodidad en el diseño. -Rapidez, exactitud y uniformidad en la fabricación. -Alto porcentaje de éxito. -Eliminación de la necesidad de prototipos. -Aumento de la productividad.
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NORMA IPC 2221

Jan 24, 2023

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Page 1: NORMA IPC 2221

NORMA IPC 2221 Capítulo I. Diseñoi de PCB

Gabriela Andrango, Héctor García, Andrés Moreira

Carrera de Ingeniería Mecatrónica,

Escuela Politécnica del Ejército

Sangolquí, Ecuador

Abstract – When designing a PCB, it is imperative

to have in mind at all times and base in some

parameters and established rules to manufacture

a Printed Board, in order to accomplish a high

quality Board, internationally standardized

oriented to productivity and efficiency.

The Generic Standard IPC 2221, developed by

the American Institute for Printed Circuits,

covers practically all aspects of manufacturing

and some points of the design. This Standard

gives us knowledge and technical criteria

validated by experience; it proportion us a

common language to describe quality attributes

in the design and manufacture of printed boards

and we can have warranty counting with a

defined and known level of quality on electronic

products based in the IPC 2221 Standard.

Resumen - Cuando se esta diseñando un PCB es

importante tomar en cuenta y basarse en algunos

parámetros y normas establecidos para la

realización de la misma, para lograr una placa

final de calidad, con estándares internacionales

orientándose a la productividad y eficiencia.

La norma IPC 2221, desarrollada por el Instituto

para los circuitos impresos de los Estados Unidos

de Norteamérica, cubre prácticamente todos los

aspectos de la fabricación de circuitos

electrónicos y ciertos aspectos de diseño. Estas

normas nos brindan conocimiento y criterios

técnicos validados por la experiencia; nos

proporciona un lenguaje común para describir

atributos de calidad en el diseño y fabricación de

los circuitos impresos y brinda garantías al

contar con un nivel definido y conocido de calidad

en los productos electrónicos

1.1 Introducción

La satisfacción de resultados no radica en la

presentación de cada pista sino en el

funcionamiento del circuito en si. Es importante

establecer ciertas pautas muy buenas para el

diseño de PCBii.

En muchos diseños la producción en sí de un PCB

puede ocasionar un deficiente rendimiento de la

operación eléctrica del circuito, pues dichos trazos

presentan distintas características eléctricas.

Aunque de cierta manera es un poco difícil tratar

de encaminar el diseño, existen algunas reglas

básicas y prácticas que serán de gran utilidad.

1.2 Parámetros preliminares

1.2.1 Evolución del CAEiii

Es necesario un sistema que diseñe el

producto desde el principio (diseño del

esquema) hasta el final (placa del circuito

impreso terminada), siguiendo las reglas del

diseño.

Paquetes CAE cuyas reglas de diseño referidas

al CAE ELECTRÓNICO, se pueden tipificar en:

Capturas de esquemas.

-Diseño de circuitos analógicos y digitales. -Simulación lógica y analógica de dichos circuitos. -Análisis térmico. -Diseño de PCB. -Proceso de electromecánica.

Las ventajas de uso de los paquetes CAE son:

-Facilidad y comodidad en el diseño. -Rapidez, exactitud y uniformidad en la fabricación. -Alto porcentaje de éxito. -Eliminación de la necesidad de prototipos. -Aumento de la productividad.

Page 2: NORMA IPC 2221

-Productos más competitivos.

1.2.2 Paquetes PCB

Existen muchos paquetes de diseño PCB

disponibles en el mercado, como por ejemplo:

Orcar, Protel, Hobbyists, AutoTrax EDA, Tagle,

Layout, entre otros.

1.2.3 Estándares

Existen normas de industria para casi cada

aspecto del diseño de PCB. Estas normas son

controladas por el EX – Institute for

interconnecting and Packaging Electronic

Circuits. IPC(por sus siglas en inglés).

Existe un estándar IPC para cada aspecto de

diseño de PCB.

El principal documento que cubre el diseño de

PCB es el IPC – 2221. Las normas IPC son

aceptadas como normas industriales

alrededor de todo el mundo.

1.2.4 Diagrama esquemático

Antesde empezar a estructurar un diseño PCB,

se debe tener un diagrama esquemático

completo y exacto. El esquema deberá ser

ordenado, lógico y claramente distribuido,

para facilitar la fabricación de PCB.

Es necesario marcar referencias, las cuales son

de gran utilidad, no solo para el diseñador que

podrá recordar ciertos detalles del circuito,

sino muy útiles para las personas quienes

revisan el diseño.

1.2.5 Sistemas de unidades

Es importante saber que unidades de medida

se usan y sus terminologías comunes.

Cualquier diseñador de PCB con gran

experiencia recomendaría utilizar unidades

imperiales, en vista que la mayoría de los

espacios entre pines de los componentes

electrónicos son fabricados en pulgadas.

Se debe conocer que es un “mil” (o “thou”) y

se refiere a una milésima de pulgada que es

una unidad utilizada universalmente por

diseñadores y fabricantes de PCB.

En el mundo práctico se tendrá que usar

ambos sistemas de unidades; las pulgadas

imperiales y el milímetro métrico.

El mil es utilizado para pistas, pads y espacios

entre grids, mientras que se utiliza el

milímetro únicamente para las construcciones

de tipo mecánicas.

Para evitar conflictos si la dimensión métrica

estuviera dada en un valor inexacto se deberá

buscar una aproximación bastante efectiva al

equivalente en mils para evitar confusiones.

Los valores por encima de los 100 mils son a

menudo expresados en pulgadas.

Para todos los aspectos de duseño de PCB

existe un punto de referencia que es de 100

mils; los múltiplos y fracciones de esta unidad

son también ampliamente utilizados.

1.2.6 Trabajo con Grids

La segunda regla más importante acerca del

diseño PCB es lo concerniente a la

construcción de grids; 100 mils es un estándar

para la distribución de grids que se acoplan

perfectamente al trabajo con los orificios de

perforación. 50 mils es un estándar general

para la construcción de pistas. Para un trabajo

más fino se podría trabajar con 25 mils o

menos.

Figura 1. Dimensión del grid

1.2.6.1 Importancia del trabajo con Grids.

El trabajo con grids es importante ya que nos

permitirá conservar los componentes en una

forma ordenada, simétrica y con una mejor

estética, además de facilitar la posibilidad de

realizar correcciones futuras al poder

remover, realinear, editar las pistas, movilizar

fácilmente componentes y bloques de

componentes sobre el desarrollo del diseño,

cuando este crece en tamaño y complejidad.

Es muy útil iniciar el diseño utilizando grids de

50 mil y progresivamente ir disminuyendo

este valor cuando el diseño empiece a

tornarse más denso; 20 y 10 mils pueden ser

buenas alternativas para las rutas más finas

que se necesite.

Page 3: NORMA IPC 2221

Un buen programa CAD de seguro permite

cambiar indistintamente el valor de grid en

cualquier momento.

Existe un tipo especial de grid denominado

visible, que es una opción que se despliega

como un fondo detrás de su diseño y ayuda

para el alineamiento de componentes y

pistas.

El diseño PCB siempre es hecho mirando

sobre la superficie de la placa, es decir desde

la ubicación de los componentes mirando a

través de las varias capas, como si estas

fueran transparentes.

1.3 Entidadesiv de PCB

1.3.1 Pistas

No existe ningún estándar recomendado para

los tamaños de las pistas, el tamaño de éstas

depende de los requerimientos eléctricos del

circuito, del espacio disponible para

enrutamiento y clearancev y en general de la

preferencia personal del diseñador.

Como regla general y si el diseño así lo

permite, se realiza pistas de gran tamaño,

estas poseen baja resistencia, baja

inductancia y resultan económicas con

respecto a su mecanización.

El límite inferior para el ancho que puede

tener la pista dependerá de la resolución del

hardware con que cuente cada fabricante de

PCB.

Para un buen inicio del diseño se puede

utilizar el valor de 25 mils para pistas

generales, 50 mils para pistas de poder o

tierra y 10-15 mils para las pistas de circuitos

integrados o pads.

Figura 2. Ejemplo de Grid.

En la práctica el ancho de la pista será

determinado por el flujo de corriente que

circulará por ésta y la máxima temperatura

que deberá disipar.

El espesor de una placa de cobre en diseños

PCB se especifica normalmente en onzas por

pie cuadrado, siendo el de una onza el más

común.

Los cálculos basados en el valor de la

corriente y la máxima temperatura para

determinar el ancho de las pistas son bastante

complejos e inexactos. Fueron establecidos en

base a una serie de mediciones y gráficas no

lineales recogidas durante casi medio siglo.

Tabla 1. Ancho de la pista para tamaños de

placas.

1.3.2 Pads

Los tamaños de los pads, sus formas y

dimensiones no solo dependerán del

componente que esté usando, hay un

complejo conjunto de normas y teorías detrás

de los tamaños de los pads para distintos

tipos de circuitos.

Hay un parámetro importante conocido como

la relación pad/hole. Ésta es la relación del

tamaño del pad y el tamaño del orificio de

perforación. Cada fabricante tendrá su propia

especificación mínima para esto.

Una regla muy útil establece que el pad debe

ser por lo menos 1.8 veces el diámetro del

orificio; o por lo menos 0.5mm más grande.

Page 4: NORMA IPC 2221

Figura 3. Comparación de Pad y Orificio

Con respecto a los componentes significativos

como resistencias, condensadores y diodos; la

forma de los pads debería ser redonda, con un

diámetro alrededor de 70mil. Para circuitos

integrados es recomendable utilizar pads de

forma ovalada de tamaños que pueden

fluctuar entre 60-90 y 100 mils.

1.3.3 Vías

Las vías son los caminos que conectan las

pistas de un lado de la placa con el otro a

través de la perforación. En casi todos los

procedimientos caseros o prototipos

comerciales de bajo costo este es un proceso

que se lleva a cabo mediante el chapado

eléctrico.

Figura 4. Conexión entre capas mediante

vías.

1.3.4 Polígonos

Permite rellenar de cobre un área deseada,

incluyendo pistas y padas y son muy útiles

para extender los planos de tierra.

Figura 5. Polígono sólido

Figura 6. Polígono multipuntos

1.3.5 Clearances

Son un requisito importante para todas las

placas. Clearances muy angostos entre padas

y pistas pueden ocasionar grandes problemas

durante el proceso de mecanización y una vez

hecha la placa se tendrán errores muy difíciles

de encontrar.

Un valor límite muy bueno para trabajar es

15mils, con 8 y 10 mils el diseño se podría

tornar un poco denso.

Tabla 2. Clearances para conductores

eléctricos.

COMPONENTES, UBICACIÓN Y DISEÑO

En el diseño de las placas PCB lo importante en si no

es el enrutamiento sino mas bien la ubicación de los

componentes en la placa. Se dice que el 90% es la

ubicación y tan solo un 10 % el enrutamiento. A

continuación algunas recomendaciones para ubicar

los componentes:

1.1. Establecer: grid, grid visible, y los tamaños de

la relación pistas/pad predefinidos.

Aglomerar todos los componentes sobre la placa es lo más óptimo y aunque esto puede servir muy bien para circuitos pequeños; no es muy recomendable cuando se tiene circuitos más complejos con centenares de componentes desplegados por muchos bloques funcionales del circuito

Page 5: NORMA IPC 2221

Figura 7. Diseño y ubicación

1.2. Llevar todos los componentes hacia la placa.

se debe cerciorar de que partes encajan fácilmente dentro del tamaño y forma de la placa. Si se nota que existen ciertas desviaciones, entonces se deberá trabajar arduamente hasta intentar conservar las distancias del componente y las pistas tan eficazmente como sea posible. Si se nota que los espacios de diseño son suficientes, entonces se puede ser un poco más liberal en el diseño y dejarlo así.

Figura 8. Ubicación de componentes.

1.3. Ordenar los componentes en bloques

funcionales, como sea posible. Si encuentra dentro del circuito, un circuito parecido a un filtro activo, entonces se tendría representativamente una sola línea de entrada y una sola línea del salida (claro que con muchos componentes y conexiones como parte del filtro). Una vez hecho esto, el siguiente paso es tomar cada bloque funcional y empezar a reestructurarlos en un propio pequeño diseño fuera de la placa. Todavía no se debe preocupar demasiado sobre dónde el bloque real va sobre ésta. Es también muy importante identificar y dividir en bloques más grandes, las partes eléctricas sensibles del circuito, muchos diseños contienen: circuitos analógicos y digitales y estos no pueden mezclarse; física y eléctricamente necesitan estar separados

Figura 9. Ejemplo de orden de elementos

1.3.1. Identificar el diseño de pistas críticas en

el circuito y realizarlas primero. 1.3.2. Colocar separadamente los bloques a un

lado de la placa. 1.3.3. Llevar los bloques ordenadamente hacia

la placa. 1.3.4. Realizar las pistas restantes y conexiones

de poder entre los bloques. 1.3.5. Realizar un ordenado general de la

placa. 1.3.6. Escribir una lista de pasos de verificación

para el diseño. 1.3.7. Conseguir a alguien para que revise el

diseño.

Como una regla general, los componentes deben alinearse cuidadamente, teniendo todos los circuitos integrados en la misma dirección, las resistencias en columnas ordenadas, los condensadores polarizados de la misma manera en todas partes y conectores en el borde de la placa. No se debe hace del trabajo un diseño eléctricamente pobre, los parámetros eléctricos siempre deben tener prioridad sobre componentes lineados de una manera estética. Si se ha ubicado los componentes acertadamente, el 90% del trabajo estará hecho, el 10% restante, será simplemente cuestión de unir puntos, por así decirlo. Bueno, no realmente, pero una buena distribución de seguro facilita el trabajo. Una vez que se esté complacido con la distribución de los componentes, se puede empezar a dirigir todos los diferentes bloques funcionales separadamente. Cuando se ha terminado, entonces será simple mover y colocar los bloques funcionales en el resto del diseño. Ahora es importante realizar un revisión correctiva del diseño total, es un paso esencial para asegurarse de que la placa está correcta antes de la fabricación.

Page 6: NORMA IPC 2221

Ésta es una verificación básicamente para determinar la correcta conectividad de las pistas, espacios y clearances. 2. ENRUTAMIENTO BÁSICO

2.1. Conservar el tamaño de “net” lo más corto

posible, es importante recordar que mientras más extensa es la longitud de la pista, mayor el valor de resistencia, inductancia y capacitancia.

Las pistas deben tener sólo ángulos de 45 grados. Evitar el uso de ángulos rectos, y bajo ninguna circunstancia utilice un ángulo mayor que 90 grados.

Figura 10. Ejemplo de enrutamiento.

Deslizar las pistas alrededor de toda la placa, no se debe limitar en ir de un punto a otro, esto puede ser eficiente para principiantes, pero existen razones para no hacerlo; la primera es que el diseño debe ser estéticamente agradable; la segunda es que no es muy eficaz el espacio cuando se quiere componer más pistas en otras capas.

Permitir al software encontrar automáticamente los centros de los pads y fines de pistas por diseñador. Esto es de gran utilidad para cuando se tiene pads y pistas que no están alineadas al grid.

Siempre hacer coincidir la pista al centro del pad, no hacer que la pista y el pad simplemente se rocen. El uso apropiado del grid evitará problemas aquí.

Dibujar una sola pista para cada conexión, en lugar de múltiples pistas seleccionadas, esto no puede presentar ninguna diferencia sobre el diseño final pero evitará problemas para la edición

Asegurarse de que las pistas pasen correctamente por el centro exacto de los pads y componentes y no a un lado de ellos. Si la pista no lo hace a través del centro exacto es seguro que se esté usando un valor de grid errado.

Solo cuando sea estrictamente necesario, se puede dibujar una pista entre pads y estos deben tener un espacio minino de 100 mils;

únicamente en diseños muy densos se lleva dos pistas entre pads.

En diseños de altas corrientes, utilizar múltiples vías para ir entre capas; esto no solo reducirá la impedancia de las pistas sino que también mejorará la fiabilidad..

Tratar de evitar el mínimo roce entre pads como sea posible

Si se considera que las pistas de poder y tierra tienden a ser críticas, entonces lo primero que se debe hacer es ensancharlas lo más grande que sea posible.

Figura 11. Enrutamiento para una pista de

alimentación.

Conservar las pistas de poder y tierra, lo más cerca una de otra como sea posible

Conservar la simetría de las cosas, desde un punto estético es muy agradable un diseño con simetría tanto en la distribución de componentes como en el enrutamiento.

Figura 12. Ejemplo de un correcto enrutamiento

DISEÑO DE UN SOLO LADO Los diseños de un solo lado son económicamente más baratos y se encuentran en muchos de los artículos de consumo masivo como: televisores, DVD players, equipos de sonido, etc. Si el proyecto se ajusta a un diseño de un solo lado es preferible que se lo mantenga así. Aunque parezca más simple su desarrollo, en comparación con diseños de doble lado o de multi-

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capas, lo cierto es que es más desafiante y tiene sus únicas técnicas de tratamiento. La distribución de componentes en diseños de un solo lado, es en su mayoría más crítica, es como jugar al ajedrez, si no se piensa en el siguiente movimiento antes de realizar la jugada, pronto se encontrará l diseñador, por si mismo acorralado en una esquina; con una única pista que no se pueda llevar de un lado de la placa, al otro, y que además pueda estropear todo el diseño en general.

Figura 13. Diseño en un solo lado

DISEÑO DE DOBLE LADO El diseño de doble lado otorga un grado extra de libertad para diseñar la placa; así las cosas que fueron imposibles en el diseño de un solo lado, se tornan fáciles cuando una capa extra es añadida.

Figura 14. Diseño de doble lado.

DISEÑO MULTI-CAPAS Un diseño PCB de multi-capa es mucho más costoso y difícil de fabricar que uno de un solo o doble lado. En este tipo de diseños las pistas de poder y de señal en general obtienen una densidad extra y se ubican

dentro de la placa mientras que los componentes pueden ser ordenados en una forma mas compacta.

Figura 15. Distribución de espesor de placa multicapas

CAPAS PARA EL DISEÑO PCB En el diseño de PCB’s existen varias capas importantes, junto con las que llevan las pistas de cobre. A continuación algunas de ellas.

Silkscreen La capa silkscreen, ó de serigrafía por su nombre en español; es la capa sobre la superficie de la placa que contiene la información (símbolos, texto) acerca de los elementos electrónicos como: resistencias, condensadores y demás. Máscara de Soldadura Esta es una capa especial de algunos programas de diseño PCB’s, utilizada para prevenir algún tipo de conexión entre pines muy cercanos como en circuitos integrados, es una capa que típicamente cubre todo excepto los pads y vías. Capa de Mecanización La capa de mecanización (qué puede ser nombrada bajo otros nombres que dependen del software), se usa para proporcionar un contorno para la placa y otras instrucciones industriales. Capa de Alineación Cuando el constructor PCB mecaniza el diseño, se presentarán algunas tolerancias de alineación sobre el producto final por cada capa, esto incluye: pistas, perforación, capa de máscara, etc

Lista de conexiones (NETLLIST)

Se hace referencia a las partes y a los

dispositivos usados en el diagrama

esquemático del circuito eléctrico,

logrando organizar la información de

pines y conectividad entre componentes y

Page 8: NORMA IPC 2221

otros para llevar a fases posteriores como

el ruteo de pistas. El archivo puede ser

generado fácilmente en un software.

CONSIDERACIONES ESPECIALES DE DISENO

Figura 16. Consideraciones especiales de diseño.

DISENO DE ALTA FRECUENCIA

Las inductancias parasitas y armónicos

puede provocar efectos negativos.

Las pistas deben ser lo más cortas posibles

sobre todo en señales de alta velocidad

Pistas Críticas: son aquellas en las cuales

la longitud de la pista es

aproximadamente la misma que el tiempo

de propagación de la onda. Según la

norma la onda debe viajar a 6 pulgada x

nanosegundo.

Utilizar un capacitor por cada pin de

alimentación, técnica bypass

En diseños de muy alta frecuencia llevar

el pin de alimentación directamente al

plano de poder para proporcionar la más

baja inductancia

el uso de vías causará discontinuidades en

la impedancia característica de una línea

de la transmisión.

Es recomendable mantener la mínima

distancia de los trazos a el plano de tierravi

y la máxima distancia entre trazos

Page 9: NORMA IPC 2221

Vías con los diámetro más pequeños

tienen la más baja inductancia parásita, lo

cual es preferido en diseños de alta

frecuencia.

No conectar directamente la entrada de

poder directamente al plano de

alimentación, llevarla por una vía y un

capacitor.

Un buen plano de tierra es fundamental

para conservar la integridad del las

señales

Figura 17. Control de impedancias en las líneas

para el diseño en alta frecuencia. Fuente: Norma

IPC2221(2004) Pág. 42. Gancino, M.D.(2006).

Desarrolo de porcedimiento de operacion para

prototipadora Quick Circuit 5000 de la Fie.

Recuperado 23/11/2012.

TÓPICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE

PCB

I. Materiales Típicos PCB.-

-Fibra de vidrio en blanco

-Vidrio Epóxico hilado (FR4): bajo costo. -Fenólico: bajo costo. -Teflón: para aplicaciones de calidad más alta

II. Espesores típicos.-

En el mercado se encuentran fácilmente espesores de :1.6mm, 0.8mm y 2.4mm.

III. Constante dieléctrica.-

Entre los parámetros más importantes en los PCB está también la constante dieléctrica, usada para cálculos de parámetros en líneas de alta velocidad.

Tabla 4. Constantes dielectricas de materiales

tipicos para PCB

TECNICAS DE SOLDADURA

Existen tres técnicas para soldar placas electrónicas:

i. Soldadura Manual.-

Esta técnica es comúnmente utilizada en pequeños prototipos donde exista una buena accesibilidad de herramienta Se usa capas térmicas en los Pads para disipar calor al momento de soldar. Procedimiento.-

1. Limpiar bien las superficies a soldar 2. Lograr una buena unión mecánica 3. Inmovilizar los elementos a soldar

Material Constante Dielectrica

RF4 3.8-4.8

RF5 4.2

Vidrio 6

Resina 3

Nota: Gancino, M.D.(2006). Desarrolo de

porcedimiento de operacion para

prototipadora Quick Circuit 5000 de la

Fie. Recuperado 23/11/2012. Norma IPC-

2221(1998)

Page 10: NORMA IPC 2221

4. Aplicar la resina fundente adecuada 5. Calentar las superficies solo lo necesario 6. Aportar solo el estaño necesario

Figura 17. Soldadura Manual

ii. Soldadura por Onda.-

Es un proceso usado tanto para componentes montados superficialmente o para componentes que atraviesan la placa (Fig. 0). Se puede soldar varias placas a la vez, por lo que es utilizada para grandes producciones. Procedimientos.-

1. Adherir los componente a la PCB 2. Recubrir adecuadamente con mascara de

soldadura las partes que no se verán afectadas.

3. Precalentar la placa. 4. En un recipiente se encuentra soldadura

fundida, con la cual se realiza un baño sobre la misma creando la conexión de componentes en la zonas metálicas.

Precauciones.-

-Se debe tener cuidado con componentes pequeños y entre pines del mismo -Evitar componentes de gran tamaño alado de componentes pequeños ya que estos últimos pueden no ser soldados adecuadamente por la onda.

Figura 18. Soldadura por reflujo. Gancino, M.D.(2006). Desarrolo de porcedimiento de operacion para prototipadora Quick Circuit 5000 de la Fie. Recuperado 23/11/2012

Figura 19. a) Soldadura por onda con componentes montados superficialmente. b) Soldadura por onda con componentes que atraviesan la placa Gancino, M.D.(2006). Desarrollo de procedimiento de operación para prototipadora Quick Circuit 5000 de la Fie. Recuperado 23/11/2012

iii. Soldadura por Reflujo.- Mas costosa pero abarca mayor densidad y mas flexibilidad para la ubicación de componentes (fig. 1)

Procedimiento.-

1. Recubrir con mascara de soldadura sobre cada Pad

2. Ubicación de cada componente, mediante adhesivos

3. La Placa es expuesta a un horno infrarrojo para derretir la pasta

4. Retirar la placa del horno y realizar la revisión final

Page 11: NORMA IPC 2221

Fig. 10: Micromat Series 300 CNC Drilling

-Procesamiento directo de datos CAD, plot drill, HP/GL

-Drilling, milling routing, Incluso de partes plásticas, de

aluminio y otros metales

-Programacion de sistema de visión integral.

-Exactitud(0,01mm), facilidad de uso y bajo costo.

-Compatibilidad con windows

Fig.11: SuperScribe modelo 1812

-Alta definición y reproducibilidad

-Mecanización de diseños de un solo o doble lado

-Incluye software para diseño de PCB y prototipos,

compatibilidad con otros programas.

-Área de trabajo: 18" × 12"

Fig.12: Computer Controlled Drilling/Automatic Tool Change)

-Datos tipo Excellon/Sieb&Meyer, HP/GL.

-Operaciones de perforación, fresado y corte, inclusode

partes plásticas, de aluminio y otras placas

-Altas velocidades de posicionamiento

-Área de trabajo 325 x 495 x 37 mm

Fig. 13:LPKF ProtoMat L60

-Producción de grandes prototipos

-Producción en serie de un mismo o diferentes diseños,

-Produccion un solo lado, doble lado o multi-capa.

-Área de trabajo (375 mm x 1,250 mm)

Fig. 14:LPKF ProtoMat S100

-Mayor resolución y exactitud

-Aplicaciones de radiofrecuencia y microonda

-Cambio automático de herramienta, alta velocidad

-Interfaz USB y trabaja bajo el programa BoardMaster

-Área de trabajo(x, y, z) 229 mm x 305 mm x 38 mm

Page 12: NORMA IPC 2221

Tabla 4. Maquinas para la fabricación de PCB

Fuente: Gancino, M.D.(2006). Desarrollo de

procedimiento de operación para prototipadora

Quick Circuit 5000 de la Fie. Recuperado

23/11/2012.

MAQUINAS PARA LA FABRICACION DE PCB’S

El mercado para la adquisición de maquinas para

la fabricación de PCB es basta y amplia, la cual

depende de las aplicación y uso del diseñador.

Además cada fabricante facilita especificaciones

técnicas como resolución, planos de trabajo,

requerimientos eléctricos, requerimientos de

hardware, software, etc. Algunas opciones se

presentan a continuación:

CONCLUSIONES.-

El diseño de PCB puede ser una tarea muy

compleja y aunque podemos realizar circuitos de

una manera simple, existen circuitos en los que la

precisión , velocidad de respuesta, impedancia,

frecuencia; son algunos de los parámetros

importantes en su funcionamiento por lo que se

ha de tomar en cuenta ciertas consideraciones y

lograr un optimo desempeño del circuito

mejorando sus características para lo cual se

realizo el estudio de la norma IPC2221 que

recomienda pautas desde el diseño, la

implementación y montaje del circuito.

i http://www.pcbmilling.com: visitar esta página para mayor

información acerca del Diseño PCB ii Printed Circuit Board (Tarjeta de Circuito Impreso)

iii Computer Aided Engineering (Ingeniería Asistida por computador)

iv Una entidad es cualquier trazo (pista, pad, línea) o parámetro que

tenga que ver con la circuitería de un diseño. v Clearance: distancia critica entre entidades.

vi Plano de Tierra: cuando una capa entera se dedica

exclusivamente para tierra