tecnicas de diseño, desarrollo y montaje de circuitos impresos

Upload: joseba

Post on 03-Mar-2016

223 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Especificaciones técnicas para el diseño de PCBs

TRANSCRIPT

  • Efectoresistivoenlaspistas:Disearlaspistasteniendoencuentalalongitud,grosorymximacorrientequedebanconducir:esrecomendableutilizarherramientasdesoftwareparadeterminarycalcularlasdimensionesdepistasausarsegnparmetrossolicitados.Todomaterialconductorpresentaunaresistividadpropiaysegnlasdimensionesdelmismo,tendremosunaresistenciaelctrica:Ecuacin1.ResistenciaelctricaR=*(l/A)Endonde:RResistenciaelctrica,expresadoenOhm[]ResistividaddelMaterialenunidadesde[m]lLongitudqueporlasunidadesdelSistemaInternacionaleselmetro[m]Areatransversaldadoen[m2]Enloscircuitosdeinstrumentacinydemedicin,ubicarloscomponentesdetalformaquelalongituddelaspistassealomspequeaposible,paraevitarefectosdecargaenlalneadeinterconexin.Efectotrmico:Estudiarlacolocacindeloscomponentesteniendoencuentalainterconexin,interferenciastrmicaseinterferenciaselectromagnticas.Lascondicionesdetemperatura[7,8,16]podrncausarligerasvariacionesenelvalorderesistencia,motivadoaquelaresistividaddeunmaterial(ecuacin2)dependerdelascondicionestrmicasenlasqueseencuentre:Ecuacin2.Resistividaddeunmaterial.(1(TTo))=o+CoeficientedeTemperaturaoResistividadaunaTemperaturadereferenciaTTemperaturaactualToTemperaturareferencialColocardisipadoresalosdispositivosdepotencia,acompaadodegrasatermoconductivaentreellos.Losespaciosdeairesedebenevitarmotivadoaqueesunmalconductortrmico,loqueimplicaraunamaladisipacin,recalentamientoydaodecomponente.Ubicarlosdisipadoresenlugaresventiladosyalejadosdecomponentessusceptiblesalatemperatura.EfectoCapacitivoeInductivo:Paraevitarcorrientesinducidas,productodecircuitosdealtapotencia,sedebedistanciarloscircuitosdecontroldeloscircuitosdepotencia.Seconocequelacapacitanciaparaplacasparalelasvieneexpresadodelaforma[16]:Ecuacin3.CapacitancaparaplacasparalelasdACr=00:constantedielctricadelvacor:constantedielctricaopermitividadrelativadelmaterialdielctricoentrelasplacas.A:elreaefectivadelasplacasd:distanciaentrelasplacasoespesordeldielctricoPorloanterior,paraevitarelefectodecapacitanciasparsitas,sedebeevitarelparalelismoentrepistasoplanosyseaconsejautilizarrectashorizontalesenunacara(CaradeComponentesoladoSuperior)conrectasverticalesenlaotra(Ladoinferiorocaradesoldadura)Parareducirelruidodeconmutacinenloscircuitosdigitales,colocaruncondensadorde0,1uFentrefuenteytierra,lomascercanoposibleacadaintegrado.Colocarcada10integradosuncondensadorde10uFyporcadamdulootarjetaelectrnicacolocaruncondensadorde

  • 47uF[2,4].OrientardeformaperpendicularalPCBlasbobinasytransformadores,paraevitarlasinfluenciasmagnticasquesobreotroscircuitosyaqueenunsolenoide,elcampomagnticoseconcentrasobresuejeaxial.Paraloscircuitosdealtafrecuencia,esrecomendablequelascurvasdelaspistasnosuperenunngulode45,yaquepodraproducirseunautoinduccinsobrelamisma,deformandosuseal.ParaevitarlasEMI(InterferenciasElectromagnticas)ybrindarproteccinelctrica,sedebensepararlosplanosdetierraanalgicoydigitaloutilizaracoplamientos(transformador,optoacopladores,aisladoresderadiofrecuencia,etc.).Paracircuitossusceptibles,sedebedejarespacioparafijarlasjaulasdeFaraday[3].

    Serigrafa o silkscreen La serigrafa es el proceso en donde se imprime sobre la mscara de soldado informacin conducente a facilitar la labor del ensamblado y de posterior verificacin. Generalmente se imprime para indicar puntos de prueba como tambin la posicin, orientacin y referencia de las componentes que conforman el circuito. Tambin puede utilizarse para cualquier propsito que el diseador requiera, como por ejemplo para el nombre del producto, compaa, instrucciones de configuracin, etc. La serigrafa puede ir en ambas capas externas o caras del circuito impreso. En ingls se conoce como silkscreen u overlay. En la figura 2 se puede apreciar la serigrafa, que corresponde a todo lo impreso en color blanco.

    Fig 2. Expansin de la mscara de soldado (a) y serigrafa (b)

    Stackup o pila de capas Tal como se dijo en al principio de este artculo, los circuitos impresos o PCBs pueden fabricarse de varias layers o capas. Cuando una PCB es diseada mediante un software CAD EDA, se suelen especificar varias capas en el diseo que no necesariamente son conductoras, como por ejemplo la serigrafa, mscara de soldado, etc. Esto puede prestarse para confusin ya que generalmente uno

  • se refiere a layers o capas solamente cuando se est hablando de las que son conductoras. De ahora en adelante cuando nos se refiramos al concepto de capa o layer sin el sufijo CAD, nos estamos refiriendo solamente a las capas que son conductoras. El orden de la pila de capas CAD es la siguiente:

    CAD Layer Descripcin Capa CAD

    1 Top silkscreen/overlay ( serigrafa superior ) 2 Top soldermask ( mscara de soldado superior) 3 Top paste mask 4 Layer 1 ( Capa 1) 5 Sustrato 6 Layer 2 ( Capa 2) ... ... n-1 Sustrato n Layer n ( Capa n) ( conductora )

    n+1 Bottom paste mask n+2 Bottom solder mask ( mscara de soldado

    inferior) n+3 Bottom silkscreen/overlay (serigrafa inferior)