Dispositivos de soldadura por inmersión y SMD

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Dispositivos de soldadura por inmersión y SMD

La soldadura por inmersión y la soldadura smd son dos métodos de procesamiento diferentes que se utilizan para ensamblar dispositivos electrónicos. Ambos métodos utilizan un proceso de reflujo que implica un calentamiento gradual de la pasta de soldadura. Cuando el proceso de reflujo tiene éxito, la pasta de soldadura fundida une eficazmente los componentes montados a la placa de circuito impreso, creando una conexión eléctrica estable. Los dos métodos comparten varias características comunes.

Soldadura por ola asimétrica

La soldadura por ola asimétrica consiste en formar un anillo de soldadura que rodea la pieza y es capaz de separarla del aire circundante. También crea una barrera entre la soldadura y el oxígeno. Este método de soldadura es fácil y versátil, pero puede presentar retos importantes, sobre todo cuando se utilizan dispositivos de montaje superficial.

El proceso de soldadura por ola es uno de los métodos de soldadura más utilizados. Se trata de un proceso de soldadura en masa que permite a los fabricantes producir en serie muchas placas de circuitos rápidamente. Las placas de circuitos se pasan por encima de la soldadura fundida, que se crea mediante una bomba en una cubeta. A continuación, la ola de soldadura se adhiere a los componentes de la placa de circuito impreso. Durante el proceso, la placa de circuito debe enfriarse y soplarse para evitar que la soldadura contamine la PCB.

Barrera de flujo

El fundente es un líquido que permite que la soldadura fundida fluya y elimina los óxidos de la superficie. Existen tres tipos de fundentes. Los hay de base acuosa, de base alcohólica y de base disolvente. Durante el proceso de soldadura, la placa debe precalentarse para activar el fundente. Una vez finalizado el proceso de soldadura, el fundente debe eliminarse con disolventes o agua.

Un fundente de alta calidad es fundamental para obtener los resultados deseados durante el proceso de soldadura. Un fundente de alta calidad mejorará las propiedades de humectación y unión de la soldadura. Sin embargo, un fundente de alta activación puede aumentar el riesgo de oxidación, lo que no siempre es deseable.

Juntas frías

En la soldadura en frío, la aleación no se funde completamente ni refluye. Esto puede tener graves consecuencias en un dispositivo electrónico. Esto puede afectar a la conductividad de la soldadura y provocar un fallo en el circuito. Para comprobar las uniones soldadas en frío, conecte un multímetro a los terminales. Si el multímetro indica una resistencia superior a 1000 ohmios, la unión fría ha fallado.

Soldar una placa de circuito impreso requiere buenas juntas de soldadura, que garanticen el funcionamiento del producto. Por lo general, una buena unión soldada será lisa, brillante y contendrá un contorno del cable soldado. Una unión de soldadura deficiente provocará un cortocircuito en la placa de circuito impreso y dañará el dispositivo.

Añadir metal a las placas de circuito impreso

Para añadir metal a las placas de circuito impreso mediante soldadura por inmersión o soldadura blanda, hay que añadir un metal de relleno a la placa antes de soldarla. La soldadura blanda es el método más habitual para fijar pequeños componentes a la placa de circuito impreso. A diferencia de la soldadura tradicional, la soldadura blanda no funde el componente, ya que la soldadura no podrá adherirse a la superficie oxidada. En su lugar, se añade un metal de aportación, normalmente una aleación de estaño y plomo.

Antes de soldar el componente, es importante preparar el soldador a 400degC. Este calor debe ser lo suficientemente alto como para fundir la soldadura en la punta. Es útil estañar la punta antes de soldar para ayudar a transferir el calor. Además, es útil mantener los componentes organizados para que la soldadura no resulte estresante.

Soldadura por ola manual frente a automatizada

Los equipos de soldadura por ola pueden ser robóticos, manuales o por inmersión selectiva. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas. Debe adquirir el que mejor se adapte a las necesidades de su empresa. Por ejemplo, una empresa pequeña debería comprar el modelo más sencillo. Sin embargo, también debe tener en cuenta el coste del equipo. En la mayoría de los casos, un equipo manual de soldadura por ola costará menos que una máquina automatizada.

La soldadura manual es más lenta que la soldadura por ola automatizada y es propensa al error humano. Sin embargo, la soldadura selectiva elimina estos problemas al permitir al operario programar puntos exactos para cada componente. Además, la soldadura selectiva no requiere pegamento. Además, no requiere costosas paletas de soldadura por ola y es rentable.

Problemas con la soldadura SMD

Los problemas de soldadura pueden producirse por varias razones. Una causa común es una plantilla de pasta incorrecta al utilizar fundente de soldadura o un ajuste incorrecto del alimentador de montaje. Otros problemas son la soldadura insuficiente y la mala soldabilidad de las piezas o almohadillas. Estos errores pueden hacer que el punto de soldadura adopte formas inesperadas. Las bolas de soldadura, los carámbanos de soldadura y los agujeros también pueden ser el resultado de una soldadura incorrecta.

Otra razón común para que las juntas de soldadura no se humedezcan es una limpieza inadecuada. Una humectación insuficiente significa que la soldadura no se ha adherido íntimamente al componente. Como resultado, los componentes no están conectados y pueden desprenderse.

Métodos y procesos de soldadura de encapsulados de circuitos impresos

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Métodos y procesos de soldadura de encapsulados de circuitos impresos

La soldadura es una parte fundamental del encapsulado de un chip PCB. Los procesos de soldadura implican una combinación de técnicas, como IR focalizada, convección e IR no focalizada. Cada método implica un calentamiento gradual del encapsulado, seguido de un enfriamiento de todo el conjunto.

Proceso de soldadura

La soldadura es el proceso de unir bolas de soldadura y otros materiales de soldadura a paquetes de chips de PCB. Este proceso se realiza utilizando dos tipos de métodos. El método de convección y el proceso de reflujo. El primer tipo implica un proceso de calentamiento mediante un fundente que forma un líquido. En ambos procesos se controla la temperatura máxima. Sin embargo, el proceso de reflujo debe realizarse con suficiente precaución para evitar la formación de juntas de soldadura quebradizas.

Dependiendo de los componentes utilizados en la placa de circuito impreso, el proceso de soldadura puede ser blando o duro. El tipo de soldador utilizado debe ser adecuado para el tipo de componentes. El proceso debe ser realizado por un proveedor de servicios de montaje y fabricación de PCB que tenga amplia experiencia en PCB y conozca la forma exacta de aplicar cada proceso.

Dimensiones de las almohadillas de soldadura

Las dimensiones de las almohadillas de soldadura en un encapsulado de chip de PCB son fundamentales para garantizar la optimización del rendimiento del componente. Esto es especialmente cierto en el área de alta frecuencia, donde la colocación de componentes y las técnicas de soldadura pueden no ser tan precisas como se requiere. La norma IPC-SM-782 es un valioso documento de referencia para la colocación y soldadura óptimas de componentes. Sin embargo, seguir ciegamente los requisitos del documento puede dar lugar a un rendimiento subóptimo en alta frecuencia o a problemas de alta tensión. Para evitar estos problemas, PCBA123 recomienda que las almohadillas de soldadura se mantengan pequeñas y en una sola fila.

Además del tamaño de los pads, también son importantes otros factores como la colocación y alineación de los componentes. El uso de almohadillas de tamaño incorrecto puede provocar problemas eléctricos y limitar la capacidad de fabricación de la placa. Por lo tanto, es importante respetar los tamaños y formas de las almohadillas de PCB recomendados por la industria.

Fluxing

El fundente es un componente importante del proceso de soldadura. Elimina las impurezas metálicas y los óxidos de la superficie de la soldadura para presentar una superficie limpia para juntas de soldadura de alta integridad. El residuo de fundente se elimina en un paso final de limpieza, que dependerá del tipo de fundente utilizado.

Existen muchos fundentes diferentes para el proceso de soldadura. Los hay de resina y de colofonia. Cada uno de ellos sirve para un fin distinto y se clasifica según su nivel de actividad. El nivel de actividad de la solución de fundente suele indicarse como L (baja actividad o sin haluros) o M (actividad media, de 0 a 2% de haluros), o H (alta actividad, hasta 3% de contenido de haluros).

Uno de los defectos más comunes son las bolas de soldadura en medio del chip. Una solución habitual para este problema es modificar el diseño del esténcil. Otros métodos incluyen el uso de nitrógeno durante el proceso de soldadura. Esto evita que la soldadura se vaporice, permitiendo que la pasta forme una unión superior. Por último, un paso de lavado ayuda a eliminar la arenilla y los residuos químicos de la placa.

Inspección

Existen distintos tipos de herramientas de prueba que pueden utilizarse para inspeccionar los paquetes de chips de las placas de circuito impreso. Algunas de ellas son las pruebas en circuito, que utilizan sondas que se conectan a distintos puntos de prueba de la placa de circuito impreso. Estas sondas pueden detectar soldaduras deficientes o fallos en los componentes. También pueden medir niveles de tensión y resistencia.

Una soldadura incorrecta puede causar problemas en los circuitos de la placa de circuito impreso. Los circuitos abiertos se producen cuando la soldadura no llega correctamente a las almohadillas o cuando la soldadura sube por la superficie del componente. Cuando esto ocurre, las conexiones no son completas y los componentes no funcionan correctamente. A menudo, esto puede evitarse limpiando cuidadosamente los orificios y asegurándose de que la soldadura fundida cubre los conductores de manera uniforme. De lo contrario, una cobertura excesiva o incompleta de la soldadura puede provocar que los cables se humedezcan o no se humedezcan. Para evitar que se humedezcan, utilice soldadura de alta calidad y un equipo de montaje de calidad.

Otra forma habitual de detectar defectos en las placas de circuito impreso es la inspección óptica automatizada (AOI). Esta tecnología utiliza cámaras para tomar imágenes en alta definición de la placa de circuito impreso. A continuación, compara estas imágenes con parámetros preprogramados para identificar el estado de los componentes defectuosos. Si se detecta algún defecto, la máquina lo marca en consecuencia. Los equipos de AOI suelen ser fáciles de usar, con operaciones y programación sencillas. Sin embargo, la AOI puede no ser útil para inspecciones estructurales o de placas de circuito impreso con un gran número de componentes.

Rectificación

Los procesos de soldadura utilizados en la fabricación de productos electrónicos deben cumplir ciertas normas y directrices. En general, una máscara de soldadura debe tener un grosor mínimo de 75% para garantizar uniones de soldadura fiables. Las pastas de soldadura deben aplicarse directamente sobre las placas de circuito impreso, no serigrafiarse. Lo mejor es utilizar una plantilla adecuada para cada tipo de paquete. Estas plantillas utilizan una rasqueta metálica para aplicar la pasta de soldadura sobre la superficie del paquete.

Utilizar un proceso de soldadura por ola en lugar del método tradicional de pulverización de fundente tiene varias ventajas. El proceso de soldadura por ola utiliza un proceso mecánico de soldadura por ola para adherir piezas a las placas de circuito impreso con altos niveles de estabilidad. Este método es más caro, pero proporciona un método seguro y fiable de fijar componentes electrónicos.

Introducción al montaje SMT a una cara y a doble cara

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Introducción al montaje SMT a una cara y a doble cara

Los montajes SMT a una cara y a dos caras difieren en términos de densidad de componentes. El montaje SMT por una cara tiene una densidad mayor que el montaje SMT por las dos caras y requiere una mayor cantidad de calor para procesarlo. La mayoría de los ensambladores procesan primero el lado de mayor densidad. Esto minimiza el riesgo de que los componentes se caigan durante el proceso de calentamiento. Ambos lados del proceso de montaje por reflujo requieren la adición de adhesivo SMT para mantener los componentes en su lugar durante la operación de calentamiento.

FR4 PCB

Las placas de circuito impreso de una cara son las más comunes. En una placa de una cara, todos los componentes están situados en un lado de la placa, y el montaje sólo es necesario en ese lado. Las placas de doble cara tienen trazas en ambos lados, lo que reduce su tamaño. Las placas de doble cara también ofrecen una mejor disipación del calor. El proceso de fabricación de las placas de doble cara es diferente al de las placas de una cara. Durante el proceso de doble cara, se retira el cobre de la placa de doble cara y se vuelve a insertar después de un proceso de grabado.

Las PCB de una cara también son más fáciles de fabricar y menos caras. La fabricación de una PCB de una cara incluye varias etapas, como el corte, la perforación de orificios, el tratamiento del circuito, la resistencia a la soldadura y la impresión de texto. Las PCB de una cara también se someten a mediciones eléctricas, tratamiento de superficies y AOI.

PI placa revestida de cobre

El proceso de montaje a una cara y a dos caras de la placa revestida de cobre PI implica el uso de una película de recubrimiento de poliimida para laminar el cobre en una cara de la placa de circuito impreso. A continuación, la placa revestida de cobre se presiona con una cola adhesiva que se abre en una posición determinada. Después, la placa revestida de cobre se estampa con resistencia antisoldadura y se perfora el orificio guía de la pieza.

Un circuito impreso flexible de una cara se compone de una placa PI revestida de cobre con una capa conductora, normalmente lámina de cobre laminada. Este circuito flexible se cubre con una película protectora una vez finalizado el circuito. Una PCB flexible de una cara puede fabricarse con o sin capa de cubierta, que actúa como barrera protectora para proteger el circuito. Los PCB de una cara sólo tienen una capa de conductores, por lo que suelen utilizarse en productos portátiles.

FR4

FR4 es un grado de resina epoxi que se utiliza habitualmente en la fabricación de placas de circuito impreso. Este material ofrece una excelente resistencia al calor y a las llamas. El material FR4 tiene una alta temperatura de transición vítrea, que es crucial para aplicaciones de alta velocidad. Sus propiedades mecánicas incluyen resistencia a la tracción y al cizallamiento. La estabilidad dimensional se comprueba para garantizar que el material no cambia de forma ni pierde resistencia en diversos entornos de trabajo.

Las placas multicapa FR4 de una o dos caras constan de un núcleo aislante FR4 y un fino revestimiento de cobre en la parte inferior. Durante la fabricación, los componentes con orificios pasantes se montan en el lado de los componentes del sustrato con cables que pasan a través de pistas de cobre o almohadillas en el lado inferior. En cambio, los componentes de montaje superficial se montan directamente en el lado de la soldadura. Aunque su estructura y construcción son muy similares, la principal diferencia radica en la colocación de los conductores.

FR6

El montaje con tecnología de montaje superficial (SMT) es una forma eficaz de fijar componentes electrónicos a placas de circuitos impresos sin necesidad de taladros. Este tipo de tecnología es adecuada tanto para componentes con plomo como sin él. Con la técnica SMT de doble cara, la placa de circuito impreso (PCB) tiene dos capas conductoras: una en la parte superior y otra en la inferior. El recubrimiento de cobre de ambas caras de la placa actúa como material conductor de corriente y ayuda a fijar los componentes a la placa de circuito impreso.

Para los tableros de una cara, es fácil utilizar pilares de apoyo sencillos. Para tableros de doble cara, se requiere un soporte adicional. El área libre alrededor del tablero debe ser de al menos 10 mm.

FR8

El proceso de ensamblaje de FR8 de una cara y doble cara es similar al proceso de ensamblaje general con algunas diferencias. Ambos procesos utilizan adhesivo y pasta de soldadura. A continuación se procede a la limpieza, inspección y pruebas. El producto acabado debe cumplir las especificaciones especificadas por el diseñador.

Las placas de una cara son más comunes y ocupan menos espacio. Sin embargo, las placas de doble cara reducen las necesidades de espacio y maximizan la disipación del calor. Durante el proceso de grabado, se retira el cobre de la cara de doble cara. Se vuelve a insertar después del proceso.

Cómo hacer un modelo de cálculo de impedancia de PCB

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Cómo hacer un modelo de cálculo de impedancia de PCB

Utilizar un gráfico de Smith

El diagrama de Smith es una herramienta útil para determinar la impedancia de un circuito. Es una representación visual de la resistencia compleja frente a la frecuencia de un circuito eléctrico. También muestra el lugar de la impedancia en función de la frecuencia, lo cual es necesario para analizar la estabilidad y evitar oscilaciones. Muchos PC tienen la capacidad de mostrar los valores de impedancia numéricamente, pero el gráfico de Smith le ayuda a visualizar las posibilidades.

El diagrama de Smith puede utilizarse para evaluar la trayectoria de la señal entre las almohadillas de contacto de una placa de circuito impreso y un dispositivo electrónico. Este dispositivo puede ser un circuito integrado, un transistor o un componente pasivo. También puede contener circuitos internos. Utilizando este gráfico, puede determinar la impedancia de una placa de circuito y utilizarla para diseñar un circuito eléctrico.

El diagrama de Smith puede utilizarse para identificar los distintos tipos de modelos de impedancia que se encuentran en el diseño de pcb. Tiene tres formas: limitada, no limitada e invertida. Un punto en el centro de un gráfico de Smith representa un modelo de impedancia no limitada, mientras que un punto en el círculo exterior representa un modelo de impedancia invertida.

Utilizando un diagrama de Smith para calcular la impedancia, puedes igualar fácilmente las impedancias de origen y destino. A continuación, puedes calcular el tamaño de la red de adaptación. El tamaño de la red de adaptación depende de la cantidad de desplazamiento necesario entre la impedancia de origen y la de destino. Además, los valores L y C en serie y paralelo desplazan un punto a lo largo de las curvas de resistencia y reactancia constantes. Si la resistencia disminuye, puedes añadir más valores R al final de la línea.

Utilización de un solucionador de campos 3D

El cálculo de la impedancia de PCB es un paso necesario durante el proceso de diseño de PCB. Consiste en calcular la impedancia de la línea de transmisión o de la traza en la PCB basándose en la configuración del diseño. Si la PCB es compleja o contiene varias capas, el uso de un solver de campo 3D puede proporcionar el cálculo de impedancia más preciso.

Los modelos de cálculo de impedancias suelen suponer que la sección transversal es rectangular y que la corriente retorna perfectamente. Sin embargo, las secciones transversales reales pueden ser poligonales e incluso atravesar huecos en la capa de referencia. Esto puede provocar distorsiones importantes en las señales, sobre todo en redes de alta velocidad.

El solver admite dos tipos de puertos: puertos de ondas y puertos lumped. En ambos casos, debe definir explícitamente qué tipo de puerto desea utilizar. Puede especificar un plano para el puerto de onda utilizando la geometría o definirlo manualmente utilizando el tipo Tamaño personalizado de onda.

La mayoría de los solucionadores de campos 3D generan modelos de comportamiento de parámetros S. Estos modelos son una representación esquemática simplificada del dispositivo real. Estos modelos son una representación esquemática simplificada del dispositivo real. Como tales, requieren muchas iteraciones. Por ejemplo, puede crear una simulación con muchos modelos de circuito y comparar sus resultados.

Los cálculos de impedancia de PCB son esenciales para el diseño de PCB. Es importante modelar la impedancia regulada de la placa de circuito impreso para evitar desajustes de impedancia. Además, es importante colaborar estrechamente con el fabricante de la placa de circuito impreso. Es posible que su fabricante de PCB disponga de un departamento CAM especializado que pueda proporcionarle indicaciones adecuadas para resolver cuestiones de diseño relacionadas con la impedancia. Sin embargo, es importante no ceder por completo el control de las cuestiones de impedancia a un tercero.

Cómo elegir y utilizar el material Roger PCB en diseños de RF y microondas

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Cómo elegir y utilizar el material Roger PCB en diseños de RF y microondas

A la hora de elegir un material de PCB para su próximo diseño de RF o microondas, hay algunas consideraciones importantes que debe tener en cuenta. Entre ellas, la temperatura de rodamiento, las temperaturas de funcionamiento máxima y mínima, y la reversibilidad del material. Por ejemplo, si su proyecto requiere una temperatura de rodamiento elevada, probablemente querrá utilizar PCB Rogers.
RF

Si el diseño de su placa de circuito requiere un material de alta frecuencia y baja constante dieléctrica, quizá se pregunte cómo elegir y utilizar el material Roger PCB. Afortunadamente, tiene varias opciones. Muchas empresas ofrecen núcleos a base de teflón. Estos materiales pueden ser muy flexibles. Esto los hace ideales para aplicaciones de una sola curva. También ofrecen la alta fiabilidad y el rendimiento eléctrico asociados a un sustrato de PTFE.

Microondas

A la hora de decidir qué material de PCB es mejor para su diseño de RF o microondas, tenga en cuenta el tipo de frecuencias que necesita cubrir. En general, debe elegir un material de baja constante dieléctrica para estas aplicaciones. Los materiales de baja constante dieléctrica tienen bajas pérdidas de señal y son ideales para circuitos de microondas RF.

Alta velocidad

La selección del material de PCB adecuado es crucial para los diseños de radiofrecuencia y microondas. El material Rogers para PCB tiene las características necesarias para soportar altas temperaturas y mantener la fiabilidad. Tiene una alta temperatura de transición vítrea de aproximadamente 280 grados Celsius y características de expansión estables en todo el rango de temperaturas de procesamiento de circuitos.

Capa dieléctrica

Al diseñar placas de circuito impreso de RF o microondas, la capa dieléctrica es un parámetro de rendimiento importante. El material debe tener una constante dieléctrica baja y la tangente más pequeña para resistir las pérdidas dieléctricas, y debe tener una gran estabilidad térmica y mecánica. El teflón es un material excelente para este fin. También se conoce como PCB de teflón. Para la estabilidad de un filtro u oscilador es necesario un material dieléctrico con un coeficiente de dilatación térmica bajo. El material también debe tener coeficientes de expansión térmica coincidentes en los ejes X y Z.

Ancho de traza

El uso del material Rogers para PCB es una forma excelente de mejorar el rendimiento de sus diseños. Este material dieléctrico tiene una amplia gama de valores de constante dieléctrica, lo que lo convierte en una excelente opción para aplicaciones de alta velocidad. Además, es compatible con FR-4.

Tolerancia a la pérdida de señal

A medida que los diseños de PCB se hacen más complejos, más pequeños y más rápidos, la necesidad de controlar la impedancia se hace cada vez más importante. El control de la impedancia del sustrato es esencial para permitir que las señales se desplacen eficazmente a través de la traza o el plano de referencia. Una impedancia de sustrato inadecuada puede hacer que las señales queden fuera de su rango especificado. Al incorporar un laminado Rogers de la serie 4000, los diseñadores pueden controlar la impedancia sin dejar de mejorar el diseño general. Esto es especialmente importante en aplicaciones digitales de alta velocidad.

PTFE

A la hora de implementar placas de circuito impreso de RF o microondas, la constante dieléctrica (Dk) del material de la placa de circuito es fundamental. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica, menor será la longitud de onda del circuito. Un material PTFE Rogers para placas de circuito impreso con una Dk elevada es una gran elección para las placas de circuito impreso de microondas.

Rogers RT/Duroid 5880

RT/Duroid 5880 es un material para PCB reforzado con microfibras de vidrio, con baja constante dieléctrica y bajas pérdidas. Este material es una buena elección para diseños de microondas o RF. Tiene baja densidad y es compatible con la soldadura a alta temperatura.

¿Cómo se montan las placas SMD de doble cara? Proceso completo y comparación

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¿Cómo se montan las placas SMD de doble cara? Proceso completo y comparación

En este artículo se comparan el coste y el proceso de montaje de las tarjetas SMD de doble cara y de una cara. También tratará las ventajas e inconvenientes de ambos tipos de placas. Además, le ayudará a comprender las diferencias entre la soldadura y la impresión de pasta de soldadura.

Tarjetas smd de una cara frente a las de doble cara

Las placas SMD de una cara y de doble cara son diferentes en muchos aspectos. Las placas de doble cara tienen más espacio y pueden llevar más componentes y conexiones. Son una gran elección para componentes electrónicos complicados. Las placas de doble cara suelen ser más caras y complejas de montar. Sin embargo, tienen algunas ventajas.

Las placas de circuito impreso de una cara tienen un proceso de fabricación más sencillo. No requieren el uso de un soldador ni muchas herramientas complicadas. Las placas de circuito impreso de una cara están disponibles en una amplia variedad de materiales y son menos caras en la mayoría de los casos. Estas placas también pueden ser más flexibles, lo que se traduce en menores costes de producción.

Las placas de doble cara tienen más superficie y suelen ser preferibles en circuitos complejos. Las placas de una cara se pueden fabricar tanto con componentes de agujero pasante como de montaje superficial. Sin embargo, en las placas de doble cara, los componentes se montan en la parte superior o inferior.

Las placas de doble cara ofrecen mayor flexibilidad para circuitos complejos, pero las de una sola cara son una buena opción cuando el espacio es un problema. Las placas de una cara pueden alojar circuitos más grandes que las de doble cara, pero una placa de una cara puede ser demasiado grande. Si necesita realizar un circuito complejo con muchas conexiones, es posible que tenga que instalar puentes de cables entre los componentes.

Las ventajas de las placas de doble cara son, entre otras, una mayor complejidad en el diseño de los circuitos y la rentabilidad. Las placas de doble cara también son más caras porque requieren más plantillas y equipos adicionales. Además, las placas de doble cara pueden tener unos gastos generales más elevados. Dependiendo del diseño de la placa, las PCB de doble cara pueden requerir un diseño de circuito más complejo y más agujeros.

Impresión de pasta de soldadura frente a soldadura

La impresión de pasta de soldadura es un proceso que aplica pasta de soldadura a placas desnudas y zonas donde se montan componentes. El proceso puede ser complejo y requiere un proceso detallado. Para garantizar la precisión, la pasta de soldadura se mide en 3D, lo que permite un menor margen de error. Una vez aplicada la pasta de soldadura a la placa desnuda, el siguiente paso es colocar los componentes de montaje superficial. Las máquinas son ideales para ello, ya que ofrecen un proceso preciso y sin errores.

La pasta de soldadura se presenta en diferentes tipos y calidades, y puede adquirirse en cantidades industriales en grandes plantas de montaje de PCB. También puede comprarse en pequeñas cantidades a vendedores de plantillas y proveedores de pasta de soldadura. Ambos tipos de pasta de soldadura requieren un almacenamiento adecuado y deben conservarse en recipientes herméticos. Dado que la pasta de soldadura tiene una gran superficie, la oxidación puede ser un grave problema.

Debido a la complejidad de los productos electrónicos, las placas PCBA son cada vez más pequeñas. Además, muchas PCBA contienen más de un tipo de componente. La mayoría de los PCBA contienen una combinación de componentes SMD y pasantes.

Demasiados componentes diferentes pueden afectar al proceso de soldadura.

La impresión de pasta de soldadura requiere un proceso de impresión preciso. La rasqueta utilizada para la impresión de pasta de soldadura debe ser de acero inoxidable y estar a 45-60 grados. El ángulo de la rasqueta determina la cantidad de pasta de soldadura que se aplica a la superficie. Además, la presión de la rasqueta también determina la forma del depósito de pasta. La velocidad de la tira de esténcil también afecta al volumen de pasta de soldadura que se imprime. Una velocidad demasiado alta podría provocar bordes altos alrededor de los depósitos.

Coste de montaje de una placa smd de doble cara

El montaje de una placa SMD de doble cara es más caro y complicado que el de las placas estándar de una sola cara. El coste exacto dependerá del montaje concreto. Las dos principales diferencias son el número de orificios pasantes y la colocación de los conductores. Si comparas las dos opciones, podrás hacerte una mejor idea de los costes.

El proceso de montaje de placas SMD de doble cara comienza con el procesamiento de la primera cara de la placa. A continuación, se suelda la segunda cara. Durante el proceso de soldadura por reflujo, habrá que tener en cuenta el peso de los componentes. Si los componentes son pesados, pueden fijarse con adhesivo antes de soldarlos.

El coste medio del montaje de placas de circuito impreso oscila entre tres o cuatro dólares y cientos de dólares. Sin embargo, el precio depende de la complejidad del diseño y de los gastos generales. Además, si la PCB requiere taladrado, el coste de fabricación y montaje será superior a la media.

El coste total del montaje de una placa SMD de doble cara depende de la complejidad del diseño y de los requisitos de rendimiento del producto. El montaje de placas de circuito impreso es un proceso muy complejo en el que intervienen tanto personal cualificado como maquinaria automatizada. Como el proceso implica muchas capas, el coste total aumenta con el número de componentes.

Diferentes tipos de procesos de soldadura de PCB

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Diferentes tipos de procesos de soldadura de PCB

Cuando se trata de soldar placas de circuito impreso, existen varias opciones. Está la soldadura por reflujo, la tecnología de montaje en superficie y la soldadura por ola. Infórmese sobre ellas. Cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. ¿Cuál es la mejor para su placa de circuito impreso?

Soldadura por ola

Los procesos de soldadura por ola se utilizan para soldar componentes electrónicos en placas de circuitos impresos. El proceso hace pasar la placa de circuito impreso por un baño de soldadura fundida, generando ondas estacionarias de soldadura que se utilizan para formar uniones eléctrica y mecánicamente fiables. Este proceso se utiliza sobre todo para el montaje de componentes con orificios pasantes, pero también puede emplearse para el montaje en superficie.

Al principio, la soldadura por ola se utilizaba para soldar agujeros pasantes. Este proceso permitió el desarrollo de PCB de doble cara y multicapa. Con el tiempo, dio lugar a ensamblajes de PCB híbridos que utilizaban tanto componentes con orificios pasantes como SMD. Hoy en día, algunas "placas" de circuitos están formadas por cintas flexibles.

En sus inicios, el proceso de soldadura por ola utilizaba fundentes con una alta concentración de colofonia. Normalmente, estos fundentes líquidos sólo se utilizaban para soldar por ola conjuntos sin SMD. Este método requería una costosa limpieza posterior a la soldadura.

Tecnología de montaje en superficie

La tecnología de montaje en superficie es una forma muy popular de fabricar placas de circuito impreso. Permite miniaturizar los componentes, que pueden montarse más juntos en una placa de circuito impreso. Esto permite que los circuitos integrados sean más pequeños y ofrezcan más funcionalidad. Sin embargo, requiere una mayor inversión de capital.

La tecnología de montaje superficial consiste en soldar componentes en la superficie de la placa de circuito impreso. Tiene ventajas sobre otros procesos de soldadura de PCB, como el montaje de agujeros pasantes y la soldadura por ola. En comparación con el montaje pasante, las placas de circuito impreso de montaje superficial pueden lograr una mayor densidad de empaquetado y fiabilidad. También pueden ser más resistentes a vibraciones e impactos. Se suelen utilizar en electrónica de consumo.

La tecnología de montaje superficial se introdujo por primera vez en los años 60 y se ha hecho muy popular en electrónica. Hoy en día, existe una amplia gama de componentes fabricados con tecnología de montaje superficial. Esto incluye una gran variedad de transistores y circuitos integrados analógicos y lógicos.

Soldadura selectiva

La soldadura selectiva de placas de circuito impreso es un proceso rentable que permite a los fabricantes vender sus productos con mayor rapidez y facilidad. Sus ventajas incluyen la capacidad de proteger los componentes sensibles del calor y reducir el tiempo de soldadura. Además, este proceso puede utilizarse para reparar o reelaborar placas una vez que han sido soldadas.

Existen dos métodos principales para la soldadura selectiva. Se trata de la soldadura por arrastre y la soldadura por inmersión. Cada uno de estos procesos tiene sus propias ventajas e inconvenientes. Por ello, es importante conocer cada uno de ellos antes de decidir cuál es el mejor para usted.

La soldadura selectiva tiene muchas ventajas y es el método preferido para muchos montajes de placas de circuito impreso. Elimina la necesidad de soldar manualmente todos los componentes de una placa de circuito impreso, lo que agiliza el montaje. Además, reduce el abuso térmico de la placa.

Tipos y funciones de las placas de circuito impreso

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Tipos y funciones de las placas de circuito impreso

PCB en la industria médica

El sector médico depende en gran medida de las placas de circuito impreso para diversos productos, como tensiómetros, bombas de infusión y pulsómetros. Estos dispositivos suministran cantidades precisas de líquido a los pacientes a través de minúsculos componentes electrónicos. A medida que mejore la tecnología, el sector médico seguirá encontrando nuevos usos para los PCB.

Circuitos impresos

Las placas de circuitos impresos son una parte vital de muchas industrias. Se utilizan en una gran variedad de productos, desde maquinaria de gran tamaño hasta dispositivos de consumo. He aquí algunos usos comunes de estas placas. En aplicaciones industriales, deben soportar altas potencias y temperaturas extremas. También pueden estar expuestas a productos químicos agresivos y a maquinaria que vibra. Por eso, muchas placas de circuito impreso industriales están fabricadas con metales más gruesos y termorresistentes.

Los usos de las placas de circuitos impresos son variados, desde alimentar un frigorífico hasta hacer posible la Internet de los objetos. Incluso dispositivos que antes no eran electrónicos utilizan ahora componentes electrónicos. Las placas de circuito impreso también se utilizan mucho en entornos industriales, donde alimentan gran parte de los equipos de centros de distribución e instalaciones de fabricación.

Impacto medioambiental

Los PCB son sustancias químicas plásticas muy utilizadas en la fabricación de muchos productos. Se produjeron por primera vez en 1929 y se utilizaron ampliamente en sellantes, tintas y aceites de corte. En 1966, se detectaron en los Grandes Lagos y provocaron la prohibición de su producción e importación en toda Norteamérica. Los niveles de PCB empezaron a disminuir hasta finales de la década de 1980, cuando empezaron a aumentar de nuevo.

Además de los compuestos químicos, los PCB también contienen análogos que causan alteraciones endocrinas y neurotoxicidad en los seres humanos. Estos análogos son bifenilos polibromados y comparten muchas de las mismas preocupaciones medioambientales. Tienen propiedades químicas similares y resisten la hidrólisis, los ácidos y los cambios de temperatura. Además, pueden generar dibenzodioxinas si se exponen a temperaturas y productos químicos elevados.

Placas de circuito impreso multicapa

Las placas de circuito impreso multicapa son un tipo muy popular de placa de circuito impreso y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. El diseño multicapa es ideal para componentes electrónicos que requieren flexibilidad, ligereza y durabilidad. Estas placas pueden cumplir las funciones de las placas de circuito impreso flexibles y rígidas, y se utilizan en casi todos los dispositivos electrónicos complejos modernos.

Los PCB también se utilizan habitualmente en la industria médica. Se utilizan en equipos de rayos X y TAC, así como en dispositivos para medir la presión sanguínea y el azúcar. Los PCB multicapa son especialmente útiles en estas aplicaciones porque pueden ser extremadamente pequeños sin dejar de ofrecer un potente rendimiento.

Efectos sobre la salud

Es poco probable que niveles bajos de exposición a los PCB tengan efectos negativos sobre la salud. Sin embargo, las grandes exposiciones pueden dar lugar a un mayor riesgo de efectos adversos para la salud. Los aborígenes, los cazadores y pescadores, y las familias están especialmente expuestos. Afortunadamente, hay varias formas de reducir la exposición a los PCB. Por ejemplo, consumiendo alimentos sin PCB, lavándose las manos con frecuencia y evitando el agua y el pescado contaminados.

Los estudios han demostrado que los PCB pueden causar efectos adversos para la salud de los seres humanos y los animales. Se han clasificado como probable carcinógeno y pueden afectar al desarrollo cerebral y a la función neurológica. La exposición a los PCB también puede provocar problemas de memoria a corto plazo y disminución del cociente intelectual.

Cómo tratar la toma de tierra en el diseño de alta frecuencia

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Cómo tratar la toma de tierra en el diseño de alta frecuencia

Los diseños de alta frecuencia deben abordar la cuestión de la conexión a tierra. Hay varias cuestiones que deben abordarse cuando se trata de la conexión a tierra. Por ejemplo, la impedancia de los conductores de puesta a tierra y de las conexiones a tierra, la vía de CC que domina las señales de baja frecuencia y la puesta a tierra en un solo punto.

Impedancia de los conductores de puesta a tierra

El electrodo de puesta a tierra de un sistema eléctrico conectado a tierra típico está en paralelo con las varillas de tierra situadas en el lado de la línea del servicio, los transformadores y los postes. La varilla sometida a prueba se conecta al electrodo de puesta a tierra. La resistencia equivalente de las varillas de tierra del lado de la línea es despreciable.

Un método de puesta a tierra de un solo punto es aceptable para frecuencias por debajo de un MHz, pero es menos deseable para altas frecuencias. Una toma de tierra de un solo punto aumentará la impedancia de tierra debido a la inductancia del cable y a la capacitancia de la pista, mientras que la capacitancia parásita creará caminos de retorno a tierra no deseados. Para circuitos de alta frecuencia, es necesaria una toma de tierra multipunto. Sin embargo, este método crea bucles de tierra susceptibles a la inducción de campos magnéticos. Por lo tanto, es importante evitar el uso de bucles de tierra híbridos, especialmente si el circuito contendrá componentes sensibles.

El ruido de tierra puede ser un problema importante en los circuitos de alta frecuencia, especialmente cuando los circuitos extraen grandes corrientes variables de la alimentación. Esta corriente fluye en el retorno común a tierra y provoca tensión de error, o DV. Ésta varía con la frecuencia del circuito.

Impedancia de los conductores de enlace

Lo ideal es que la resistencia de los conductores de enlace sea inferior a un mili-ohmio. Sin embargo, a frecuencias más altas, el comportamiento de un conductor de enlace es más complejo. Puede presentar efectos parásitos y capacitancia residual en paralelo. En este caso, el conductor de enlace se convierte en un circuito resonante paralelo. También puede presentar una resistencia elevada debido al efecto piel, que es el flujo de corriente a través de la superficie exterior del conductor.

Un ejemplo típico de acoplamiento de interferencia conducida es un circuito de motor o conmutación alimentado a un microprocesador con retorno a tierra. En esta situación, la impedancia del conductor de puesta a tierra es superior a su frecuencia de funcionamiento, y es probable que provoque la resonancia del circuito. Por ello, los conductores de puesta a tierra suelen estar unidos en varios puntos, con diferentes longitudes de unión.

Vía de CC dominante para señales de baja frecuencia

En general, se asume que el dominio de la vía de CC para señales de baja frecuencia es más fácil de implementar que los circuitos de alta frecuencia. Sin embargo, este método tiene varias limitaciones, especialmente en implementaciones integradas. Entre estas limitaciones se encuentran el ruido de parpadeo, las desviaciones de corriente continua y las constantes de tiempo grandes. Además, estos diseños suelen utilizar grandes resistencias y condensadores, que pueden producir un gran ruido térmico.

En general, la corriente de retorno de las señales de alta frecuencia seguirá el camino de menor área de bucle y menor inductancia. Esto significa que la mayor parte de la corriente de señal retorna en el plano a través de un estrecho camino directamente por debajo de la traza de señal.

Conexión a tierra de un solo punto

La puesta a tierra en un solo punto es un elemento esencial para proteger los emplazamientos de comunicaciones contra los rayos. Además de una conexión eficaz, esta técnica ofrece protección estructural contra el rayo. Se ha probado ampliamente en zonas propensas a los rayos y ha demostrado ser un método eficaz. Sin embargo, la puesta a tierra en un solo punto no es la única consideración.

Si la diferencia de nivel de potencia entre los circuitos es grande, puede no ser práctico utilizar la conexión a tierra de un solo punto en serie. La gran corriente de retorno resultante puede interferir con los circuitos de baja potencia. Si la diferencia de nivel de potencia es baja, puede utilizarse un esquema de puesta a tierra de un solo punto en paralelo. Sin embargo, este método tiene muchas desventajas. Además de ser ineficaz, la puesta a tierra de un solo punto requiere una mayor cantidad de puesta a tierra, y también aumenta la impedancia de tierra.

Los sistemas de puesta a tierra de un solo punto suelen utilizarse en diseños de baja frecuencia. Sin embargo, si los circuitos funcionan a altas frecuencias, un sistema de puesta a tierra multipunto puede ser una buena elección. El plano de tierra de un circuito de alta frecuencia debe ser compartido por dos o más circuitos. Esto reducirá las posibilidades de que se formen bucles magnéticos.

Interferencias eléctricas

Las interferencias de potencia pueden degradar el rendimiento de un circuito e incluso causar graves problemas de integridad de la señal. De ahí que sea imperativo hacer frente a las interferencias de potencia en el diseño de alta frecuencia. Afortunadamente, existen métodos para hacer frente a estos problemas. Los siguientes consejos le ayudarán a reducir la cantidad de interferencias de potencia en sus diseños de alta frecuencia.

En primer lugar, hay que entender cómo se producen las interferencias electromagnéticas. Existen dos tipos principales de interferencias: continuas e impulsivas. Las interferencias continuas proceden de fuentes naturales y artificiales. Ambos tipos de interferencias se caracterizan por un mecanismo de acoplamiento y una respuesta. Las interferencias impulsivas, en cambio, se producen de forma intermitente y en poco tiempo.

Análisis de fallos de defectos de soldadura en placas de circuito impreso estañadas por inmersión

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Análisis de fallos de defectos de soldadura en placas de circuito impreso estañadas por inmersión

Los defectos de soldadura son una causa común de fallo de las placas de circuito impreso. Existen varios tipos de defectos que pueden provocar fallos en las placas de circuito impreso. El siguiente artículo analiza tres tipos de defectos: Humectación, agrietamiento del barril de metalizado a través del orificio y fundentes líquidos.

Defectos de humectación

La exposición a factores ambientales durante el proceso de fabricación puede afectar a la capacidad de humectación de los pads de pcb de estaño por inmersión. Esto puede reducir el rendimiento del montaje y la fiabilidad de segundo nivel. Por lo tanto, es importante evitar o corregir los defectos de humectación. Esta investigación exploró los efectos de diferentes condiciones de temperatura en la capacidad de humectación de estos pads.

Las almohadillas de estaño por inmersión presentan diversos defectos que pueden hacer fracasar el proceso de montaje. A diferencia de la humectación, que es un defecto en el que no se forma la junta de soldadura, los defectos de humectación se producen cuando la soldadura fundida no se adhiere a la superficie humectable de las almohadillas o componentes de la placa de circuito impreso. Esto puede dar lugar a agujeros o huecos en las juntas de soldadura.

Los defectos no humectantes también pueden causar graves problemas estructurales. Además, pueden provocar una conductividad eléctrica deficiente, componentes sueltos y un rendimiento deficiente de los pads de PCB.

Agrietamiento de la chapa a través del barril

En este estudio se evaluó la fiabilidad de los pads de pcb estañados por inmersión mediante un análisis de fallos por defectos de soldadura. Para ello, estudiamos el comportamiento de los intermetálicos en el interior de las juntas de soldadura mediante SEM. Comparamos los resultados de los ensamblajes envejecidos y no envejecidos para comprender cómo afectan los intermetálicos a la fiabilidad de la unión.

Los resultados de la investigación muestran que el recubrimiento de níquel químico de las pastillas de PCB estañadas por inmersión se caracteriza por la presencia de grietas y fisuras profundas. Estos límites abiertos se atribuyen al entorno corrosivo generado durante el niquelado ENIG. Este problema puede resolverse introduciendo un controlador de níquel en el proceso de niquelado. Esta contramedida ayuda a mantener una buena humectabilidad en el pad y a evitar la oxidación.

Fundentes líquidos

Este análisis de los defectos de soldadura también incluye el análisis del fundente utilizado en el proceso. El uso de diferentes fundentes líquidos en el proceso de reflujo puede dar lugar a resultados diferentes. Un método utilizado para analizar los efectos del fundente en los defectos de soldadura en las almohadillas de PCB de estaño por inmersión consiste en montar los conjuntos flip-chip con chips de lectura en la parte inferior.