Del diseño a la fabricación de una PCB

Para la fabricación de tarjetas electrónicas, se sigue una serie de pasos que determinarán la calidad del trabajo final. La habilidad y la experiencia necesaria para cada herramienta de diseño software y hardware juegan un papel importante en el funcionamiento y diseño de nuestro producto final.

Demos un vistazo a todos los pasos necesarios para realizar un circuito impreso.

Paso 1: Definir las funcionalidad de la placa electrónica

Debemos tener en cuenta que, para realizar una PCB, es imprescindible tener claro el objetivo o función que va a desempeñar la placa electrónica. Es decir, nos preguntaremos qué queremos lograr con nuestro proyecto, qué problema vamos a solucionar.

Paso 2: Diseño del esquemático

Ya una vez tenemos claro todos las funcionalidades que va desempeñar la PCB, debemos realizar un esquemático, que son los planos de nuestro proyecto, es donde seleccionaremos nuestros componentes y cómo se relacionan entre ellos. Es un plano abstracto que recoge toda la información eléctrica de nuestra futura tarjeta electrónica.

El esquemático se realiza en programas informáticos especializados en diseño y simulación electrónica. A pesar de existir numerosos programas de diseño hardware el más utilizado, sin duda, es Altium Design.

Te dejamos una lista de los programas más usados para realizar esquemáticos:

• Altium
• EasyEda
• Proteus
• Autodesk Eagle

Paso 3: Simulación + Prototipado

Una vez contamos con nuestro esquemático, es importante hacer uno o varios prototipos. A pesar de que el circuito haya sido simulado en algún programa SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), es importante verificar el comportamiento de nuestro proyecto en el entorno de trabajo real, y realizar posibles ajustes.

Pleeda te asesora en tu proyecto, y es uno de los puntos que nos diferencia. Nos adentramos en tu proyecto a tal punto que la calidad y diseño hablen por sí mismos.

Paso 4: Diseño del layout

Ya una vez tenemos nuestro esquemático final (después de los ajustes necesarios tras validar el prototipo), debemos realizar el layout de nuestra PCB. El layout es el diseño físico de la tarjeta electrónica, es decir, posicionaremos cada uno de los componentes dentro de la placa. Para eso en el programa que estemos usando debemos pasar nuestro esquemático al diseño de circuito impreso. Dependiendo de la complejidad de nuestro circuito, nosotros tendremos que manipular ciertas características:

• Tamaño de la PCB (no es muy práctico crear circuitos demasiado grandes ni muy pequeños).
• Elegir un correcto stack-up. Si nuestra tarjeta electrónica es compleja (si trabaja a altas velocidades, si esperamos ruido debido a EMC, si el tamaño de la PCB es un limitante...) deberemos diseñar unas capas intermedias dentro de la propia placa, llamado stack-up.
• Tamaño y forma de las pistas. En las PCBs normalmente no se utilizan cables de conexión, sino que se realizan pistas en el diseño por donde pasa la corriente. El ancho de estas pistas dependerá del amperaje máximo esperado más un coeficiente de seguridad.
• Separar correctamente zonas críticas dentro de la PCB para evitar acoplamiento debido a ruido electromagnético generado por la propia tarjeta electrónica o por otros sistemas electrónicos ajenos a nuestra placa.

Paso 5: Fabricación y ensamblaje de las PCBs

El archivo GERBER es el que se utilizará para fabricar la PCB. Este archivo contiene todos los datos necesarios para poder fabricar la placa correctamente (posición y diámetro de cada vía, coordenada de todas las pistas de la PCB, perímetro exterior, serigrafía...)

Finalmente, una vez tenemos las PCBs fabricadas, se tienen que soldar todos los componentes sobre las placas vírgenes. Dependiendo de la cantidad de la producción, convendrá que este paso lo haga una máquina encargada del ensamblaje o un humano. Para pequeñas series, una soldadura manual realizada por un técnico de laboratorio será más económica pero cuando hablamos de cantidades grandes, la opción de ensamblaje automático se vuelve más rentable.

Paso 6: Validación

Por último, llega uno de los pasos más importantes: la validación de todas las PCBs. De nada sirve todo el trabajo anterior si no se comprueba el correcto funcionamiento de las PCBs. Todas las placas electrónicas se someten a un riguroso test de funcionamiento. Sin embargo, unas cuantas tarjetas son seleccionadas para realizar un test destructivo: se realizan pruebas de fatiga eléctrica y mecánica, se somete a temperaturas extremas... con el objetivo de comprobar que la placa funcionará incluso en situaciones extremas.

Conclusión

Pleeda, como empresa de diseño y fabricación de PCB, te ahorra todos los pasos que vimos anteriormente. Simplemente con saber tu propósito, realizamos todo el diseño de tu proyecto, para que no te tengas que preocupar por nada.

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