Diseño de circuitos impresos (PCBs)

JUSTIFICACIÓN

Existe un interés creciente por el desarrollo de sistemas electrónicos orientados a controlar “cualquier cosa”. En un escenario donde todos los aparatos electrónicos se tienden a conectar a internet, el uso de sensores en combinación con circuitos electrónicos posibilita el control de cualquier dispositivo. Para ello, el desarrollo de placas de circuito impreso (PCB) se hace imprescindible para abordar un proyecto de electrónica.

OBJETIVOS

El objetivo principal del curso consiste en capacitar al usuario para el desarrollo de circuitos electrónicos (PCBs - Printed Board Circuit) por ordenador. Se darán a conocer los procesos de diseño y fabricación de PCBs. Se abordarán los procedimientos de diseño y realización de esquemático y de layout de los circuitos impresos. Gestión de librerías y componentes y por último se analizará toda la documentación relativa para la fabricación de un producto electrónico.

Temario

1. INTRODUCCIÓN

• 1.1 Objetivos y justificación del curso
• 1.2 Descripción de la metodología de trabajo
• 1.3 Recomendaciones para facilitar la fabricabilidad

 2. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS

• 2.1 Tecnología de los circuitos electrónicos
  • 2.1.1 Circuitos impresos
  • 2.1.2 Circuitos integrados
• 2.2 Diseño de circuitos electrónicos
  • 2.2.1 Diseño electrónico asistido por ordenador

3 DISEÑO Y CAPTURA DE ESQUEMAS ELECTRÓNICOS

• 3.1 Diagramas de bloques
• 3.2 Esquemas electrónicos
  • 3.2.1 Captura de esquemas electrónicos
• 3.3 Componentes y librerías de componentes
• 3.4 Reglas básicas en la representación de esquemas electrónicos
• 3.5 Generación de esquemas

4 COMPONENTES DE UNA PCB

• 4.1 Encapsulados de componentes para un circuito impreso
  • 4.1.1 Criterios de selección de encapsulados
• 4.2 Encapsulados de inserción
  • 4.2.1 Componentes con encapsulado axial
  • 4.2.2 Componentes con encapsulado radial
  • 4.2.3 Encapsulados SIL o SIP
  • 4.2.4 Encapsulados DIL o DIP
  • 4.2.5 Encapsulados PGA
• 4.3 Encapsulados de montaje superficial
  • 4.3.1 Ventajas e inconvenientes de la tecnología de montaje superficial
  • 4.3.2 Componentes con encapsulados Flat Chip y MELF
  • 4.3.3 Encapsulados para componentes discretos de tres o más terminales
  • 4.3.4 Encapsulados para circuitos integrados
• 4.4 Zócalos para circuitos impresos
• 4.5 Conectores para circuitos impresos
• 4.6 Otros elementos auxiliares para circuitos impresos

5 PREPARACIÓN PARA EL DISEÑO DE LA PCB

• 5.1 Del circuito esquemático al circuito impreso
  • 5.1.1 Datos del esquema y procesos de compilación
  • 5.1.2 Información de partida para el diseño de la PCB
• 5.2 Factores que afectan al diseño de las PCBs
  • 5.2.1 Factores mecánicos
  • 5.2.2 Factores térmicos
  • 5.2.3 Factores ambientales
• 5.3 Fabricación de las PCBs
  • 5.3.1 Composición de capas de una PCB
  • 5.3.2 Proceso de grabado, Fotolitografía y grabado químico, Fresado
  • 5.3.3 Alineación, ensamblado, metalización de vías y finalización de la PCB
  • 5.3.4 Función del editor de PCB en el proceso de diseño de PCBs

6 DEFINICIONES Y CONFORMADO DE LA PCB

• 6.1 Definición de rejilla6.2 Definición de las plantillas de encapsulados
  • 6.2.1 Plantillas para encapsulados de inserción
  • 6.2.2 Plantillas para componentes SMD
• 6.3 Definición de los PADs
  • 6.3.1 Las tolerancias de fabricación y las formas de los pads
  • 6.3.2 Tamaño de los pads
  • 6.3.3 Conexionado de pads y pistas
• 6.4 Definición de las vías
• 6.5 Definición de taladros6.6 Definición de pistas
  • 6.6.1 Sección de las pistas conductoras
  • 6.6.2 Separación entre conductores
  • 6.6.3 Forma de las pistas
• 6.7 Recomendaciones para una buena distribución de componentes
  • 6.7.1 Consideraciones eléctricas en el emplazamiento de componentes
  • 6.7.2 Recomendaciones para facilitar la fabricabilidad

7 DISEÑO ELÉCTRICO DE LA PCB

• 7.1 Caracterización eléctrica de la PCB
• 7.2 Elementos parásitos en la PCB
  • 7.2.1 Fenómenos resistivos
  • 7.2.2 Fenómenos inductivos
  • 7.2.3 Fenómenos capacitivos
  • 7.2.4 Líneas de transmisión y el control de la impedancia
  • 7.2.5 Diseño contra las reflexiones en las pistas de señal
  • 7.2.6 Diseño contra la diafonía entre señales
• 7.3 Planos de alimentación y de masa
  • 7.3.1 Señal de tierra y señal de retorno
  • 7.3.2 Planos de tierra (retorno)
  • 7.3.3 Ground bounce y rail collapse
  • 7.3.4 División de los planos de alimentación y masa
  • 7.3.5 Recomendaciones de diseño para tener un buen sistema de alimentación

8 POSTPROCESO , ENLACE CON FABRICACIÓN Y ENSAMBLADO DE LA PCB

• 8.1 Verificación del diseño
• 8.2 Enlace con la fabricación
• 8.3 Ensamblado de componentes en la PCB
  • 8.3.1 Montaje de los componentes en la PCB
    • 8.3.1.1 Montaje automatizado de componentes
    • 8.3.1.1.1 Componentes de inserción
    • 8.3.1.1.2 Componentes de montaje superficial
  • 8.3.2 Soldadura de componentes en la PCB
    • 8.3.2.1 Soldadura por ola
    • 8.3.2.2 Soldadura por refusión
• 8.4 Panelización
• 8.5 Acabados superficiales
• 8.6 Controles de calidad tras el ensamblado de la PCB