Definiciones básicas: construyendo desde los cimientos (Parte II)

...Continuamos en esta entrega la aportación del mes pasado.

Serigrafía

Mediante tinta, literalmente se imprime (con técnicas serigráficas) sobre la superficie del PCB un patrón que marca, como norma general, la posición de cada componente, incluyendo su orientación (pin número 1), si fuera necesario, así como su designador. De igual modo, cualquier otro logotipo, texto o similar puede ser impreso sobre la tarjeta. Evidentemente, no aporta ninguna funcionalidad eléctrica.

Los términos en inglés serían Silkscreen o Overlay.

Máscara anti soldadura

Se trata de un material resistente al calor con el que se recubren ciertas áreas del PCB. Por sus propiedades, impide que el estaño (o material de soldadura en general) se deposite sobre dichas áreas. Evita, por tanto, la aparición de cortocircuitos entre pads próximos durante el proceso de soldadura. Además, es el material que da al PCB ese color verde tan característico (aunque otros colores son perfectamente posibles).

Máscara de pasta

Define los lugares de la tarjeta donde se ha de depositar pasta de soldadura para que cada pata del componente resulte soldada. Este proceso ocurre generalmente a través de un horno de reflujo, donde la tarjeta se somete a temperaturas elevadas que hacen fundir a la pasta de soldadura.

La máscara de pasta coincide, como norma, con los pads superficiales del componente.

Courtyard

Se define como el área entorno al componente sobre la cual no se debe colocar ningún otro componente. Se incluye para facilitar el proceso de montaje con máquinas de pick & place y para evitar crear zonas de sombra térmica durante el proceso de reflujo.

Es información únicamente válida para el diseñador de PCB y no aparece físicamente sobre la tarjeta impresa.

Contorno

Indica el área que ocupa un componente sobre una tarjeta. No se imprime sobre el PCB (al contrario que la serigrafía). Se trata sólo de información para el montador: una indicación de dónde y cómo tiene que colocar el componente.

Pista

Cada una de las conexiones físicas de cobre (o cualquier otro conductor) entre uno o varios pads. Es la estructura por la que circula la corriente eléctrica desde la fuente o emisor al sumidero o receptor.

 

Múltiples pistas en varias capas

Plano o Polígono

Cuando dotamos a una pista de suficiente anchura (es decir, más superficie de cobre), la estamos convirtiendo en un plano o polígono. A nivel de fabricación, ambos términos son sinónimos, si bien es cierto que hay un ligero matiz que los diferencia en cuanto a diseño y que aclararé en futuros artículos. Este tipo de estructura es óptimo para la distribución de potencia en el PCB, dado que puede transportar mayores corrientes con menor penalización por incremento térmico o degradación de la señal.

Del mismo modo, es el elemento óptimo para que la corriente de retorno fluya de vuelta al emisor desde el transmisor. No olvidemos que para transmitir una señal son necesarios dos estructuras: una para la corriente directa y otra para el retorno.

 

Tres polígonos interconectados

Corona (Annular Ring)

Se define como la porción de material conductivo que rodea a un orificio metalizado.

Es un parámetro de diseño que viene limitado por las capacidades de nuestro proveedor de PCBs.

Su uso es necesario para compensar posibles desalineamientos entre capas durante el proceso de fabricación.

La corona mínima se define mediante una regla de diseño

Antipad

Espacio libre de cobre alrededor de un orificio metalizado que se deja para evitar la conexión eléctrica de dicho orificio a un plano circundante.

 

Fuente: www.polarinstruments.com

Alivio térmico

Cuando un orificio metalizado se conecta a una superficie grande de conductor, se conecta mediante un patrón especial que facilita la soldadura. Recordemos que para producir puntos de soldadura de calidad, se requiere que tanto el pad como la pata del componente alcancen temperaturas altas. El alivio térmico permite alcanzar dichas temperaturas en menor tiempo, gracias al espacio libre de cobre alrededor del orificio.

 

El alivio térmico se define mediante una regla de diseño en Altium Designer

Vía

Cada uno de los orificios metalizados que sirven para interconectar entre sí las diferentes capas que componen un PCB. Se diferencia de un pad through hole (orificio metalizado) en que éste sirve para montar la pata de un componente, mientras que sobre la vía no se suelda ningún elemento.

Existen varios tipos de estructuras de vías. Es un elemento de vital importancia que merece un artículo aparte.

 

La geometría de la vía se define en las reglas de diseño de Altium Designer

Acabado de superficie

El cobre (material conductor más ampliamente usado en el PCB) se oxida fácilmente al contacto con el aire. Los pads con óxido no ofrecen ni una conductividad ni una solderabilidad adecuadas. Razón por la cual se necesita añadir mediante procesos químicos otra capa que recubra el cobre, evitando su oxidación. Hay diversos tipos de acabados que veremos en futuros artículos.

Apilado - stackup

Se refiere a la selección de materiales dieléctricos y conductores que se apilan o laminan para formar una tarjeta de circuito impreso multicapa.

La elección de dichos materiales, su grosor, sus propiedades, etc. es uno de los factores más determinantes en el rendimiento de un PCB. Es un capítulo aparte que será tratado en futuros artículos.

 

El apilado juega un papel vital

Referencias

Se recomienda encarecidamente consultar el documento IPC-T-50M: Terms and Definitions for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits, donde todas estas definiciones vienen incluidas, además de muchas otras.

About the Author

Alfonso Blanco Fontao


Alfonso Blanco es Ingeniero Electrónico especializado en diseño de hardware y de PCBs.

Tras múltiples años de experiencia en la industria de la electrónica, Alfonso ejerce actualmente como especialista de diseño de PCBs en el Instituto Politécnico Federal de Zúrich donde, además, imparte una asignatura de iniciación al mundo del circuito impreso.

Alfonso posee la certificación CID+ otorgada por IPC.

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