¿Qué es una placa de circuito impreso y para qué se utiliza?
La placa de circuito impreso o PCB en corto se puede utilizar para muchas aplicaciones, la mayoría de las veces hay diferentes tipos de diseño de PCB que son ofrecidos a los clientes por ingenieros o compañías de terceros que se especializan en diseños de PCB, los diseños pueden tener diferentes requisitos, diferentes aplicaciones como PCB de electrónica de consumo, PCB industrial y otros ... Si bien todos nos preguntamos para qué se utilizan las PCB, en este artículo discutiremos y explicaremos diferentes ejemplos de PCB y los tipos de PCB: para qué se utilizan las PCB, tipos de diseños de PCB y la función de las placas de circuito impreso en computadoras, microprocesadores y diseños orientados a microcontroladores.
Aplicaciones e industrias de PCB
Cuando se produce una PCB, esta tiene un uso muy específico, que puede abarcar desde la electrónica de consumo hasta la industria, la aeroespacial, la médica, la de videojuegos y juguetes, la automotriz y muchas más. Al enviar una PCB para su fabricación, ya sabemos qué hace, cómo se usará, con qué propósito y a qué industria pertenece. Cada industria puede tener diferentes especificaciones y requisitos, como temperatura, humedad, vida útil, etc., lo que requiere un diseño a medida para cada aplicación.
1. PCB de electrónica de consumo
La electrónica de consumo se refiere principalmente a productos que nosotros, los consumidores típicos, usamos en la vida diaria. Puede ser una bombilla, una pantalla LCD, un purificador de aire, una computadora portátil y otros... aunque no podemos verlo claramente debido al factor de forma del producto de consumo, cada producto contiene dentro de sí mismo una PCB, esas placas electrónicas aseguran la función de la aplicación y su larga vida útil. Las PCB de las computadoras portátiles y de escritorio generalmente se usan para procesar y realizar múltiples tareas, dichas PCB vendrán con componentes adicionales como GPU, CPU, memoria, HDD y más, todos esos son componentes electrónicos que se montan o conectan directamente a la placa PCB, una PCB en una computadora portátil/PC de consumo se conoce como "placa base", por lo que, aunque el nombre es diferente, la placa base también es uno de los muchos tipos de PCB o PCB ensamblada (PCBA).
Las aplicaciones de consumo generalmente no requieren que el cliente final sepa cómo usar una placa de circuito impreso (PCB) ni para qué se utilizan, ya que la placa se entrega con un diseño de producto terminado, adecuado y funcional según las necesidades del cliente. Estas PCB electrónicas no suelen tener restricciones ni requisitos elevados, como altas temperaturas, humedad o condiciones ambientales adversas. El precio es un factor fundamental para que el mayor número posible de consumidores pueda acceder a la PCB. Algunos ejemplos de PCB para aplicaciones de consumo que quizás haya visto incluyen:
A. Electrodomésticos, bombillas e interruptores inteligentes
B. Dispositivos de medición de escala
C. Computadoras personales, portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes
D. Microondas, hornos, refrigeradores y otros electrodomésticos de cocina.
E. Relojes inteligentes y wearables
F. TV, LCD y otro tipo de monitores.
2. Industria, agricultura e IoT
No todos los PCB nacen iguales, mientras que la electrónica de consumo y los PCB cuestan menos de producir y requieren pruebas mínimas como temperatura, radiación, humedad, etc. Las aplicaciones industriales, agrícolas y de IoT, en general, requieren una serie de pruebas para garantizar una confiabilidad y funcionalidad constantes durante un largo período de tiempo.
En el sector de la fabricación inteligente, el IoT y las aplicaciones industriales se utilizan a menudo para aumentar la productividad del proceso de fabricación. PCBasic incorpora 15 años de experiencia y diferentes tipos de hardware para que el proceso sea sencillo, rápido y económico. Un ejemplo sería un módulo informático con cámara de IA, capaz de identificar tipos de PCB mediante imágenes y, de esta manera, detectar defectos en la PCBA. Producción SMT con el fin de enviar una alerta y corregir dichos fallos antes de entregar el producto final a los clientes.
En aplicaciones agrícolas, por ejemplo, algunas placas electrónicas de PCB se colocarán en exteriores durante años. En estos casos, los componentes y los materiales de las placas deben seleccionarse cuidadosamente para minimizar la tasa de fallos durante la vida útil del producto. Las placas electrónicas industriales suelen ser más caras, pero a la vez más fiables y aptas para trabajar en condiciones adversas, tanto en interiores como en exteriores. Las capas y el grosor de las placas electrónicas están diseñados para garantizar una señal nítida en condiciones de alta tensión y corriente. Algunas aplicaciones agrícolas y del IoT incluyen:
A. Sistema de monitorización de jardines inteligentes
B. Estación de monitoreo meteorológico
C. Monitoreo y control de invernaderos
D. Recogida inteligente de residuos y basura, y mucho más.
3. Redes y telecomunicaciones
Popular Aplicación de PCB Las redes y telecomunicaciones se pueden utilizar tanto en el ámbito doméstico como en el industrial. Por ejemplo, los consumidores suelen utilizar routers, módems, repetidores o puntos de acceso para acceder a internet a través del proveedor de servicios de internet (ISP), mientras que para el uso industrial se utilizan servidores, unidades NAS (almacenamiento conectado a red) y otros tipos de equipos industriales. Todos los ejemplos anteriores implementan PCB a medida para un propósito y una aplicación muy específicos. Los sistemas de PCB vienen en tamaños pequeños para consumidores y en paquetes grandes y voluminosos, que suelen encontrarse en dispositivos de telecomunicaciones para uso industrial. Algunos sistemas de PCB pueden ser más complejos y requerir múltiples PCB apiladas o conectadas entre sí de una forma u otra. Algunos componentes electrónicos de PCB para redes y comunicaciones incluyen:
A. Enrutadores y conmutadores de red
B. Puntos de acceso, módems y repetidores
C. Dispositivos de almacenamiento conectados a la red
D. Servidores y estaciones proveedoras de servicios de Internet
4 Industrias médicas
Si tuvo la mala suerte de visitar un hospital o a un médico en ciertas circunstancias, es posible que se haya encontrado con diferentes tipos de dispositivos, computadoras y monitores que los hospitales y los médicos utilizan para realizar su trabajo. Todos estos dispositivos incorporan placas electrónicas impresas dentro de PCB (placas de circuito impreso). La PCB electrónica permite que los dispositivos médicos salven vidas diarias, monitoricen a los pacientes las 24 horas del día, los 7 días de la semana y, como puede imaginar, un solo fallo de diseño puede costar la vida a muchas personas. Por ello, las industrias y aplicaciones médicas tienen estrictos requisitos de diseño de PCB, y cada diseño, al salir al mercado, requiere decenas de pruebas para garantizar que cumpla con su función.
Algunos ejemplos de dispositivos electrónicos de PCB utilizados en las industrias médicas:
A. Marcapasos cardiovasculares.
B. Resonancias magnéticas y tomografías computarizadas.
C. Equipos de soporte y monitorización cardiaca.
D. AKG y maquinaria de rayos X. Soporte vital.
E. Desfibriladores y otros equipos esenciales para la vida.
5. Aplicaciones militares
Una industria menos popular para el consumidor promedio, pero que no se puede ignorar, es la industria militar. A menudo, cuando queremos destacar la excelencia del diseño de una PCB o su durabilidad, larga duración y alta calidad, lo llamamos diseño de "grado militar", para enfatizar la excelencia del diseño y la producción de la placa eléctrica. Las PCB electrónicas en dispositivos y aplicaciones militares son sin duda algo que esperamos con ansias. El chipset utilizado suele ser confidencial y la capacidad de obtener los componentes se puede otorgar a empresas y fabricantes autorizados para un propósito y una ruta de distribución muy específicos. Las PCB electrónicas en aplicaciones militares son duraderas y están diseñadas para soportar condiciones adversas, como la presión atmosférica y los cambios bruscos de temperatura.
Algunas de las aplicaciones que utilizarán los militares al producir placas electrónicas PCB serían:
A. Vehículos no tripulados.
B. Sistemas de navegación robóticos y de defensa.
C. Sistemas de comunicación y control.
D. Morteros y artillería.
E. Equipos relacionados con la seguridad y el cifrado.
6 Industrias automotrices
La industria automotriz ha estado cambiando y desarrollándose en las últimas décadas. Antes, conducíamos autos sencillos cuando los dispositivos de radio se consideraban lujo. Hoy en día, la mayoría de los autos funcionan con computadoras ultrainteligentes y algunos, como los de Tesla, son totalmente eléctricos. Con el tiempo, vemos que las aplicaciones automotrices se vuelven más populares e inteligentes con tecnologías como Lidar, 5G, IA y más, incorporadas en cada parte del auto que conducimos. Hoy en día, algunos autos incluso tienen un modo de piloto automático incorporado que permite a los conductores relajarse mientras el cuidador conduce por ellos, todo esto impulsado por, lo adivinaste, una placa eléctrica PCB. Estas PCB están diseñadas para uso industrial para garantizar la seguridad como primera prioridad. Una sola falla en el sistema informático del automóvil puede causar un desastre catastrófico. Al fabricar PCB de alta calidad con componentes confiables, podemos garantizar un viaje seguro de regreso a casa.
Las aplicaciones de PCB electrónicas para la industria automotriz incluyen:
A. Sistemas relacionados con la transmisión del motor
B. Control inteligente del clima con temperatura y humedad
C. Pantallas, altavoces y sistemas de audio
D. Antirrobo y alerta
E. Mecanismo de control de seguridad del airbag
F. Encendido y arranque del vehículo
G. Sistemas de alerta de detección de obstáculos y más
7. Aeroespacial y exploración espacial
Por último, pero no menos importante, la industria que vamos a discutir hoy es la industria aeroespacial. Puede que no estemos familiarizados con ese nombre o sus aplicaciones, pero la industria aeroespacial y de exploración espacial nos sirve todos los días, de hecho, todos los teléfonos celulares y aplicaciones que hemos discutido anteriormente no serían posibles sin los satélites que pertenecen a la industria aeroespacial.
Las PCB y los componentes electrónicos en la industria aeroespacial y particularmente en los satélites que nos sirven diariamente pertenecen a aplicaciones de grado militar e industrial como aquellas PCB ubicadas en el espacio donde la radiación y la temperatura alcanzan niveles diferentes a los que conocemos y estamos acostumbrados aquí en la Tierra.
Otras aplicaciones también se relacionan con aviones y aeronaves, sistemas de navegación, GPS y el control del piloto automático que nos sirve cuando necesitamos viajar de un lugar a otro a alta velocidad. ¿Sabías que los aviones Boeing 737 están compuestos por alrededor de 367,000 componentes electrónicos? Parece increíble, pero todas las aplicaciones, como sabemos, requieren electrónica de PCB, lo que indica la importancia del proceso de PCB y... Fabricación de PCBA Es para todas y cada una de las industrias.
Algunas de las aplicaciones que se utilizan en la industria aeroespacial son:
A. Monitoreo de la radiación
B. Gestión térmica y monitorización del proceso de materiales
C. Controladores de vuelo y sistemas de piloto automático
D. GPS y, Nano SATs y sistemas de satélites
E. Monitoreo de sensores de señal
F. Redes eléctricas, sistemas de comunicación por radio y más
