Término	Nombre completo	Significado
PCB	Placa de circuito impreso	Una placa que soporta y conecta componentes electrónicos utilizando vías conductoras, pistas o rastros de señales grabados a partir de láminas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

¿Qué es PCB?

En la electrónica moderna, una placa de circuito impreso (PCB) es uno de los componentes esenciales del dispositivo. Las PCB son los componentes fundamentales de la tecnología moderna, actuando como la infraestructura que soporta e interconecta los componentes de hardware electrónico. Además, una placa de circuito impreso (PCB) es un componente común en todo tipo de dispositivos, desde la electrónica de consumo hasta la industria aeroespacial y médica.

Además, las PCB se diseñaron para reemplazar las conexiones cable a cable convencionales realizadas mediante arneses, lo que proporciona un método para ensamblar circuitos electrónicos mucho más compactos, fiables y eficientes. Se crean grabando o imprimiendo rutas conductoras sobre un sustrato aislante, como fibra de vidrio o plástico, lo que permite el flujo de electricidad entre los componentes.

Acerca de PCBasic

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Componentes de PCB

Una PCB tiene los siguientes elementos principales:

· Material de base: Más comúnmente, fibra de vidrio o plástico, que proporciona soporte estructural.

· Capas de cobre: Se lamina una porción de lámina de cobre sobre el sustrato en capas delgadas para formar las vías conductoras.

· Máscara para soldar: Una capa robusta que recubre el cobre para evitar cortocircuitos y oxidación.

· Serigrafía: Una capa utilizada para imprimir etiquetas, logotipos o identificadores de componentes en la PCB.

· Componente electrónico: En la placa hay circuitos integrados (CI), resistencias, semiconductores, etc.

Capas de PCB

Las PCB constan de varias capas que garantizan su funcionalidad, durabilidad y rendimiento. Descripción general de las capas de PCB. Las capas de PCB se pueden clasificar de la siguiente manera:

Material base (capa de sustrato)

El FR4 (epoxi reforzado con fibra de vidrio) generalmente constituye la base de la PCB. Proporciona resistencia mecánica y aislamiento.

Aplicaciones: 

· Se utiliza en todas las PCB como capa de base.

Ventajas: 

· De larga duración.

· Aislante eléctrico.

· Resistente al calor.

Desventajas:

· Varía en costo.

· Rendimiento térmico.

Láminas de cobre (trazas conductoras)

Se trata de láminas delgadas de cobre prensadas sobre un sustrato. Las pistas se graban para permitir el flujo de corriente eléctrica. Se observa comúnmente en PCB de una, dos y varias capas.

Aplicación: 

· Se utiliza en todo tipo de PCB para transmitir señales eléctricas entre componentes.

Ventajas:

· Gran conductividad.

· Bueno para señales de alta velocidad de datos.

· Capacidad de potencia.

Desventajas: 

· Aumenta el coste.

· Aumenta la complejidad de la fabricación.

Capas de señal

Capas cuya función es transferir señales eléctricas entre componentes. Una PCB multicapa consta de varias capas de señal apiladas una sobre otra para aumentar la complejidad del circuito.

Aplicaciones:

· Se utiliza en PCB multicapa para enrutar señales en diseños de alta densidad (es decir, procesadores, GPU).

Ventajas: 

· Minimiza las interferencias en la señal.

· Permite una ruta compleja.

· Mejora la funcionalidad de la PCB.

Desventajas:

· Mayor complejidad de PCB.

· Diseñado con mucho cuidado para evitar diafonía.

Plano de potencia y plano de tierra

Plano de potencia: Una capa de cobre grueso que distribuye energía (VCC) a través de la PCB.

Plano terrestre: Una capa de cobre que da un camino de retorno a la corriente (la tierra).

Aplicaciones: 

· Se utiliza en placas de circuitos impresos multicapa para electrónica de alta velocidad para una distribución de energía estable.

Ventajas: 

· Ruido eléctrico minimizado.

· Mayor integridad de la señal.

· Garantiza un suministro de energía confiable.

Desventajas: 

· Aumenta la complejidad y el coste de fabricación.

Material aislante (capa dieléctrica)

El material aislante separa las capas conductoras para evitar cortocircuitos. Está compuesto por materiales como el preimpregnado (fibra de vidrio preimpregnada).

Aplicaciones: 

· Se utiliza en todos los PCB para aislar las capas conductoras y evitar cortocircuitos.

Ventajas: 

· Aísla y minimiza las interferencias.

· Mejora la estabilidad térmica.

Desventajas:

· No todos los materiales tienen la misma constante dieléctrica, lo que afecta el rendimiento de la señal.

Capas de máscara de soldadura

Es una capa protectora que cubre las pistas de cobre. Suele ser verde, azul o roja. Esta capa ayuda a evitar la oxidación y los puentes de soldadura no deseados.

Aplicaciones:

· Se utiliza en todas las PCB para cubrir las trazas de cobre y evitar puentes de soldadura.

Ventajas:

· Protege de la oxidación.

· Aumenta la durabilidad.

· Proporciona un mejor contacto para soldar.

Desventajas: 

· Requiere precisión en la aplicación.

· Un enmascaramiento inadecuado puede generar defectos en la fabricación.

Capa de serigrafía

Se trata de texto en papel o símbolos (como etiquetas de componentes, logotipos e indicadores de referencia). La serigrafía facilita el ensamblaje y la depuración.

Aplicaciones: 

· Se utiliza en todas las PCB para etiquetas de componentes, logotipos e indicadores de referencia.

Ventajas: 

· Ayuda con el ensamblaje, la depuración y la documentación.

Desventajas:

· Limitado en tamaño de marcado.

· Requiere un enfoque profesional para PCB de alta densidad.

Capas de pasta de soldadura (para ensamblaje SMT)

Se utiliza durante el ensamblaje con tecnología de montaje superficial (SMT). Incluye pasta de soldadura para fijar los componentes.

Aplicaciones:

· Se utiliza en PCB con tecnología de montaje superficial (SMT) para colocar componentes.

Ventajas:

· Conexiones eléctricas seguras.

· Aumenta la precisión durante el ensamblaje automatizado.

Desventajas: 

· Es necesaria la impresión con esténcil y la aplicación incorrecta de la pasta puede provocar defectos.

Capa de protección

La capa de exclusión delimita las zonas prohibidas donde no se deben colocar componentes ni trazas. Garantiza un espaciado adecuado y previene problemas de calidad en la fabricación.

Aplicaciones:

· Limita qué colocar en qué área en los componentes o trazas de diseño de PCB.

Ventajas: 

· Ayuda a evitar que el diseño se congestione, la capacidad de fabricación y el espaciado son correctos.

Desventajas:

· Restringe la flexibilidad del diseño (exige una planificación cuidadosa).

Tipos de PCB según capas

PCB de una sola capa:

Una PCB monocapa consta de una sola capa conductora (generalmente de cobre) sobre un sustrato no conductor (generalmente FR4, fenólico o epoxi reforzado con papel). Se utilizan pistas de cobre para crear las conexiones eléctricas en la placa, que posteriormente se recubren con una máscara de soldadura para protegerlas de la oxidación. Este tipo de PCB se utiliza principalmente para dispositivos electrónicos sencillos con un bajo coste de fabricación.

Tiene una sola capa. Esa capa puede ser de:

· Capa de sustrato (material base): La composición normalmente es FR4, resina fenólica o epoxi.

· Capa conductora:Una fina capa de cobre para las vías del circuito.

· Máscara para soldar: Previene trazas de cortocircuito y corrosión.

· Serigrafía: Para identificar qué componentes están en la placa.

Aplicaciones:

· Calculadoras.

· Fuentes de alimentación.

PCB de doble capa

Una PCB de doble capa contiene material conductor de cobre en ambas caras. Las vías (orificios pasantes chapados) proporcionan interconexiones eléctricas entre capas, lo que permite circuitos más compactos. Este tipo de PCB es un poco más versátil que las de una sola capa y admite circuitos de complejidad moderada.

Aplicaciones:

· Controles industriales

· Electrónica automotriz

· Teléfonos inteligentes y dispositivos de audio

Tiene dos capas. Estas capas pueden ser:

· Capa de sustrato: FR4 o resina epoxi.

· Capa inferior de cobre: Los caminos conductores para los circuitos.

· Capa superior de cobre: Circuitos adicionales para mayor complejidad.

· Vias: Se utilizaron para realizar conexiones eléctricas entre las capas superior e inferior.

PCB multicapa

Una PCB multicapa consiste en tres o más capas conductoras perforadas, superpuestas, con capas dieléctricas de aislamiento entre ellas. Por ejemplo, su estructura compacta y de alta velocidad se utiliza en equipos militares, informáticos, de comunicaciones y otros.

Aplicaciones:

· Teléfonos inteligentes y computadoras

· Equipos médicos

· Defensa, Espacio y Seguridad

· Telecomunicaciones a Alta Velocidad

Multicapa tiene más de 4 capas. Estas capas pueden ser:

· Sustrato de núcleos: Estructural sentrenar

· Capas de cobre: Para lograr la complejidad del circuito, se utilizan varias capas conductoras.

· Capa de aislamiento: Se encuentra entre capas conductoras.

· Planos de potencia y tierra: Minimiza la interferencia de señal y transporta potencia.

· Máscara de soldadura y capas de serigrafía: Protección e identificación.

PCB flexible:

Las PCB flexibles están compuestas de materiales flexibles (comúnmente poliimida [PI] o poliéster [PET]) que pueden doblarse, torcerse o plegarse sin romperse. Se utilizan ampliamente en dispositivos portátiles, electrónica automotriz y aplicaciones aeroespaciales.

Aplicaciones:

· Teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles.

· Tableros de instrumentos para automoción.

· Dispositivos médicos.

· Naves espaciales y satélites.

Las capas de PCB flexibles varían tablero a tableroEsas capas pueden ser:

· Sustrato flexible (Poliimida o PET).

· Capa conductora de cobre.

· Capa Adhesiva.

· Capa de cobertura, protectora.

· Serigrafiado para componentes.

PCB rígido

Una PCB rígido-flexible es un tipo de PCB que combina secciones delta rígidas y flexibles en una sola placa. Se utiliza en dispositivos pequeños con volumen limitado, como dispositivos militares, cámaras e implantes médicos.

Aplicaciones:

· Dispositivos Médicos (marcapasos, audífonos).

· Cámaras y tecnología portátil.

· Sistemas de Control Industrial.

Capas en PCB rígido-flexible:

· Secciones rígidas (material FR4)

· Innovaciones para la flexibilidad Secciones (Sustrato de poliimida)

· Capas conductoras de cobre

· Capas preimpregnadas y adhesivas

· Secciones flexibles: Capa protectora

PCB de alta frecuencia:

Una PCB de alta frecuencia puede funcionar a frecuencias superiores a 1 GHz con materiales de baja pérdida, como el PTFE (teflón) y los laminados Rogers. Este es un aspecto fundamental en las aplicaciones de RF (radiofrecuencia) y microondas.

Aplicaciones:

· Estaciones base 5G.

· Sistemas de Radar y GPS.

· Comunicación por satélite.

· Procesamiento de datos de alta velocidad.

Capas en PCB de alta frecuencia:

· Sustrato de PTFE o Rogers.

· Capas conductoras de cobre.

· Capas aislantes dieléctricas.

· Planos de potencia y tierra.

· Máscara de soldadura y serigrafía.

HDI PCB

La PCB HDI (PCB de interconexión de alta densidad) es un tipo de placa de circuito impreso con una alta densidad de pads, pistas y vías. Utiliza microvías, vías ciegas y enterradas, y anchos de pista finos para permitir la miniaturización y la transmisión de señales a alta velocidad. Estas... HDI Las PCB son vitales para dispositivos electrónicos de formato pequeño, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles e instrumentación médica de última generación.

Aplicaciones:

· Teléfonos inteligentes y tabletas

· Computadoras portátiles y tecnología portátil

· Dispositivos médicos

· Electrónica Automotriz, ADAS (Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor).

· Aeroespacial y militar: aplicaciones en satélites, aviónica y sistemas de defensa.

· Computación de alta velocidad

· Dispositivos y equipos IoT para empresas 5G

Algunos incluyen PCB HDI que pueden tener diferentes capas según los requisitos de diseño. Las capas típicas incluyen:

· Sustrato central: Material de la capa principal, generalmente FR4, PTFE o laminado Rogers.

· Capas de cobre: Se utilizan varias capas conductoras para alimentación, tierra y enrutamiento de señales.

· Microvías (vías perforadas por láser): Vias interconecta diferentes capas de manera efectiva.

· Capas dieléctricas: Capas aislantes interpuestas entre trazas de señal conductoras.

· Capas preimpregnadas: Coloque material adhesivo entre las capas para unirlas.

· Planos de potencia y tierra: Proporciona energía estable y reduce el ruido.

· Máscara de soldadura y serigrafía: como la necesidad de proteger y etiquetar los componentes.

Estructura de los tipos de PCB HDI:

· 1+N+1 (capa HDI única): una capa HDI en ambos lados

· 2+N+2 (Doble capa HDI): Dos capas HDI en todos los lados.

· HDI de cualquier capa: Las microvías conectan cualquier capa para lograr la máxima flexibilidad de diseño.

PCB frente a PCBA

Diferencias clave

· PCB es simplemente una placa, mientras que PCBA es un módulo electrónico listo para funcionar.

· Las PCB son estructuras pasivas, mientras que los PCBA incorporan componentes activos como microcontroladores, resistencias, condensadores y circuitos integrados.

· PCB es el componente principal del proceso PCBA, mientras que PCBA enfatiza el ensamblaje y la función de los circuitos, mientras que PCB es la fabricación de la placa en sí.

· Probar la PCBA es más costoso, porque verifica el rendimiento operativo de la placa de circuito, mientras que probar la PCB solo verifica la continuidad y los defectos de estructura de la placa.

Servicios de PCBA de PCBasic

Ofrecemos un servicio integral de ensamblaje de PCB (PCBA), que incluye:

Prototipado y producción de bajo volumen.

Diseño y fabricación de PCB a alta velocidad.

Automated SMT y conjunto de orificio pasante.

Rígido & Flex y PCB rígido-flexibles.

Garantía de calidad (AOI, rayos X, pruebas funcionales, Prueba de sonda voladora...).

Conclusión

Las placas de circuito impreso (PCB) y sus capas, según el tipo de PCB, son cruciales para el diseño electrónico. Las pilas de placas en las PCB multicapa pueden resultar abrumadoras, pero cada capa (cobre, sustrato, máscara de soldadura, serigrafía, etc.) desempeña un papel específico en la funcionalidad del dispositivo.

Mediante un diseño de calidad, la selección de materiales adecuados y el cumplimiento de los estándares de prueba, los ingenieros pueden mejorar la fiabilidad y la vida útil de la PCB. Para los ingenieros, conocer los materiales, la estructura de capas y las mejores prácticas de diseño de una PCB es vital para garantizar que sus componentes electrónicos sean duraderos y de alto rendimiento. Incluso aficionados y estudiantes pueden dar vida a sus proyectos utilizando software de diseño de PCB económico.

Con las nuevas tecnologías, como el IoT, el hardware de IA y la tecnología wearable, la demanda de PCB no disminuirá. Ya sea que esté reparando una placa defectuosa o implementando un nuevo dispositivo revolucionario, familiarizarse con los fundamentos de las PCB puede ayudarle a tener éxito en el sector de la electrónica, en constante crecimiento.