PCB son las siglas de Placa de Circuito Impreso, pero utilizamos las siglas en inglés (Printed Circuit Board) para no confundirla por ejemplo con las ranuras PCI de nuestro PC.
La placa de circuito impreso, PCB
Pues una PCB básicamente es un soporte físico en donde se instalan componentes electrónicos y eléctricos y se interconectan entre ellos. Estos componentes pueden ser, chips, condensadores, diodos, resistencias, conectores, etc. Si echas un vistazo a un ordenador por dentro, verás que hay múltiples placas planas con un montón de componentes pegados a ella, se trata de una placa base y está compuesta por una PCB y los componentes que hemos citado.
Para conectar cada elemento en una PCB utilizamos una serie de pistas conductoras de cobre extremadamente finas y que generan un carril conductor, llamada "pista", como si de un cable se tratase. En los circuitos más sencillos, solamente tenemos pistas conductoras en una cara o las dos visibles de la PCB, pero en otros más completos tenemos varias pistas eléctricas e incluso componentes apilados en múltiples capas de ellas.
El soporte principal para estas pistas y componentes es una combinación de fibra de vidrio reforzada con materiales cerámicos, resinas, plástico y otros elementos no conductores. Aunque aún persisten los soportes a base de bakelita, un material plástico termoestable que, aunque tiene peores propiedades que la fibra de vidrio, para circuitos sencillos o de realización doméstica, es mucho más económico. También actualmente se están utilizado componentes como celuloide y pistas de pintura conductora para fabricar PCB flexibles.
Capas de una placa de circuito impreso
Evolución de los circuitos impresos
La primera placa de circuito integrado se construyó en 1936 a mano por el ingeniero Paul Eisler para ser utilizada por una radio. A partir de ahí los procesos se automatizaron para su fabricación a gran escala, primero en radios, y luego en todo tipo de componentes.
Hoy en día estamos más que acostumbrados a ver placas PCB en todos sitios. Desde pequeñas, como en los módulos de electrónica doméstica, en el interior de tu Smartphone o la placa base de tu ordenador.
Tradicionalmente, las placas de circuito impreso se podían realizar con relativamente poca tecnología: cualquier taller electrónico disponía de los suficiente para diseñar y montar la placa que necesitara. Otra cosa eran los aficionados: los métodos de fabricación "doméstica" de circuitos impresos tenían que acomodarse a las técnicas más básicas, pero efectivas, y limitándose mucho a la precisión de fabricación y a la complejidad del diseño.
Hasta hace relativamente poco tiempo contratar la fabricación de una PCB era un proceso caro, que requería tiradas largas e inversiones de varios cientos de euros. Por tanto, quedaba fuera del alcance del ámbito doméstico y #maker.
Afortunadamente las cosas han cambiado mucho los últimos años. Cada vez son más frecuentes servicios Online de fabricación de placas PCB a medida, permiten que tengamos pequeñas series (de 5 unidades) con calidad profesional y a muy bajo coste. Ahora podemos tener series de 5-10 unidades por pocos euros, por menos de un euro por placa.
También ha contribuido los cambios en el software de diseño de PCBs. Hasta hace poco eran exclusivamente comercial y con costes de licenciamiento de varios miles de euros. Actualmente tenemos buenas y potentes soluciones gratuitas, e incluso Open Source, para el diseño de placas.
Como resultado de ambas ahora podemos disponer de PCB a medida, diseñadas por nosotros mismos, con calidad industrial y ¡menos de un euro la placa!, disponibles para nuestros proyectos en 2-3 semanas de envío.
Algo que era impensable hasta hace unos años, y que no solo hace las delicias de todo aficionado a la electrónica, si no que llevará vuestros proyectos a otro nivel, haciéndolos mucho más profesionales, robustos y sencillos de montar.
Cómo se montan los componentes electrónicos en las PCB
Los taladros tienen que coincidir con los "anillos" para la soldadura
Las placas de circuito impreso, la mayoría, tienen unos pequeños taladros (entre 0,8 y 1,5 mm de diámetro) para introducir en ellos las "patillas" de los componentes electrónicos. Éstos se introducen todos por una de las caras, la cara de componentes; y por la otra se sueldan las patillas a las pistas de cobre conductoras. De esta forma quedan interconectados entre sí los componentes. ¡La cuestión es cómo hacer para que cada diseñar cada pista para que una solamente las patillas de componentes necesarios!
Los componentes electrónicos, que pueden ser PTH (Plated-Through Holes) o SMD (Surface Mounted Device). En ambos casos (PTH y SMD) exite una gran variedad de componentes. Resistencias, condensadores, bobinas, transistores, integrados.
Componentes tradicionales PTH, y modernos, SMD
Las pistas conductoras de la PCB junto con los componentes instalados conforman el circuito eléctrico final. Si no tenemos una PCB podemos cablear los componentes entre sí, usar breadboard (placa previamente perforada con pistas longitudinales) o una protoboard y soldar. La PCB nos evita todo ese trabajo.
Evita el lío de cables. El conectar y desconectar. El "este pin se ha doblado al quitarlo". El "mira a ver de dónde viene este cable". El "se me han soldado dos pines juntos". El "esta conexión hace ruido eléctrico". Y, sobre todo, el "esto no funciona" y el "esto se ha roto".
Así se montaban los primeros circuitos electrónicos
Lógicamente, en el diseño del circuito reside la mayor parte de la dificultad. Cuanto mayores sean tus conocimientos de electrónica, más complejas y útiles serán las placas que realices (eso también te pasa si usas una breadboard).
Pero, como vemos y pese a lo que pudiera parecer, la PCB en sí es un concepto sencillo. Simplemente las pistas conductoras nos evitan tener un montón de cables, y nos da una forma robusta y segura de realizar nuestros circuitos electrónicos.
Cómo hacer una placa PCB en casa
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