Tipus de plaques de circuit

1. Circuit imprès

La placa de circuit imprès és essencial per construir el circuit. El PCB s’utilitza per disposar els components i connectar-los amb contactes elèctrics. En general, preparar un PCB requereix un gran esforç, com ara dissenyar el disseny del PCB, fabricar-lo i provar-lo. El disseny de PCB de tipus comercial és un procés complicat que consisteix a dibuixar mitjançant programari de disseny de PCB com ORCAD, EAGLE, fer esbossos de mirall, aiguafort, estanyat, perforació, etc. Aquest procediment us ajudarà a fabricar un PCB casolà.

Elaboració d’un PCB casolà

Material necessari per a PCB:

• Tauler revestit de coure: està disponible en diferents mides.
• Solució de clorur fèrric: per gravar (treure el coure d’una zona no desitjada)
• Trepant manual amb trossos de la mida requerida.
• Rotulador OHP, paper d'esbós, paper carbó, etc.

Procés de disseny de PCB pas a pas:

• Talleu el tauler revestit de coure amb una fulla de serra mecànica per obtenir la mida necessària.
• Netegeu el tauler revestit de coure amb una solució de sabó per eliminar la brutícia i el greix.
• Dibuixeu l'esquema al paper d'esbós amb el llapis OHP segons el diagrama del circuit i marqueu els punts a perforar com a punts.
• Al costat oposat del paper d'esbós, obtindreu la impressió del diagrama al patró invers. Es tracta del Mirror Sketch utilitzat com a pistes de PCB.
• Col·loqueu el paper carbó sobre el costat revestit de coure del tauler revestit. Col·loqueu l'esbós Mirall a sobre. Doblegueu els costats dels papers i fixeu-lo amb cinta per a violoncel.
• Amb un bolígraf, dibuixa l’esbós del mirall aplicant una mica de pressió.
• Traieu els papers. Obtindreu l’esbós de carboni de l’esbós del mirall al tauler revestit de coure.
• Utilitzant el bolígraf OHP, dibuixeu les marques de carboni presents al tauler revestit de coure. Els punts de perforació s’han de marcar com a punts. La tinta s’assecarà fàcilment i l’esbós apareixerà com a línies al tauler revestit de coure.
• Ara comenceu a gravar. És el procés d’eliminació del coure no utilitzat de la placa mitjançant un mètode químic. Per aconseguir-ho, s’ha de col·locar una màscara sobre el coure que s’ha d’utilitzar. Aquesta part del coure emmascarat actua com a conductor del flux de corrent elèctric. Dissoleu 50 g de pols de clorur fèrric en 100 ml d’aigua tèbia Luke. (També hi ha una solució de clorur fèrric). Col·loqueu el tauler revestit de coure en una safata de plàstic i aboqueu-hi la solució de gravat. Agiteu sovint el tauler per dissoldre el coure fàcilment. Si es fa a la llum del sol, el procés serà ràpid.
• Després d’eliminar tot el coure, renteu el PCB amb aigua de l’aixeta i sequeu-lo. Les pistes de coure estaran sota la tinta. Traieu la tinta amb gasolina o diluent.
• Foradeu els punts de soldadura amb la broca manual. La mida de la broca hauria de ser
  • Forats IC: 1 mm
  • Resistència, condensador, transistor - 1,25 mm
  • Diodes: 1,5 mm
  • Base IC: 3 mm
  • LED - 5 mm
• Després de perforar, recobriu el PCB amb vernís per evitar l’oxidació.

Una manera de provar la placa de circuit imprès

Feu un simple provador sobre una peça de fusta contraxapada per provar els components ràpidament abans de fer un circuit. Es pot construir fàcilment mitjançant passadors, LEDs i resistències. La placa de prova es pot utilitzar per comprovar, díodes, LED, LED IR, fotodiode, LDR, Thermister, díode Zener, transistor, condensador i també per comprovar la continuïtat dels fusibles i cables. És portàtil i funciona amb bateria. És molt útil per a constructors de projectes i redueix la feina de proves multímetre.

Agafeu una petita peça de fusta contraxapada i feu servir punts de dibuix per fer punts de contacte tal com es mostra a la foto. Les connexions entre els contactes es poden fer mitjançant filferro fi o filferro d’acer.

Provant el tauler

Connecteu la bateria de 9 volts i comenceu a provar els components.

1. Els punts X i Y s’utilitzen per provar i determinar el valor de Zener (és difícil llegir el valor imprès al díode Zener). Col·loqueu el Zener amb la polaritat correcta entre els punts X i Y. Assegureu-vos que estigui en contacte ferm amb els punts X i Y. Podeu utilitzar cinta per a violoncel per fixar el Zener. A continuació, utilitzeu un multímetre digital , mesureu la tensió entre els punts A i B. Serà el valor del Zener. Tingueu en compte que, ja que s’utilitza la bateria de 9 volts, només es poden provar els zeners inferiors a 9 volts.

2. Els punts C i D s’utilitzen per provar diferents tipus de díodes com ara el díode rectificador, el díode de senyal, el LED, el LED d’infrarojos, el fotodiode, etc. També es poden provar LDR i termisters. Col·loqueu el component entre C i D amb la polaritat correcta. El LED verd s’encendrà. Invertiu la polaritat del component (excepte LDR i Thermister). El LED verd no s’ha d’encendre. Aleshores el component és bo. Si el LED verd s’encén en canviar la polaritat, el component està obert.

3. Els punts C, B i E s’utilitzen per provar el transistor NPN. Col·loqueu el transistor sobre els contactes de manera que el col·lector, la base i l’emissor estiguin en contacte directe amb els punts C, B i E. El LED vermell s’encendrà poc. Premeu S1. La brillantor del LED augmenta. Això indica que el transistor és bo. Si té fuites, fins i tot sense prémer S1, el LED serà brillant.

4. Els punts F i G es poden utilitzar per a la prova de continuïtat. Fusibles, cables , etc es poden provar aquí per a la continuïtat. Es pot provar fàcilment la continuïtat dels bobinats del transformador, relés, interruptors, etc. Els mateixos punts també es poden utilitzar per provar condensadors. Col·loqueu el + ve del condensador al punt F i el negatiu al punt G. El LED groc s’encendrà completament i després s’esvairà. Això es deu a la càrrega del condensador. Si és així, el condensador és bo. El temps que es triga a atenuar el LED depèn del valor del condensador. Un condensador de valor superior trigarà uns segons. Si el condensador està danyat, el LED s’encén completament o no s’encén.

Tauler de proves

2. Xip a bord

El xip a bord és una tecnologia de muntatge de semiconductors on el microxip es munta directament a la placa i es connecta elèctricament mitjançant cables. Ara s’utilitzen diferents formes de Chip On Board o COB per fabricar plaques de circuits en lloc del muntatge convencional mitjançant diversos components. Aquests xips fan que la placa de circuit sigui compacta reduint l’espai i el cost. Les principals aplicacions inclouen joguines i dispositius portàtils.

2 tipus de COB:

1. Tecnologia de xips i cables : El microxip s’uneix a la placa i es connecta mitjançant unió de filferro.
2. Tecnologia Flip Chip : El microxip s’uneix amb cops de soldadura als punts d’intersecció i es solda inversament al tauler. Es fa amb cola conductora sobre el PCB orgànic. Va ser desenvolupat per IBM el 1961.

El COB consisteix essencialment en una matriu de semiconductor sense embalar unida directament a la superfície d’un PCB flexible i un cable connectat per formar les connexions elèctriques. Al xip s’aplica una capa de resina epoxi o silicona per encapsular el xip. Aquest disseny proporciona una alta densitat d’embalatge, característiques tèrmiques millorades, etc. El conjunt COB utilitza la microtecnologia C-MAC que ofereix un muntatge totalment automatitzat del xip. Durant el procés de muntatge, es talla una hòstia de la matriu nua i es col·loca sobre un LTCC o una placa de ceràmica gruixuda o flexible i es fa enrotllar per fer les connexions elèctriques. A continuació, es protegeix la matriu mitjançant les tècniques d’encapsulació Glob top o Cavity fill.

La fabricació d’un xip a bord comporta tres passos principals:

1. D és a dir, fixació o muntatge a matriu : Es tracta d’aplicar cola al substrat i muntar el xip o la matriu sobre aquest material adhesiu. Aquest adhesiu es pot aplicar mitjançant tècniques com la distribució, la impressió de plantilles o la transferència de pins. Després d’adherir-se, l’adhesiu s’exposa a la calor o a la llum UV per aconseguir fortes propietats mecàniques, tèrmiques i elèctriques.

2. Unió de filferro : Es tracta de connectar els cables entre la matriu i la placa. També implica la connexió de filferro xip a xip.

3. I ncapsulació : L'encapsulació de filferros de matriu i enllaç es realitza estenent un material encapsulant líquid sobre la matriu. La silicona s’utilitza sovint com a encapsulant.

Avantatges de Chip on Board

1. No cal muntatge de components que redueixi el pes del substrat i el pes del muntatge.
2. Redueix la resistència tèrmica i el nombre d'interconnexions entre la matriu i el substrat.
3. Ajuda a aconseguir una miniaturització que pot resultar rendible.
4. És altament fiable a causa del menor nombre de juntes de soldadura.
5. És fàcil de comercialitzar.
6. És adaptable a altes freqüències.

Una aplicació senzilla de treball de COB

A continuació es mostra un circuit de melodia simple de Single Music COB utilitzat al timbre. El xip és massa petit amb contactes elèctrics. El xip és una ROM amb música pregravada. El xip funciona a 3 volts i la sortida es pot amplificar mitjançant un amplificador de transistor únic.

Altres aplicacions de COB inclouen consumidors, industrials, electrònics, mèdics, militars i avioniques.