Cómo obtener un circuito impreso profesional

El sueño de muchos aficionados a la electrónica, es el de tener un producto terminado y que luzca lo mejor posible.

Hacer un PCB de forma profesional en nuestras casas es una tarea “bastante difícil” si no contamos con las herramientas y los conocimientos suficientes. Lo más cercano a eso es el popular método de la plancha o la serigrafía.

Pero seamos sinceros;  tener un PCB profesional de forma casera, es casi “imposible”. ¿Cuál es entonces la mejor manera de obtener un PCB profesional? La respuesta es, que debemos ordenar su fabricación a una empresa especializada.

Los amantes del ¡hágalo usted mismo! o el DIY (del inglés do it yourself) se estarán tirando de los cabellos si es que han leído hasta aquí.

Pero si nos vamos a dedicar a fabricar un producto electrónico en una cantidad importante o simplemente a probar suerte con un prototipo electrónico, entonces vale la pena enviar a fabricar nuestros PCBs o circuitos impresos.

Pero antes de enviar a fabricar nuestros circuitos impresos, debemos aprender algunos conceptos acerca de la fabricación de los mismos.

- Los archivos Gerber: Seguramente el fabricante de circuitos impresos nos pedirá estos archivos, los cuales se generan desde el software que utilizamos para diseñar el PCB.

Los archivos Gerber son utilizados por las maquinas (CNC) que se utilizan en la fabricación de circuitos impresos a nivel profesional. Además son utilizados por las taladradoras (tipo excellon) automáticas para hacer los agujeros  que usaran los componentes electrónicos.

Debemos entonces, generar los archivos Gerber necesarios para la fabricación de nuestro PCB. Por ejemplo en un PCB común de una cara, necesitaremos los siguientes archivos:

Capa bottom (.bot, lado de las pistas y pads): Es la capa que contiene las pistas y pads de nuestro PCB; también se incluye información sobre el tamaño del mismo (dimensión).

Capa Top  (.slc, lado componentes): Es la capa de la ubicación de los componentes; vista superior de nuestro PCB.

Capa mascara de componentes (.sms): Es la capa que permitirá al fabricante de PCB proteger los pads, para aplicar el antisolder.

Capa de perforación (.ncd, drills,holes): Es el archivo que permite realizar las perforaciones de forma automatizada.

Opciones de acabado del PCB

Existen varias opciones sobre el acabado de nuestra PCB. Algunas son solo del tipo estético pero otras nos ofrecerán algunas ventajas técnicas que favorecerán el funcionamiento de nuestro circuito.

Materiales: los más comunes suelen ser la baquelita, también conocida como pértinax o FR2  y la fibra de vidrio conocida también como FR4. El PCB en fibra de vidrio (FR4) suele ser más resistente, de mejor aspecto físico y es el indicado para los circuitos que manejan altas frecuencias.

También se usa el teflón en la fabricación de PCB, pero en menor escala. En cuanto a precios, la baquelita suele ser muy económica en comparación con la fibra de vidrio y el teflón, que suelen ser más costosos.

Antisolder: Es el recubrimiento que protege las pistas de cobre, con el fin de evitar su oxidación. El color más común de antisolder suele ser el verde, pero también son populares los colores azul y rojo.

Técnicamente un PCB puede ser de cualquier color, pero su valor de fabricación aumenta si es diferente del color verde.

Espesor del PCB (Pcb thickness): Es el grosor de la placa del PCB, siendo el más común de 1.6mm. Otros espesores suelen ser de 1.0mm y 0.8mm.

Espesor del cobre (Copper weight): Es el espesor del cobre de las pistas, el cual se mide comúnmente en onzas. El más común suele ser de 1oz, pero también se encuentra de 2oz y 3oz.

Protección de los pads o puntos de soldadura:

Después de aplicar el antisolder, los pads o puntos de soldadura quedaran expuestos al aire y deberán ser protegidos para evitar su oxidación, antes de que se monten  sus respectivos componentes electrónicos.

Para esto tenemos varias opciones; algunas baratas y otras de alto valor económico. Y como probablemente usted envíe a fabricar sus PCBs a una empresa china, dejaremos los términos en inglés ya que es el idioma universal de los negocios y  es muy probable que se encuentre con ellos, al momento de ordenar sus PCBs.

OSP (Organic Solderability Preservative): Es un recubrimiento basado en una sustancia orgánica proveniente de la resina de pino o ámbar, más conocida como colofonia. Al aplicarse sobre el circuito impreso, los pads quedaran con el color del cobre común cubierto de una capa brillante transparente. Es la opción más barata entre todas.

Hasl / Lead free Hasl: Es una aleación de estaño y plomo (no igual a la soldadura común) o solo estaño (Lead free Hasl) aplicada a los pads del PCB. Es una de las opciones más utilizadas en el acabado de circuitos impresos, siendo una opción muy buena y barata en relación costo beneficio.

ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): Es un recubrimiento de dos capas, siendo la primera  de níquel y la segunda de oro. Esta última es la que finalmente recibe la soldadura. El proceso es realizado mediante la electrólisis.  Obviamente esta  opción es una de las más costosas.

Gold- Hard Gold: Esta técnica consiste en depositar una capa de oro sobre los pads, vías y pines de conexión en diferentes purezas o milésimas. El oro puro o cercano a él, no es soldable, por lo que estas grandes capas de oro se dejan para puntos de conexión a presión sin soldadura.

Estos PCBs se utilizan en computadoras de alta gama, teléfonos celulares caros, equipos médicos sofisticados, en la industria militar y aeroespacial. Entre todas las opciones, obviamente es la más costosa.