Placa PCB - ¿Cómo prepararse para trabajar con una placa de circuito impreso?
Placa PCB - ¿Cómo prepararse para trabajar con una placa de circuito impreso?
Placa PCB - ¿Cómo prepararse para trabajar con una placa de circuito impreso?
- Placas PCB – ¿Cómo surgen?
- Preparación del espacio para trabajar con PCB
- Trabajar con una placa de circuito impreso: ¿qué poner en un banco de trabajo?
- Estaciones de aire caliente
- Empezamos a trabajar con la PCB
- Prepare una placa PCB desde cero
- Soldar una placa PCB preparada
- Herramientas y productos químicos útiles cuando se trabaja con placas de circuito impreso
Las PCB (impresas) se pueden encontrar en todos los dispositivos electrónicos. Sobre ellos se colocan todos los elementos. Las conexiones entre ellos tienen la forma de caminos de cobre protegidos contra condiciones externas (como la oxidación) por los llamados máscara para soldar. Los tableros impresos pueden estar hechos de varios materiales, aunque el más común es laminado de PCB hecho de fibra de vidrio, endurecido con resina epoxi. Estas placas se pueden cortar en una variedad de formas y tamaños.
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Existen diferentes procesos para producir placas de circuito impreso- desde líneas de producción totalmente automatizadas con miles de PCB al día, hasta pequeños talleres donde se fabrican PCB individuales. Los circuitos también suelen ser diseñados y grabados en casa por aficionados y entusiastas. También hay situaciones en las que fallan los equipos electrónicos. A veces es suficiente reemplazar un elemento en una PCB, pero más de una vez tenemos que trabajar un poco más.
En este artículo trataremos un tema muy extenso, que es la preparación del puesto, el equipo y el propio PCB para el trabajo. No tenemos en cuenta los procesos de producción profesionales, sino que nos centramos en trabajar con placas de circuito impreso en pequeños talleres y en casa.
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Preparación del espacio para trabajar con PCB
Antes de iniciar cualquier trabajo, conviene preparar un espacio adecuado. Si queremos trabajar desde casa, no tenemos mucho margen de maniobra. Nuestro taller tenemos que poner en un local, garaje o sótano. Vale la pena garantizar una temperatura y humedad constantes en la habitación. Además, el piso debe tener propiedades ESD o (al menos) ser resistente al contacto con sustancias corrosivas.
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Preparación de la placa PBC - puesto de trabajo
Sin duda, trabajar con placas PCB requiere un lugar de trabajo adecuado. Vale la pena equiparse con un escritorio o un banco de trabajo profesional. Por razones de seguridad, deben estar conectados a tierra. Al organizar un lugar de trabajo, vale la pena cuidar el espacio de almacenamiento, por ejemplo, cajones adicionales, así como la iluminación adecuada. Podemos utilizar lámparas dedicadas a tales fines, pero si la estación tiene un estante adicional ubicado sobre el área de trabajo, también podemos instalar una tira de LED adicional debajo de él, lo que mejorará significativamente la iluminación de la encimera principal.
Trabajar con placas de circuito impreso también requiere una silla adecuada. Las sillas de taller están disponibles en el mercado, cuyas superficies están debidamente perfiladas, gracias a lo cual el trabajo no nos resultará tan agotador y, lo que es más importante, evitaremos problemas de espalda en el futuro.
Trabajar con una placa de circuito impreso: ¿qué poner en un banco de trabajo?
Si ya hemos preparado un puesto adecuado, vale la pena equiparlo adecuadamente ahora.
El primer equipo que me viene a la mente sobre un taller de electrónica es, por supuesto, un soldador. Este es sin duda el dispositivo más importante del taller. La elección más óptima será la estación de soldadura con posibilidad de regulación de temperatura. También vale la pena prestar atención al poder del soldador. En pocas palabras: cuanto más grande es, más rápido la punta del soldador alcanza la temperatura deseada. Esta característica es especialmente útil cuando se sueldan almohadillas conectadas a áreas de masa bastante grandes.
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Cada soldador debe estar equipado con un conjunto de puntas de soldadura para varios tipos de aplicaciones. Para soldar componentes SMD, las puntas de precisión serán las más útiles: corte cónico o unilateral. El pequeño tamaño de la punta les permitirá calentar con precisión una almohadilla de soldadura específica. Cuando se trabaja con circuitos integrados montados en superficie, también será útil una punta de mini ondas. Le permite soldar fácilmente, incluso con un golpe de la punta, todos los extremos del circuito integrado en un lado. Por supuesto, también hay puntas un poco más grandes en el mercado, dedicadas a soldar y desoldar elementos que requieren calentar una superficie mucho mayor.
Vale la pena recordar que cada punta de soldadura requiere un mantenimiento adecuado, lo que prolonga significativamente su vida útil. La forma más popular de mantener la punta es utilizar limpiadores especiales hechos de virutas de metal o esponjas especiales empapadas en agua. Además, también vale la pena prestar atención a las preparaciones químicas para la regeneración de puntas.
Vale la pena recomendar las esteras para soldar, que se colocan en el banco de trabajo. En ocasiones están equipados con pequeños compartimentos, por lo que es mucho más fácil mantener el orden durante la soldadura y desoldadura de los circuitos con los que trabajamos.
Estaciones de aire caliente
En el proceso de soldar o desoldar, la estación de aire caliente, la llamada hot air. Será útil no solo para montar y desoldar pequeños componentes montados en superficie (SMT), sino también para encoger tubos termorretráctiles.
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Cuando se habla de estaciones de aire caliente, vale la pena mencionar la cinta Kapton, que, gracias a su resistencia a las altas temperaturas, nos permite proteger determinados elementos que no necesariamente queremos desoldar. Este tipo de cinta es especialmente útil cuando se trabaja con placas pequeñas, en las que la mayoría de los elementos están hechos con tecnología SMD. La mayoría de las veces, cubrimos el área alrededor del elemento que se va a soldar, de modo que los elementos colocados debajo de la cinta no se muevan o desuelden accidentalmente.
En el proceso de desoldado ya mencionado, gracias al cual podemos quitar cualquier componente de la PCB será útil la extractor de estaño y una cinta desoldadora, conocida popularmente como trenza. Gracias a ellos, podremos eliminar fácilmente el exceso de estaño de la almohadilla de soldadura, lo que facilitará la eliminación del elemento electrónico. Si queremos construir un taller realmente profesional, vale la pena considerar una estación desoldadora. Sin embargo, debe recordarse que dicha estación requiere una limpieza regular.
Si vamos a trabajar con placas PCB en las que se colocan los sistemas de montaje en superficie, podemos pensar en comprar un profesional estaciones de BGA. La estación BGA, además del calentamiento direccional de un elemento dado, también lo calienta desde abajo. De esta forma evitamos tensiones provocadas por diferencias de temperatura. Los calentadores que se utilizan con la estación para ayudar a reducir la tensión superficial también pueden ser útiles.
Un elemento útil de cualquier taller de electrónica es también el equipo de control y medición. Los multímetros, osciloscopios o probadores lógicos pueden ayudarnos a diagnosticar una falla en una PCB.
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Otro dispositivo puede resultar útil para crear su propio circuito impreso. Es el mini taladro. Si la placa de circuito impreso se va a instalar con elementos de orificio pasante (conjunto THT), se deben realizar los orificios correspondientes. Su diámetro suele ser muy pequeño, y más de una vez se colocan de forma bastante densa, lo que requiere un dispositivo preciso para realizarlos. Para trabajar con un mini taladro, también debe equiparse con un juego de brocas pequeñas y precisas.
Empezamos a trabajar con la PCB
Si nuestro taller ya está equipado con el equipamiento básico, ahora podemos encargarnos del propio PCB. Dependiendo de si solo queremos soldar el azulejo terminado o prepararlo desde cero, se deben tomar los pasos adecuados.
Prepare una placa de circuito impreso desde cero
Teniendo un laminado limpio, necesitamos colocar de alguna manera todas las pistas y almohadillas en el PCB. La llamada proceso de grabado en placa. Consiste en aplicar una capa protectora, gracias a la cual el cobre colocado después no se degradará. Hay muchas formas de dibujar trazados, la forma más sencilla es dibujarlos con un marcador o imprimir una imagen de los trazados en papel de tiza y luego reflejar en la pizarra.
Si las pistas ya están trazadas, puede proceder al grabado en sí. La placa se coloca en una solución especial de B327 o cloruro de hierro. Esta sustancia eliminará el cobre donde no se coloquen rastros.
Cuando el circuito esté listo, debe asegurarse adecuadamente. Para ello, la placa se somete a un proceso de estañado, es decir, se aplica una capa de estaño a una capa de cobre. Puede hacerlo manualmente o utilizar preparaciones químicas ya preparadas.
Finalmente, vale la pena cubrir la placa diseñada con la llamada máscara de soldadura. Es una capa química eléctricamente neutra que, además de proteger el circuito contra la oxidación, lo protegerá contra cortocircuitos accidentales.
Soldar una placa PCB preparada
Para facilitar su trabajo, es mejor colocar la placa PCB en un soporte especial. Se puede realizar de diversas formas, pero la más común es la denominada tercera mano equipada con una lupa.
Soportes para trabajar con PCB
Una vez que la PCB está firmemente colocada, podemos iniciar el proceso de soldadura. Para ello, el elemento necesario será el aglutinante de soldadura. Hay dos tipos de aglutinantes disponibles en el mercado: sin plomo y sin plomo. El plomo estaño, debido al contenido de un elemento nocivo, se usa cada vez menos, principalmente en aplicaciones médicas o militares, donde la confiabilidad es importante. La soldadura sin plomo es un poco más difícil de soldar, pero no emite humos tan perjudiciales para la salud.
Durante el proceso de soldadura se producen sustancias volátiles nocivas para nuestro organismo. Vale la pena equiparse con los llamados extracción de humos. Gracias a ello, no acabarán en nuestro sistema respiratorio porque serán succionados. Estos tipos de dispositivos están disponibles en tres formas: colocados en un escritorio, montados en un brazo móvil y como una caja con un tubo de salida, que se puede montar en cualquier lugar.
Todos los tipos de fundentes también son útiles en el proceso de soldadura fuerte. Su uso facilita enormemente el proceso de soldadura, especialmente de componentes SMD.
Cuando la placa PCB ya está soldada, lo más probable es que esté cubierto con residuos de fundente u otros depósitos que deben eliminarse. Para ello, podemos utilizar el alcohol isopropílico más común, el llamado IPY o limpiadores en aerosol dedicados. A menudo, este tipo de productos tienen una boquilla con un cepillo para facilitar la limpieza de los circuitos impresos. Las placas también se pueden limpiar con un limpiador ultrasónico, pero para ello necesitará un agente de limpieza específico para este tipo de dispositivo. También vale la pena prestar atención a la oferta de fundentes no-clean, que, gracias a su composición, no requieren limpieza.
La placa PCB tras la limpieza y secado, podemos cubrirlo con una capa especial de barniz para PCB, que protegerá el circuito impreso de condiciones externas indeseables. También podemos utilizar geles y pastas de protección. Esto es especialmente útil cuando el dispositivo se va a utilizar al aire libre o en condiciones de producción desfavorables. La placa preparada de esta manera se puede considerar terminada y colocada en la carcasa del dispositivo.
Herramientas y productos químicos útiles cuando se trabaja con placas de circuito impreso
Las pinzas de precisión pueden resultar útiles cuando se trabaja con PCB. Podemos utilizarlos tanto en el proceso de soldadura como para desoldar un circuito determinado. Las más útiles serán unas pinzas con punta "afilada", con las que podremos ajustar el elemento a la almohadilla de soldar.
La mayoría de PCB se colocan en varios tipos de dispositivos que necesitamos abrir. Para ello, serán útiles herramientas como destornilladores con diferentes puntas, alicates o cortadores. Sin embargo, se trata de elementos que habitualmente ya forman parte del taller de electrónica. Varios tipos de productos químicos también serán útiles para trabajar con PCB, incluidos los ya mencionados, entre otros: alcohol isopropílico, fundentes y sustancias para la regeneración de puntas o barniz de PCB. Aparte de ellos, también será útil lo siguiente: colofonia, que, como fundente, facilita el proceso de soldadura, spray/líquido de "contacto" para la regeneración de, por ejemplo, potenciómetros o adhesivos térmicamente conductores que permiten la unión de un disipador de calor para disipar el calor.
Resumiendo, el tema del equipamiento del taller y el trabajo con placas es muy amplio. Debemos preparar un lugar de trabajo adecuado y dotarlo de herramientas y materiales que nos permitan trabajar con precisión y seguridad. Con tal preparación, podemos comenzar a trabajar fácilmente con PCB.