Casi todos los aspectos de la economía mundial e incluso nuestras vidas dependen de sistemas digitalizados para que las cosas funcionen. Por lo tanto, la PCB digital es esencial para satisfacer las demandas del mercado.
Si usted es fabricante o diseñador de productos electrónicos, debe conocer a fondo estas placas de circuito impreso para seguir siendo relevante en su campo de operaciones. En este artículo nos adentraremos en el mundo de las placas de circuito impreso digitales, así que siga leyendo para obtener más información.
¿Qué es un circuito impreso digital?
Al igual que las placas de circuito impreso analógicas, las digitales contienen pistas, almohadillas conductoras y otras características. En conjunto, estos atributos soportan y conectan los componentes electrónicos mecánica y respectivamente.
Sin embargo, este tipo de PCB es único debido a sus procesos digitales de fabricación/montaje y diseño. Como resultado, puede presumir de un funcionamiento mejorado, como el control de la pérdida de inserción en las líneas de transmisión y la adaptación de impedancias.
Un controlador digital (Hitachi J100A)
Fuente: Wikimedia Commons
Estas placas de circuito impreso contienen varios microprocesadores y otros componentes de alto rendimiento capaces de gestionar varios miles de millones de tareas por segundo. Algunos ejemplos son la placa de circuito impreso de un reloj digital y la placa de circuito impreso de un voltímetro.
Similitudes entre las placas de circuito impreso analógicas y digitales
Las placas de circuito impreso analógicas y digitales tienen muchas similitudes técnicas y de diseño, pero para entender esta semejanza es necesario comprender la capacitancia.
La capacitancia parásita se desarrolla cuando dos cables están cerca de la placa de circuito impreso. En una configuración de este tipo, un repentino pico de tensión en un cable inducirá un impulso de corriente en el otro.
Además de separar las secciones digital y analógica del circuito, también hay que distinguir la acción del interruptor digital de la placa analógica y la baja de la alta frecuencia.
Placa de circuito de un sintetizador de voz analógico
Fuente: Wikimedia Commons
Los dos tienen varias similitudes y diferencias en el cableado, y aquí te las explicamos de cerca:
Similitudes en la estrategia de cableado entre placas de circuito impreso analógicas y digitales
Bypass/Capacitancia de desacoplamiento.
Los simuladores y los dispositivos digitales requieren condensadores, especialmente cuando se cablean. Éstos se conectan al condensador más cercano a la conexión de alimentación, normalmente 0,1uF. El lado de alimentación también necesita un tipo de capacitancia (10uF).
Tanto las placas digitales como las analógicas necesitan los pines más cercanos a la entrada de alimentación.
La fuente de alimentación de una PCB
Fuente: Flickr
Los cables de alimentación y tierra deben estar lo más cerca posible de la placa de circuito impreso de un panel mono. Si no coinciden, generarán un bucle en el sistema que producirá ruido, por lo que esta colocación reduce las posibilidades de experimentar interferencias electromagnéticas.
Diferencias en la estrategia de cableado entre PCB analógicas y digitales
Plano de tierra desafiante
La práctica común en el cableado de PCB es tener un plano de tierra ininterrumpido. Sin embargo, esto minimiza el efecto dl/dt en los circuitos digitales, provocando cambios en el potencial de tierra, lo que genera ruido en la sección analógica.
Por lo tanto, separar la circuitería digital de la analógica en el plano de tierra es esencial para reducir el ruido en el lado de la señal analógica.
Plano de tierra de una PCB
Fuente: Wikimedia Commons
La mejor forma de hacerlo es conectando el plano de tierra analógico por separado de la conexión a tierra.
Otra posibilidad es colocar los componentes y circuitos analógicos en el extremo más alejado. El objetivo es minimizar al máximo la interrupción de la señal analógica.
Sin embargo, los circuitos digitales no necesitan estas consideraciones porque pueden tolerar altos niveles de ruido.
Colocación de componentes
Como ya se ha dicho, la sección digital del circuito es rica en ruido, mientras que la analógica es silenciosa. Por tanto, separe siempre los componentes digitales de los analógicos, especialmente si construye un sistema de señal mixta.
Circuito integrado de señal mixta
Fuente: Wikimedia Commons
El diseño de la placa de circuito impreso crea componentes parásitos
Al diseñar una placa de circuito impreso, es fácil crear dos componentes parásitos que pueden causar inductancia o capacitancia parásita. Dado que la tolerancia al ruido en las placas analógicas es menor, la solución más eficaz es cambiar el tamaño/distancia entre las líneas.
Otra posibilidad es conectar a tierra los cables entre las dos líneas para crear una impedancia baja que debilite el campo eléctrico responsable de producir las interferencias.
Ventajas de las placas de circuito impreso digitales
Contiene el ruido generado por la distribución de energía
Ayuda a controlar la impedancia (adaptación)
Preserva la integridad de la señal
Minimiza la diafonía entre trazas adyacentes
Reduce los efectos creados por el rebote de la referencia de tierra
Altamente inmune a las interferencias electromagnéticas
Aplicaciones de la placa de circuito digital
Comunicaciones de red
Estaciones base 5G y conmutadores de Internet
Dispositivos IoT
Informática de alta velocidad
Sistemas de prueba de circuitos integrados
Equipos médicos
Equipos médicos
Electrónica de consumo instalada, como cajeros automáticos
Radios
Montaje de PCB digitales
Antes de pasar al montaje, es vital comprender que una placa de circuito impreso digital utiliza un sistema binario.
Además, se basa en un enlace digital para los puntos de transferencia y recepción de datos durante el montaje. Este hilo permite realizar modificaciones en tiempo real para mantener o mejorar la calidad del montaje.
Aunque el sistema binario parece sencillo, puede tener múltiples niveles de complejidad en los PCB digitales. Pero la ventaja es que los dispositivos digitales son controlables y programables.
Una PCB digital de alta tecnología con microchips y un procesador
Por lo tanto, puede utilizar el sistema binario, que le ayudará a controlar, girar y accionar otros dispositivos digitales utilizados en múltiples aplicaciones a nivel mundial.
Esta descripción detallada del proceso de montaje digital le ayudará a comprender las aplicaciones de la digitalización.
Proceso de ensamblaje
Prototipos PCBA
La creación de prototipos es fundamental para desarrollar la calidad en el proceso de montaje de placas de circuito impreso complejas y modernas. Es especialmente vital para lograr una alta calidad de construcción y un funcionamiento fiable. El proceso de fabricación de placas de circuito impreso puede dividirse en dos segmentos:
Producción eficiente y rentable
La calidad del proceso (producción eficiente de placas de alta calidad) es crucial para la producción de grandes o pequeños volúmenes.
El montaje consta de múltiples pasos, al igual que la fase de fabricación de la placa y el proceso de diseño. Estos atributos explican en detalle los pasos del montaje.
Atributos del montaje digital de PCB
Velocidad
Su pedido debe procesarse lo antes posible, pero esto no es un problema porque las máquinas digitales se encargan de todo el proceso de montaje de la placa de circuito impreso.
Producción automatizada de placas de circuito impreso
Precisión
Una máquina de montaje debe ser lo suficientemente precisa como para colocar todo en el lugar correcto para aumentar la eficacia y el rendimiento de una placa de circuito impreso digital.
Precisión
La precisión es un factor crítico en el proceso de montaje porque garantiza que la placa de circuito impreso digital funcione según lo previsto.
Agilidad
Si se producen errores durante el montaje de la placa de circuito, el proceso debe ser lo suficientemente flexible como para reanudar las operaciones rápidamente.
Control
El control es una parte vital del montaje de placas de circuito impreso porque garantiza que no se deje nada sin hacer.
Montaje de PCB convencional o digital: ¿Qué elegir?
En este caso, la elección depende del desarrollador y del fabricante de PCB digitales. En cuanto al fabricante, cada uno tiene unas directrices específicas de diseño para montaje (DFA) que se basan en sus equipos y procesos para el control de calidad.
Equipos utilizados en la producción de PCB en miniatura
Además de someterse a un proceso de montaje automatizado, su placa de circuito impreso digital debe cumplir todos sus requisitos y especificaciones. Sin embargo, algunos fabricantes tienen que hacer comprobaciones manuales, lo que puede arruinar la calidad y ralentizar el plazo de entrega.
Un instrumento automatizado de medición por visión inspeccionando una placa de circuito impreso
Por lo tanto, necesita trabajar con un fabricante de PCB fiable, como WellPCB, para obtener los mejores resultados. Llevamos en el negocio de la producción y montaje de PCB desde 2005, por lo que combinamos experiencia y los mejores equipos para garantizar que obtiene placas de circuitos digitales de alta calidad a precios razonables.
