ELABORACION DE UNA MOTHERBOARD
La placa base, placa madre, tarjeta madre (en inglés motherboard, mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de integrados, entre los que se encuentra el Chipset,, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos. Va instalada dentro del case que por lo general esta hecho de lámina y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro del gabinete.
- Antes de mostrarles cómo se fabrica una placa madre, se debe aclarar algunos conceptos para que se entiendan las explicaciones posteriores, sobre todo la elaboración de una PCB que puede ser de distintas maneras.
Primeros pasos en la fabricación de la placa
Muchas empresas o corporaciones, por no decir todas, no fabrican tarjetas PCB (tarjeta de circuitos impresos); estas llegan ya grabadas con las huellas de circuitos necesarios antes de color-y pre-perforados con los agujeros que se necesitan para insertar componentes como el socket de la CPU y las ranuras PCI. Aparte de esto, sin embargo, son completamente desnudos es decir que no contiene componentes o soldadura.
INTRODUCCION
En electrónica, un circuito impreso, tarjeta de circuito impreso o PCB, es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre un sustrato no conductor. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de los caminos conductores, y sostener mecánicamente por medio del sustrato, un conjunto de componentes electrónicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que el sustrato se fabrica de resinas de fibra de vidrio (la más conocida es la FR4), cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita.
DATO: La Organización IPC (Institute for Printed Circuits), ha generado un conjunto de estándares que regulan el diseño, ensamblado y control de calidad de los circuitos impresos, siendo la familia IPC-2220 una de las de mayor reconocimiento en la industria. Otras organizaciones tales como American National Standards Institute (ANSI), International Engineering Consortium (IEC), Electronic Industries Alliance (EIA), Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) también contribuyen con estándares relacionados.
ELABORACION DE UNA PCB (Printed Circuit Board)
PASO1:Para fabricar un PCB se requiere de una tarjeta virgen (de cobre) de acuerdo al tamaño del modelo de PCB. Como dije existen muchas formas de hacer la base PCB: Pueden ser una placa de cobre por un lado y fibra de vidrio por el otro, también cerámica hasta podría tener ambos lados de cobre.
En este caso mostrare una placa o tarjeta virgen (consta de una lamina de cobre y una base aislante) con barniz fotosensible ya aplicado y protegido por una o ambas caras por una lámina de plástico oscura, ya que la luz del medio que lo rodea con el tiempo afectaría al barniz fotosensible y no nos serviría debido a que quedaría velada como si fuera un negativo de una cámara fotográfica es la más práctica para mí; claro que en una empresa se fabricaría diferente.
Un modelo de fotolito y una tarjeta barnizada protegida por una lamina de plastico
Placa Virgen
PASO2: También se requiere el modelo del circuito impreso (PCB) a fabricar, el cual se puede imprimir el diseño en un fotolito transparente. El fotolito es una lamina de papel o acetato en la que se imprimira el modelo de pistas de nuestro circuito impreso. Hay muchas formas de obtener nuestro modelo de PCB.
Entre los métodos típicos para la producción de circuitos impresos se tienen:
- La impresión serigráfica utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado. Alternativamente, la tinta puede ser conductiva, y se imprime en una tarjeta virgen no conductiva. Esta última técnica también se utiliza en la fabricación de circuitos híbridos.
- El fotograbado utiliza una fotomecánica y grabado químico para eliminar la capa de cobre del sustrato. La fotomecánica usualmente se prepara con un fotoplotter, a partir de los datos producidos por un programa para el diseño de circuitos impresos. Algunas veces se utilizan transparencias impresas en una impresora Láser como fotoherramientas de baja resolución.
- El fresado de circuitos impresos utiliza una fresa mecánica de 2 o 3 ejes para quitar el cobre del sustrato. Una fresa para circuitos impresos funciona en forma similar a un plotter, recibiendo comandos desde un programa que controla el cabezal de la fresa los ejes x, y y z. Los datos para controlar la máquina son generados por el programa de diseño, y son almacenados en un archivo en formato HPGL o Gerber.
- Con máquinas diseñadas especialmente para esta aplicación(de alto costo y complejidad)
En mi caso explicare la insolación mediante una placa virgen y un fotolito.
Proceso de Insolación
En esta parte se utilizara el fotolito del modelo de nuestro circuito y la tarjeta o placa virgen. Se comenzara a retirar la lámina de plástico que protege nuestra tarjeta y junto con el fotolito colocarlo de manera correcta a la Insoladora. Es decir la cara impresa del fotolito tiene que hacer contacto con la cara de cobre de la placa. La insoladora emitirá unas luces ultravioletas y teniendo una placa fotosensible la impresión en la placa será una copia exacta de nuestro fotolito. A este proceso es también llamado fotograbado.
Insoladora con luz U.V.
A continuación se procederá con el bañado de la placa insolada. Esto se da en 2 procesos, el revelado y el atacado químico (ambas se pueden encontrar en una tienda de electrónica).
EL REVELADO: consiste en una disolución de sosa cáustica en agua en la proporción según sea el caso. Este líquido es capaz de disolver el barniz fotosensible donde ha incidido la luz U.V. mientras que las pistas, la parte impresa no insolada, empezara a notarse según el modelo en el fotolito. Para esto hay que ir moviendo la tarjeta o placa, igual a un revelado de fotografía.
El Atacado químico: Es un líquido que reacciona con el cobre en las zonas que han quedado libres de barniz. Hay 2 tipos de atacador, uno lento y otro rápido. El Atacador lento está compuesto de cloruro férrico; y el atacador rápido, de ácido clorhídrico y agua oxigenada. Posteriormente se hace un lavado con agua, luego secarlo.
Solo quedaría eliminar el barniz fotosensible que ha quedado en las pistas el cual se puede hacer con lana de acero, acetona o un disolvente dejando las pistas de cobre brillantes.
Proceso de Perforado
Las perforaciones, o vías, del circuito impreso se taladran con pequeñas brocas hechas de carburo tungsteno. El perforado es realizado por maquinaria automatizada controlada por computador y esto es también llamado taladros controlados por computador (NCD por sus siglas en inglés).
Cuando se requieren vías muy pequeñas pueden ser evaporadas por un láser. Estas perforaciones se llaman micro vías.
AREA SMT(Surface Mount Technology)
En esta area como sus mismas siglas lo dicen “Tecnología de Montaje Superficial” se encarga de la inserción de componentes superficiales(SMD) como transistores, resistencias, capacitores, BIOS, Chipset, chips de audio y otros de no gran volumen en su respectivas posiciones gracias a una maquina que a gran velocidad las coloca y las patas de dichos componentes se dobla o clinchea.
Luego de esto es llevado a una maquina que mediante un bañado o como se le dice “soldadura por olas de estaño” los componentes estas casi listos.
Otra forma es colocar en el área de los componentes una pasta de soldar que luego de su revisión pasan al horno de convección la cual hace el soldado
Las placas base son sometidas a un circuito de prueba, que implica la evaluación de rutas de cada una placa de circuito, características eléctricas y los chips que acaban de ser añadidos por la aplicación de corriente eléctrica para determinados puntos de prueba específicos en el tablero.
Lo que se hizo fue una inserción automatizada, luego de esto se hace una inserción manual como disipadores ranuras de PCI, AGP, socket, ranuras de memoria RAM, puertos IDE, puertos de diskettera, disipadores los de mayor volumen ya que las maquinas lo estropearian.
Asi se tiene ya acabado la placa.
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