Calculo de intensidades para pistas de un C.I.

Aquí os dejo unas imágenes captadas de la pagina Web de un fabricante Argentino, ALLPLAK Circuitos Impresos que a puesto a disposición de los usuarios una pagina para el calculo de los anchos de pista necesarios en los circuitos impresos en función de la intensidad eléctrica, de la temperatura y de si las capas son externas o internas.

Como el mismo indica, este programa es basado en las tablas que os adjunto debajo de las imágenes del fabricante, estas tablas salen de un documento publicado por IPC con la ref.: IPC-D-275 o del IPC-2221.

Este enlace es muy interesante ya que en diseños de placas de potencia como la mostrada al principio y donde los espacios son limitados nos permitirá ajustar con precisión los anchos de pista necesarios.

BGAs y Nº de Capas

Antes de empezar un diseño se nos consulta muchas veces cuantas capas vamos a necesitar para resolver el trazado de un circuito integrado con encapsulado BGA.

Teniendo en cuenta que para encapsulados con un alto numero de pines o pines muy cercanos hay tecnologías como el de las "vías" enterradas o ciegas, el ejemplo que hemos preparado es con un encapsulado de tipo medio tanto en numero de pines como en su proximidad, esto nos permite usar "vías pasadoras" a todas las capas.

Partiendo de este supuesto se puede ver, que con un circuito de 4 Capas podríamos resolver una BGA con 6 filas de pines suponiendo que las 2 internas fuesen pines de alimentación.

Puede verse que con cada 2 nuevas filas de pines se va generando la obligación de utilizar 2 capas mas.

Este ejemplo parte del supuesto de un uso intensivo de las conexiones de la BGA,, podría darse el caso de una resolución del trazado con menos capas si no se utilizan todas las conexiones.

En SYSTEMCAD asesoramos a nuestros clientes sobre cual puede ser la mejor opción en cada caso concreto.

Evolucion del Diseño

En España, durante la década de los 60 los Circuitos Impresos empiezan a ser habituales entre la industria electrónica. Es a finales de los 60 que se empiezan a diseñar los primeros circuidos a doble cara.

Durante los años 70 el uso de los circuitos impresos se va generalizando aunque es el diseño de los circuitos a simple cara lo que aun prima. Es a finales de los 70 que los circuitos a doble cara empiezan a ser algo habitual.

Durante todo este tiempo el diseño es básicamente manual y su realización se acomete sobre hojas de Film poliester con plantillas de centrado y con cintas adhesivas.

En la década de los 80 aparecen los primeros sistemas de CAD Electronico que básicamente son ayudas al trazado, posteriormente evolucionaran hacia herramientas mucho mas potentes hasta llegar a los programas de CAD actuales.

Desde principios de los 70 en que los circuitos multicapa empiezan a ser algo habitual en la industria, hasta ahora en que se han vuelto imprescindibles en muchos desarrollos, el aumento del numero de capas también se ha incrementado, circuitos de mas de 8/10 capas empiezan también a ser algo habitual.

En los últimos 20 años hemos asistido también a un cambio en el tipo de componentes, los componentes de montaje convencional han ido dejando paso poco a poco a los de montaje en superficie (Smd), el aumento de densida en los diseños, la reducción de tamaños y un coste inferior en su montaje estan siendo piezas clave de su implantación.

Las imágenes expuestas muestran esta evolución en el tiempo, en el tipo de diseño y en los tipos de componentes.

La primera imagen corresponde a un diseño realizado a mano de un circuito de doble cara en el año 1978, la ultima imagen corresponde a un diseño realizado con programa de CAD (Ranger XL) fabricado en 6 capas y con un 90% de componentes de montaje superficial, entre ellos dos integrados en formato BGA.

Posicionados Estaticos o Dinamicos

En la era Pre-CAD cuando los diseños se realizaban a mano, prácticamente todos los emplazamientos eran estáticos, una vez dibujados y colocados los componentes estos ya no se podían mover salvo que nos planteásemos tirar por la borda el trabajo de días. Es cierto que por lo general los diseños de hace 30 años no tenían la complejidad de los actuales, pero todo y así, tener que re-dibujar todo un circuito con 40 o 50 integrados se convertía en un trabajo complejo, tal necesidad nos obligo a que antes de empezar a posicionar los componentes el emplazado ya estaba prácticamente resuelto en nuestra cabeza.

Actualmente los posicionados estáticos vienen definidos por cuestiones mecánicas y/o eléctricas.

En el caso de la Figura 1 queda claro que la posición de los conectores ya esta predefinida por un estándar y lo único que nos queda es trazar las señales de la forma mas optima que nos permita el posicionado de los componentes, ya que estos son inamovibles.

En el caso de la Figura 2 el problema se repite, una serie de componentes no pueden ser movidos de donde la mecánica del circuito nos obliga a colocarlos, ademas aquí sumaremos que las limitaciones de espacio nos obligan a repartir los componentes por ambas caras y las limitaciones mecánicas nos duplicaran las dificultades.

Las Figuras 3 y 4 en cambio se ha podido/tenido que trabajar con un posicionado dinámico, en la 3 se tuvieron que ir colocando los componentes y compactándolos conforme el trazado de las señales avanzaba, para que finalmente entraran en el espacio disponible. En el caso de la figura 4, el posicionado fue avanzando de la mano del trazado, ya que aquí el condicionante era el aislamiento entre distintas zonas del circuito ademas del limitado espacio fisco restante.

Las imágenes son cortesía de las empresas: Sitel SA, Disibeint Electronic, Apel Electronica y Ditel SA.