Simplemente es un medio para proteger los taladros pasantes (Vía Hole) por diferentes razones:

• Para evitar que el estaño fluya de una cara a otra en el proceso de soldadura. Podría ocasionar cortocircuitos.
• Para evitar que restos químicos queden atrapados en el interior de la vía en procesos posteriores y puedan degradar ó contaminar la metalización ocasionando discontinuidades (“open”).
• Para disipación térmica.
• Para permitir el ensamblaje ó soldadura directamente sobre el taladro pasante. Tecnología VIP ( Vía in Pad).
• Para conseguir una superficie totalmente plana en el circuito, y facilitar el Vacío en el test ICT.
• Para dar una fiabilidad adicional al taladro pasante ó vía.

Los taladros pasantes se pueden proteger básicamente con 2 materiales:

• Con tintas no conductoras
• Con tintas conductoras ó rellenas de cobre.

La forma de hacerlo se conoce con 5 tipos:

• “Plugged”, tapadas parcialmente de tinta no conductora.
• “Plugged & Covered”, tapadas parcialmente de tinta no conductora y cubierta posteriormente con una segunda capa de tinta.
• “Filled”, rellenas 100% con tinta no conductora ó conductora.
• “Filled & Covered”, rellenas totalmente y cubierta posteriormente con una segunda capa de tinta.
• “Filled & Caped Plated”, rellenas totalmente y cubierta posteriormente con una capa de metalización de cobre.

Las vías tapadas (plugged) son típicamente usadas para prevenir la transferencia de estaño entre caras en el proceso de soldadura. También se usan para ayudar en el vacío durante el Test ICT. Plugged es una penetración parcial de tinta en el interior del taladro pasante y se puede aplicar antes ó después del proceso final de aplicación de mascarilla ó Solder Mask.

Las vías rellenas (filled) habitualmente se hacen con relleno de tinta conductora ó metalización completa de cobre (cegando y rellenando el taladro). Se usan para los VIP (Vía in Pad), como disipadores térmicos, ó para garantizar (con un encapsulado 100%) la fiabilidad de la Vía. (Consultar Norma IPC-4761).

Antes de efectuar un diseño de Circuito Impreso es recomendable contactar directamente (sin intermediarios) con su montador (OEM) y con su fabricante de circuitos impresos. Ellos son realmente los verdaderos especialistas en todo lo concerniente al circuito impreso, tanto en la fabricación como en el posterior montaje del circuito impreso. Les puede asesorar en todo lo relativo a:

. Materiales a utilizar, construcción de multicapa aconsejable (Build Up), panelización del circuito, tipo de tapado de vías, acabado recomendable, …

Será la verdadera manera de que el prototipo se asemeje al final pretendido y reduzca costes. (Consultar Norma IPC-2221a)

El formato preferido es Gerber RS274X, con la Tabla de Aperturas incluida. Hay que incluir todas las capas, los Solder Mask (“Top” y “Bottom”) y la Leyenda de Componentes. El formato del Fichero de Taladro será en “Excellon”. También son admitidos otros Formatos como por ejemplo DPF, DXF, etc…, pero lleva más tiempo en su conversión a Gerber con el consiguiente riesgo de que en dicha conversión haya errores.
Es recomendable enviar un fichero de Texto en el que se especifiquen todos los detalles necesarios para la fabricación del circuito impreso, como espesores y tipo de material, colores del Solder Mask y cualquier otro dato.

Es recomendable almacenar los circuitos impresos en el envoltorio original hasta su montaje en un lugar seco y limpio con unas condiciones que no sobrepasen los 25ºC y un 60% de humedad.

Una vez abierto el envoltorio, si no se han utilizado todas las piezas, volver a cerrarlo.

Manipular los circuitos con cuidado, prestando especial atención a no tocar con los dedos los puntos de soldadura (usar guantes), ya que producirían oxidaciones que afectan a la soldabilidad.

Si se montan tras varias semanas después de la recepción, es recomendable el estufado previo de los circuitos en horno (pueden apilarse) unas 4 horas a 120ºC, para eliminar el posible contenido de humedad adquirido durante su almacenaje, que podría afectar a la soldabilidad.

Los periodos máximos de almacenaje según acabado son:

OSP (Pasivado Orgánico): 6 meses

Inmersion Tin (Estaño Químico): 12 meses

Inmersion Silver (Plata Química): 12 meses

HAL Lead Free (sin Plomo): 18 meses

HAL Sn/Pb (con Plomo): 24 meses

ENIG (Ni/Au Químico): 24 meses

ORO Electrolítico : 24 meses

Los polímeros (materiales plásticos aislantes) utilizados en contacto eléctrico y electrónico tales como: tintas de mascarilla y materiales base para fabricación de circuitos impresos, el propio circuito impreso, cables, enchufes, transformadores, etc., se encuentran regulados por varios estándares internacionales y nacionales (UL, IEC, DKE,
CENELEC), para garantizar, principalmente entre otros, la seguridad eléctrica de instaladores y usuarios, y la seguridad contra incendios.

U.L. son las siglas de Underwriters Laboratories Inc., una entidad estadounidense que certifica, previa investigación y realización de los correspondientes ensayos, el cumplimiento para equipos eléctricos y electrónicos, y todos sus componentes, de requisitos de seguridad eléctrica (CTI y DSR) y de seguridad contra incendios (Flame Class – Clasificación del grado de inflamabilidad), entre otros requisitos (*), según estándares nacionales de Estados Unidos y Canadá.

(*) Su capacidad de mantener sus propiedades a la temperatura de operación, límites de soldadura máximos y parámetros del diseño, tales como el ancho mínimo de las pistas, distancia de las pistas a los bordes, espesor de la pista, el acabado metálico, número de capas de recubrimiento y el área máxima conductora de éste.

La mayoría de los circuitos fabricados en CIPSA son componentes reconocidos por UL, tanto para los estándares de Estados Unidos como de Canadá.

La identificación significa “Componente Reconocido por UL”. Colocada sobre los circuitos, indica que dichos productos, así como los materiales base y tintas de mascarilla con los que han sido fabricados, han sido evaluados, clasificados y reconocidos por UL, como componente que cumple los estándares de seguridad de Estados Unidos.

Para el reconocimiento de los circuitos como componentes que cumple los estándares de seguridad de Canadá la identificación es

Y en el caso de CIPSA se incluye como marcado el logo y la letra correspondiente al tipo de circuito.

¡¡ATENCIÓN¡¡ Para marcar los circuitos como componente reconocido, previamente debe ser solicitado por el cliente, indicando el país (Estados Unidos o Canadá) al que va dirigido el equipo final. Considerando también que para el mercado español y europeo, se suele exigir el reconocimiento de UL para determinados equipos eléctricos y/o electrónicos. En estos casos se usa por defecto la identificación de Estados Unidos.

C.T.I son las siglas en inglés de “Comparative Tracking Index”, equivalente en su traducción al castellano a I.R.E “Índice de Resistencia al Encaminamiento Eléctrico”.

Encaminamiento eléctrico (Tracking) se define como: Degradación irreversible de la superficie de un material aislante por formación de surcos debido a descargas que se inician y se desarrollan superficialmente. Estos surcos son conductores aun en condiciones de sequedad. El encaminamiento puede ocurrir en superficies en contacto con el aire y también en las superficies de contacto (interfases) entre los distintos materiales.

Para el mercado de la industria electrónica los datos de referencia eléctricos son especialmente importantes.

C.T.I es uno de los muchos métodos utilizados para medir las propiedades y el comportamiento de los materiales aislantes de uso eléctrico y/o electrónico en presencia de corriente eléctrica. Aplicado al circuito impreso permite que el Fabricante del Equipo Final pueda seleccionar el tipo de circuito adecuado según las exigencias de su producto.

El valor de C.T.I indicará el grado de resistencia de los materiales base para fabricación de circuitos impresos, a la formación de caminos conductores (cortocircuitos) cuando su superficie se expone a condiciones húmedas, es decir, a la acción de agua que contiene impurezas iónicas, simultáneamente con demanda eléctrica.

El ensayo se realiza según estándar UL 746E, sometiendo la superficie del material base con espesor nominal de 3 mm (se considera representativo de cualquier otro espesor) al goteo de una solución del 0,1% de cloruro amónico entre dos electrodos, a tensiones de ensayo de hasta 600V.

La cantidad de corriente en Voltios que el material base pueda resistir, después de 50 gotas, sin formar cortocircuitos será el valor de CTI.

Con este valor del material base se clasificará el circuito impreso, según los rangos especificados en el estándar UL 746A e indicados en la siguiente tabla:

CTI 0 > 600 Voltios

CTI 1 400 a 600 Voltios

CTI 2 250 a 400 Voltios

CTI 3 175 a 250 Voltios

CTI 4 100 a 175 Voltios

CTI 5 < 100 Voltios

¡¡ATENCIÓN¡¡ Los valores más frecuentes de CTI en los materiales de base para fabricación de circuitos son los correspondientes a PLC 3 y 4.

Generalmente, cuando un equipo final tenga ciertos requisitos de seguridad eléctrica, el cliente exigirá para el circuito impreso un valor de CTI=3, es decir, que el material base empleado para su fabricación cumpla con mejores características eléctricas, mayor resistencia a la formación de cortocircuitos por paso de corriente eléctrica durante su funcionamiento, con CTI > 175 V.

D.S.R son las siglas en inglés de “Direct Support of Current-Carring Parts” (Superficie para “Apoyo directo de partes conductoras de corriente”).

Cuando se indica que un circuito impreso cumple con D.S.R se entiende que el material base con el que ha sido fabricado cumple con los requisitos eléctricos del estándar ANSI/UL 796.

Aplicado al circuito impreso permite que el Fabricante del Equipo Final pueda seleccionar el tipo de circuito adecuado según las exigencias de su producto.

FR4 es el material más ampliamente utilizado para la fabricación de circuitos impresos, definido según NEMA como “Estratificado de resina epóxido y tejido de vidrio con características mecánicas muy elevadas a temperatura moderada, con buena estabilidad de las propiedades eléctricas a elevada humedad y características de inflamabilidad definida”. Las letras «FR» en la designación del material indican que contiene retardantes de llama (Flame Retardant), se trata de materiales resistentes a la llama (autoextinguibles).

En la caracterización del comportamiento térmico de los polímeros epoxi se utilizan varios parámetros:

– Grado de Inflamabilidad. La normativa para evaluación de la inflamabilidad aplicada a equipos eléctricos y electrónicos es ANSI / UL 94. Según esta normativa los materiales FR4 usados por CIPSA poseen clasificación de Grado de Inflamabilidad 94V-0.

La clasificación de inflamabilidad que establece U.L para circuitos impresos, y las tintas y materiales base que se han empleado en su fabricación, se realiza en función de los resultados obtenidos en los ensayos según los estándares ANSI/UL 94 («Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances,»).

En CIPSA está establecido que todos los materiales de base y las tintas de mascarilla deben tener grado de inflamabilidad UL 94 V-0.

Como resultado de la anterior clasificación de materias primas utilizadas, así como del proceso de fabricación empleado que no ha modificado sus condiciones de inflamabilidad, los circuitos de CIPSA, ensayados y reconocidos por U.L, tiene igualmente grado de inflamabilidad UL 94 V-0, a partir de un espesor total final mínimo de 0.5 mm en adelante.

– (Tg) Temperatura de transición vítrea. A temperaturas por encima de Tg, el polímero epoxi se transforma de cristalino y rígido, a deformable y quebradizo con un comportamiento propio de los líquidos con alta viscosidad. Esta situación es reversible.

Los materiales FR4 se clasifican según su Tg como:

Estándar Tg 120 – 140ºC

Medio 140 > 165 ºC

Alto Tg >165 ºC

– (Td) Temperatura de descomposición. Temperatura a la cual se ocasiona la destrucción térmica del polímero epoxi, causando la pérdida de peso del material y su degradación física y química de manera irreversible.

– (MOT) Temperatura máxima operativa. Además de los cambios mecánicos, la temperatura también puede afectar el rendimiento eléctrico de un PCB si se trata de elevada temperatura a causa de alta potencia operación.

La Temperatura máxima operativa de un PCB está determinada por las características de los materiales empleados en la fabricación, principalmente los valores R.T.I

También la MOT debe mantenerse por debajo de Tg, a excepción de los pasos de procesamiento de corta duración, tales como procesos de soldadura. Por encima de Tg el material se convierte en mecánica y eléctricamente inestable debido a que sufre un cambio drástico en el CTE (Coeficiente de Expansión Térmica).

– (RTI) Relative temperature index. Máxima temperatura a la cual las propiedades críticas del material se ven comprometidas de manera inaceptable a causa de su degradación térmica.

— RTI electrical, temperatura máxima de compromiso crítico con propiedades eléctricas y de aislamiento.

— RTI mechanical, temperatura máxima de compromiso crítico con propiedades mecánicas y de integridad estructural.