QUIMICA APLICADA. INVESTIGACION

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ÍNDICE

PRIMERA PARTE: CIRCUITOS IMPRESOS E INTEGRADOS.

CIRCUITOS IMPRESOS:

El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de las pistas conductoras y sostener mediáticamente, por medio de una base, un conjunto de componentes.

El objetivo principal de estos circuitos electrónicos es permitir que la corriente eléctrica lleve a cabo un trabajo. Las placas electrónicas son tienen mucha utilidad en la vida común y los PBC tienen un sinfín de aplicaciones.

Un circuito impreso de confecciona a partir de una placa virgen que esta conformada por una plancha base aislante (cartón endurecido, baquelita, fibra de vidrio o plástico flexible) que sirve de soporte, y sobre una de las caras o las dos, se deposita una fina lámina de cobre firmemente pegada al aislante que la cubre completamente. Sobre la placa se actúa para desaparecer todo el cobre sobrante y que queden nada mas las pistas que configuran el circuito.

La realización actual está totalmente automatizada de manera que con ayuda de un software se diseña la disposición de los elementos y pistas, para mas tarde pasar a las máquinas de construcción de prototipos, que obtiene el circuito impreso terminado

Un circuito impreso es aquel que se plasma con pequeñas y muy delgadas áreas conductoras de cobre, sobre una superficie plana y aislante (fibra de vidrio), sobre la cual se insertan diversos componentes electrónicos por pequeños orificios, realizando contacto eléctrico, entre las terminales de cada componente y las áreas de cobre con soldadura de estaño, dando como resultado la interconexión de componentes electrónicos de forma precisa y confiable-

1. Métodos de fabricación de circuitos impresos.

1. Método serigráfico:

Esta técnica permite imprimir imágenes sobre cualquier material. Básicamente es trasferir una tinta a través de una malla de seda templada. La seda ha sido previamente tratada con una emulsión que bloquea el paso de la tinta en las áreas donde no habrá imagen, quedando así libre la zona en donde pasará la tinta. Este sistema de impresión se usa para hacer impresiones en grandes cantidades, sin perder definición. La técnica de producción de circuitos impresos con serigrafía se usa industrialmente, ya que se pueden obtener altas cantidades de impresiones y a un bajo costo. Una vez se tienen revelados los marcos de seda o mas conocidos como bastidores, se pueden realizar múltiples copias del mismo diseño. Esto permite la producción en serie de circuitos impresos. Aunque no deja de ser un procedimiento manual esta técnica es una de las mas usadas, ya que permite obtener trabajos con la calidad y presentación necesarias, para la realización de prototipos electrónicos y aplicaciones en la industria.

1. Método fotográfico:

Este método es e adecuado para obtener los mejores resultados. Los inconvenientes con este método son la difícil obtención del film fotosensible y su alto precio en el mercado. La película seca fotosensible, es un material foto-polimero, para grabado de circuitos impresos, resistente a los químicos como: cloruro, floruro, per sulfato de sodio, ácido clorhídico y otros. Capaz de reproducirse el diseño de pistas y pads de un circuito exponiéndolo a la luz ultravioleta a través de un negativo, que se elimina con solución alcalina, posterior al grabado.

Los materiales necesarios para fabricar PCB con el método de fotografía son:

• Fuente de luz ultravioleta: tubos UV-A, lámparas de bajo consumo blancas, leds, luz solar.
• Pistola de aire caliente.
• Cúter o navaja.
• Rodillo de goma, regla de plástico, o regla con borde de goma.
• Cinta adhesiva.
• Agua destilada.
• Revelador.
• Removedor de película.
• Placa virgen.
• Negativos con el patrón a trasferir.
• Película fotosensible.

El proceso por realizar con este método es el siguiente:

1. Limpiar la placa, es un paso fundamental ya que el resultado final dependerá de ello.
2. Adherencia a la película, se corta una medida que cubra más de 100% de la placa, es necesario trabajar con luz sin emisiones UV. Esta consta de tres partes: lámina interna (plástico mate), película y lámina externa (celofán brillante)

No se debe retirar totalmente, la película protectora interna, sino que se desprende de un lado de la misma que será por donde se adhiere a la placa, con ayuda de un rodillo de goma, se debe de evitar el dejar burbujas de aire.

1. Foto exposición, este es un proceso en el cual se expone una película fotosensible a la luz ultravioleta, y que además se requiere de una transparencia, que será transferida sobre el sustrato.

Un diseño negativo tendrá las líneas y siluetas que nos interesan imprimir de color blanco y lo que no interesa de color negro.

Un diseño positivo tendrá las líneas y siluetas que nos interesan imprimir de color negro y lo que no interesa de color blanco.

1. Revelado, para revelar la placa expuesta, se deberá retirar cuidadosamente la lámina extrema de film y sumergir la placa en la solución reveladora, pasando un rodillo de espuma, suavemente, en el revelado no se deben de exceder los tiempos. Las zonas que ni hay sido expuestas caerán quedando el metal al descubierto, este proceso no deberá sobrepasar los 2 minutos. Luego se debe de lavar con agua en abundancia y posteriormente secar.
2. Ataque químico, se introduce el sustrato revelado en el cloruro férrico durante el tiempo necesario para retirar todo el color expuesto. Se enjuaga hasta eliminar el residuo del químico. Posterior a esto se retira el film de la placa y debe aparecer las pistas del diseño, luego se realizan los cortes y perforados que sean necesarios. Se realizan estos procedimientos para la aplicación de componentes y anisodonte.

1. Método directo:

El método directo para la realización de circuitos impresos consiste en una serie de pasos:

1. Probar que el diseño funciona correctamente antes de realizar el circuito impreso. Es de alta importancia tener la certeza de que funcione correctamente antes de proceder con la realización del circuito impreso ya que evitara tener problemas futuros tanto como perdida de materiales y tiempo.
2. Tener todos los componentes que se instalara en el circuito. El circuito impreso se realizará en base a los componentes que se tengan.
3. Transferir la una hoja de papel milimétrico la estructura de los componentes (tracks y pads), en donde estar ubicados físicamente y como será su conexión.
4. Se cortará una baquelita del tamaño del circuito impreso dibujado en la hoja milimétrica.
5. Colocar el papel milimétrico sobre la baquelita y sostenerlo con cinta adhesiva para evitar el movimiento y se procede a realizar todas las perforaciones necesarias. Las perforaciones específicamente se hacen en los PADS, el diámetro de las perforaciones dependerá del diámetro de los alambres de los elementos electrónicos.
6. Se dibujan los PADS y los Tracks con un marcador exactamente como fue dibujado en el papel milimétrico anteriormente.
7. Se sumerge la baquelita dentro de cloruro férrico el tiempo suficiente hasta que las zonas de cobre no cubiertas por el marcador desaparezcan.
8. Pasado el tiempo necesario se sacará la placa, se lavará con abundante agua y se limpiará con acetona.
9. Por último, se colocan los componentes del circuito y se soldán.

1. Circuitos integrados:

1. Métodos de fabricación de circuitos integrados:

1. Circuitos integrados monolíticamente:

1. Circuitos integrados peliculares:

SEGUNDA PARTE: CERÁMICOS.

1. Cerámicos:

1. Proceso de fabricación de cerámicos:

1. Cerámicos piezoeléctricos:

Las cerámicas piezoeléctricas pertenecen al grupo que da mayor flexibilidad de formato y de propiedades, siendo ellas ampliamente utilizadas en la fabricación de equipos industriales, específicamente en sistemas de limpieza, equipos de soldadura por ultrasonido, para ensayos no destructivos y equipos para monitorear vibraciones.

Las cerámicas piezoeléctricas son cuerpos macizos semejantes a la utilizadas en aisladores eléctricos, ellas están continuidad por innumerables cristales ferroeléctricas microscópicos llegando a denominarse como policristalinas. Particularmente en las cerámicas del tipo PZT, estos pequeños cristales poseen estructuras cristalinas tipo Perovskita, pudiendo presentar simetría tetragonal, romboédrica o cúbica simples, teniendo en cuenta la temperatura en la que el material se encuentra. Cuando se encuentre por debajo de la temperatura critica, la estructura presentará la simetría tetragonal donde el centro de la simetría de las cargas eléctricas positivas no coincide con el centro de simetría de las cargas negativas, de esta manera se produce el origen de un dipolo eléctrico. Por la existencia del dipolo se provoca una deformación cristalina en presencia de un campo eléctrico y genere un desplazamiento eléctrico cuando es sometida a una deformación mecánica, se caracteriza el efecto piezoeléctrico inverso y directo respectivamente.

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