Guía docente de Tecnología de Circuitos Impresos (22111CA)

Tener cursados los módulos de Formación Básica y Común a la Rama de Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación.

Específicamente, tener cursadas las asignaturas:

• Análisis de Circuitos.
• Componentes y Circuitos Electrónicos.
• Transmisión de Ondas.

• Diseño de placas de circuitos impresos (PCB).
• Simulación de elementos circuitales en la PCB.
• Herramientas CAD para el desarrollo de circuitos y equipos electrónicos.
• Tecnologías, procesos de fabricación, normativas y criterios de calidad en el diseño de la PCB

• Conocer los conceptos y nomenclatura propia del diseño y de la tecnología de fabricación de los circuitos impresos a escala milimétrica.
• Conocer los elementos condicionantes de la tecnología de modo que se puedan realizar diseños de circuitos impresos para aplicaciones generales y específicas.
• Saber elegir los diferentes componentes electrónicos de un circuito dependiendo de la técnica de fabricación industrial a utilizar.
• Conocer las normativas y criterios de calidad en el diseño de los circuitos impresos.
• Adquirir conocimientos introductorios las diferentes tecnologías de fabricación de PCB y de producción industrial en línea.
• Conocer y saber manejar las herramientas CAD para la obtención de máscaras de litografía y diferentes procesos químicos necesarios durante la fabricación.
• Saber interpretar especificaciones técnicas de equipos electrónicos y elaborar documentación técnica.
• Saber calcular parámetros técnicos relativos a diseños de PCB.
• Saber aplicar los conceptos tecnológicos necesarios para optimizar los tiempos de fabricación en función de los procesos disponibles en la línea de fabricación.
• Saber aplicar los conceptos matemáticos necesarios para optimizar los costes de fabricación y montaje de los circuitos impresos durante la industrialización en planta externa.

Capítulo 1. Conceptos previos

1. Elementos de partida.
2. Factores mecánicos de diseño.
3. Factores y legislación medioambiental.
4. Historia del desarrollo de productos electrónicos.
5. Revisión de proyectos integrados realizados por los alumnos de cursos anteriores.

Capítulo 2. Encapsulados de componentes

1. Criterios de selección de componentes.
2. Tipos de componentes para montaje THT.
3. Componentes SMT.
4. Componentes semiconductores sin encapsular.
5. Componentes de patillas planas (flat-packs).
6. Zócalos y conectores: Tamaño y forma de la placa. Propiedades mecánicas, eléctricas y medioambientales. Tipos de conectores: Conectores para montaje con taladros y en superficie.
7. Elementos mecánicos.
8. Resolución con Python y Notebooks de Jupyter de problemas aplicados.

Capítulo 3. Sustratos

1. Introducción a la fabricación multicapa de PCI: Fases y vídeo práctico.
2. Tecnologías de sustratos.
3. Definición de elementos: via y pad.
4. Stencil.
5. Integridad de la señal y determinación de posicionado inicial.
6. Elección del sustrato y relación de empaquetamiento.
7. Conexiones de alta densidad.
8. Determinación de costes de fabricación.
9. Dimensionado de pistas: calentamiento, efecto pelicular y capacidad de corriente.
10. Diseño térmico.
11. Aislamiento eléctrico.
12. Resolución con Python y Notebooks de Jupyter de problemas aplicados.

Capítulo 4. Reglas de diseño y diseño mecánico

1. Elección de la rejilla.
2. Definición del land-pattern.
3. Definición de los PAD, definición de los taladros y definición de las vías multicapa.
4. Sección de los conductores, forma de los conductores y separación entre conductores.
5. El Pad stack en los taladros mecánicos.
6. Tornillería: Partes y Normalización. Tipos de cabezas.
7. Procedimientos del corte de PCB y panelización.
8. Procedimientos de creación de serigrafía gráfica sobre la PCB.
9. Resolución con Python y Jupyter de problemas aplicados.

Capítulo 5. Terminaciones de la pcb en la industria.

1. Definiciones.
2. Elección de la terminación más recomendable para una PCB.
3. Resistividad y par galvánico de los materiales.
4. Procedimientos químicos, procedimientos electrolíticos.
5. Soldadura sin plomo. Normativa Europea.
6. Realización de un encargo a un fabricante online de PCBs.

Capítulo 6. Documentación

1. Programas CAD / CAE
2. Características del diseño asistido por computador.
3. Agrupación y distribución de componentes en la PCB.
4. Técnicas de distribución detallada.
5. Trazado de las pistas conductoras.
6. Tipos de trazadores.
7. Prestaciones del trazador.
8. ERC. Verificación y correcciones.
9. Generación de documentación para fabricación.

Seminarios

1. Diseño de PCB Multicapa.
2. Disipación Térmica.
3. Exposición de trabajos.

Prácticas de Laboratorio

1. Práctica 1: Diseño en entorno CAD/CAE/CAM a partir de un conjunto de vídeos guiados.
2. Práctica 2: Diseño y fabricación en equipo de un prototipo de equipo electrónico.
3. Práctica de soldadura de componentes SMD.
4. Práctica 3: Post-procesado de PCBs.
5. Práctica 4: Obtención y manejo de documentación para fabricación de PCB .

Actividades no Presenciales de refuerzo al estudio. El alumno cada semana realizará una actividad no presencial que subirá a Prado.

1. Aprendizaje guiado del Software de diseño de PCB.
2. Casos prácticos en vídeo a través de plataforma electrónica para reforzar las sesiones teóricas.
3. Resolución de test sobre lecturas y vídeos recomendados.
4. Resolución de ejercicios mediante Python y Notebooks de Jupyter.

• Jon Varteresian, Fabricating Printed Circuit Boards, Newnes, 2002
• R. Tummala, Fundamentals of Microsystems Packaging, McGraw-Hill 2001
• C. Robertson. PCB Designer´s Reference. Prentice Hall, 2003

• V. Shukla, Signal Integrity for PCB Designers, Reference Designer, 2009
• Engineering graphics with SolidWorks and video instruction. Planchard, David C., 2018

Web de la asignatura de cursos anteriores.

Proyectos Integrados realizados por los alumnos en el curso 21-22

• MD01. Lección magistral 
• MD02. Actividades prácticas 
• MD03. Seminarios 
• MD04. Actividades no presenciales 
• MD05. Tutorías académicas 

Con objeto de evaluar la adquisición de los contenidos y competencias a desarrollar en la materia, se utilizará un sistema de evaluación diversificado, seleccionando las técnicas de evaluación más adecuadas para las asignaturas en cada momento, que permita poner de manifiesto los diferentes conocimientos y capacidades adquiridos por el alumnado al cursar cada asignatura. De entre las siguientes técnicas evaluativas se utilizarán alguna o algunas de las siguientes:

• Para la parte teórica se realizarán exámenes finales o parciales, sesiones de evaluación y entregas de ejercicios sobre el desarrollo y los resultados de las actividades propuestas. La ponderación de este bloque será del 70%.
• Para la parte práctica se realizarán prácticas de laboratorio, resolución de problemas y desarrollo de proyectos (individuales o en grupo), y se valorarán las entregas de los informes/memorias realizados por los alumnos, o en su caso las entrevistas personales con los alumnos y las sesiones de evaluación. La ponderación de este bloque será del 25%.
• En su caso, la parte de trabajo autónomo y los seminarios se evaluarán teniendo en cuenta la asistencia a los seminarios, los problemas propuestos que hayan sido resueltos y entregados por los alumnos, en su caso, las entrevistas efectuadas durante el curso y la presentación oral de los trabajos desarrollados. La ponderación de éstos hasta un 5%.

Se utilizarán la siguiente técnica de evaluación:

• La calificación global corresponderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos y actividades que integran el sistema de evaluación. Por tanto, el resultado de la evaluación será una calificación numérica obtenida mediante la suma ponderada de las calificaciones correspondientes a una parte teórica, una parte práctica y, en su caso, una parte relacionada con el trabajo autónomo de los alumnos, los seminarios impartidos y el aprendizaje basado en proyectos.

Para aprobar la asignatura será necesario, como mínimo, obtener una nota mayor a 5.0 entre 0-10 en la parte teórica y una nota mayor a 5.0 entre 0-10 en la parte práctica.

En Evaluación extraordinaria la calificación final responderá al siguiente baremo:

• 35 %, Pruebas práctica sobre las tareas realizadas en los seminarios, uso de los programas de diseño y simulación utilizados y sesiones de laboratorio.
• 65 %, Pruebas escritas.

De acuerdo con la normativa de la Universidad de Granada, para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en el plazo establecido en la normativa, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, al Coordinador del Grado, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación consistirá en un examen teórico y otro práctico consecutivo que representarán el 65% y el 35%, respectivamente.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).

Jupyer Lab con Python