CURSO: DISEÑO ELECTRÓNICO PARA MANUFACTURAS TRADUCCIÓN:TOPICS IN ELECTRICAL ENGINEERING SIGLA: IEE3462 CRÉDITOS: 10 MÓDULOS: 02 CARÁCTER: OPTATIVO DE PROFUNDIZACIÓN TIPO: CÁTEDRA CALIFICACIÓN: ESTÁNDAR PALABRAS CLAVE: CIRCUITO IMPRESO, PCB, FABRICABILIDAD NIVEL FORMATIVO: MAGISTER DESCRIPCIÓN: Las tarjetas de circuito impreso son el sustrato sobre el que se implenenta la electrónica de prácticamente todos los dispositivos tecnológicos que utilizamos a diario. Su importancia difícilmente se puede subestimar y, sin embargo, las técnicas, procesos y conocimientos necesarios para su diseño de manera profesional suelen aprenderse una vez estando en la industria. Este curso estudia dichas técnicas, procesos y conocimientos con el objeto de habilitar al estudiante para abordar desafíos de diseño de tarjetas de circuito impreso de manera eficaz. EVALUACIÓN: Un único proyecto de diseño que se desarrolla durante toda la extensión del semestre, evaluado de manera individual. El proyecto cuenta con 3 evaluaciones: Dibujo de circuito esquemático (30%), Diseño de la tarjeta de circuito impreso (30%), Diseño completo corregido más análisis de costo y archivos de fabricación entregables (40%) I.OBJETIVOS Al finalizar el curso, el alumno será capaz de: 1. Definir el material, así como la cantidad y propósito de las capas de una tarjeta de circuito impreso, considerando aspectos de integridad de señal, costo y fabricabilidad. 2. Seleccionar componentes electrónicos adecuados, considerando sus características no ideales, confiabilidad bajo las condiciones de operación deseadas, disponibilidad en el mercado, costo y escala de producción. 3. Tomar decisiones de diseño electrónico para optimizar la fabricabilidad, confiabilidad, seguridad y costo de una tarjeta de circuito impreso. 4. Analizar y evaluar estrategias de diseño para minimizar interferencia electromagnética. 5. Aplicar estrategias de mitigación de riesgos y verificación de funcionamiento, tanto en etapa de desarrollo como de producción. II.CONTENIDOS 1. Introducción: Desafíos y particularidades del diseño electrónico para manufactura. Estrategias de planificación y sistematización de diseño. Documentación y relación entre el diagrama de circuito esquemático y la tarjeta de circuito impreso (PCB). 2. Fabricación y ensamblado de PCB: Materiales y composición de PCB sencilla y multicapa, vías y fabricación mixta (Rigid Flex PCB). Propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Componentes de montaje superficial y through-hole. 3. Componentes electrónicos: Componentes activos y pasivos. Tolerancias y características según tecnología, uso previsto y materiales. Encapsulados y estrategias de uso. 4. Circuitos integrados: Compuertas lógicas, buffers, drivers diferenciales, adaptación de niveles lógicos y protocolos. Circuitos integrados analógicos y mixtos. Electrónica programable, memorias y componentes de alta densidad. Componentes de encapsulado BGA (Ball Grid Array). 5. Interferencia electromagnética e integridad de señal: Compromiso entre emisiones e integridad de señal. Diseño de PCB para señales de alta velocidad, minimización de interferencias. Aspectos regulatorios. 6. Fuentes de alimentación: Planificación de consumo en circuito, reguladores lineales y conmutados. Ubicación física, diseño de PCB, estabilidad y eficiencia. 7. Seguridad eléctrica: Sobrecarga y cortocircuito, fusibles, supresión de transientes y descargas electrostáticas. Circuitos aislados y de alto voltaje, protección contra suciedad y humedad, conceptos de clearance y creepage. 8. Aspectos mecánicos: Montaje, disipación térmica y vibraciones. 9. Testing: Verificación de funcionalidad según condiciones de operación y cumplimiento de estándares. Control de calidad durante producción. 10. Solución de problemas: Métodos de identificación y solución de problemas en prototipos. III.METODOLOGÍA Clases expositivas y proyecto de diseño en el laboratorio. IV.BIBLIOGRAFÍA Mínima Clyde F. Coombs Jr, Happy Holden. Printed Circuits Handbook, Seventh Edition, McGraw-Hill Education, March 2016. Bruce R. Archambeault. PCB Design for Real-World EMI Control, Kluwer Academic Publishers, 2002. Stephen C. Thierauf. High-Speed Circuit Board Signal Integrity, Artech House, 2004. Complementaria Christopher T. Robertson. Printed Circuit Board Designer´s Reference: Basics, Prentice Hall, October 2003. Bob Schmidt. An Engineer’s Guide to Solving Problems, Kokomo Press, 2014. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA / ABRIL 2021