¿Qué es un puente de soldadura? Buenas prácticas en el diseño de PCB

A menudo, una variante de PCB se considera simplemente un nuevo diseño creado a partir de un diseño de PCB antiguo. Sin embargo, si eres creativo con el trazado de pistas y el diseño, puedes utilizar un puente de soldadura para configurar partes de un único diseño de PCB para múltiples variantes. Esto te permite crear rápidamente variantes de un diseño de PCB sin tener que redirigir las pistas o cambiar los esquemas. Si va a utilizar puentes de soldadura en su diseño de PCB, debes seguir algunas pautas importantes para asegurarse de no crear otros problemas de diseño. Veámoslas más de cerca y cómo pueden crear rápidamente variantes de tu diseño de PCB.

¿Qué es un puente de soldadura?

Un puente de soldadura en el diseño de PCB es simplemente un par de almohadillas en una traza de PCB que pueden puentearse fácilmente con una bola de soldadura. Conseguirás un diseño mucho más limpio si utilizas resistencias de 0 Ohm para crear el puente de soldadura; las resistencias de 0 Ohm son muy baratas y están disponibles como componentes de montaje superficial. En algunos casos, un puente de PCB no necesita ser soldable, como se muestra en el siguiente ejemplo.

En la imagen de abajo, he colocado puentes soldadura de PCB conectados y desconetados en puntos específicos del diseño. En lugar de preocuparme por soldar o colocar resistencias de 0 ohmios en la PCB, puedo modificar rápidamente mi diseño para crear una nueva variante sustituyendo un puente soldadura de PCB conectado por uno no conectado, o viceversa. Incluso después de haber obtenido la variante, puedo seguir configurando mi dispositivo soldando los puentes de soldadura de la PCB después del montaje.

Las herramientas CAD de tu software de diseño de PCB pueden utilizarse para crear fácilmente un símbolo esquemático y una huella de PCB para un puente de soldadura. En el ejemplo anterior, he creado dos símbolos y dos footprints o huellas de PCB; un par es para el puente conectado y el otro par es para el puente no conectado. Los símbolos esquemáticos de los puentes de PCB mostrados en el esquema anterior se pueden ver en la siguiente imagen. Simplemente intercambiando los puentes conectados y no conectados, puedes crear fácilmente una nueva placa con diferentes bloques de circuitos activados o desactivados.

¿Por qué utilizar un puente de soldadura?

Los puentes de soldadura son una forma estupenda de hacer que una placa sea configurable. Al decir “configurable”, me refiero a producir un diseño único de placa con un trazado y enrutado definidos, pero que las vías de señal implicadas se puedan elegir durante el montaje. Un diseñador puede crear un diseño de PCB que sirva para múltiples variantes seleccionando cuidadosamente dónde colocar los diferentes puentes de soldadura de PCB.

Un puente de soldadura puede colocarse en diferentes trayectorias de señal para abrir o cerrar un circuito de PCB, dependiendo de si es necesario para un periférico concreto. Para cerrar el puente, basta con colocar una pequeña cantidad de soldadura entre las dos almohadillas que se van a puentear. Esto crea un circuito cerrado que permite que la corriente fluya a través del puente hacia un componente posterior. Esto requiere un poco de creatividad en el diseño de PCB. Aun así, permite al diseñador crear múltiples variantes de un único diseño, en lugar de producir diseños adicionales para cada variante.

Es posible que quieras utilizar un puente de soldadura para activar fácilmente un bloque de circuitos concreto. En un proyecto reciente, utilizamos varios puentes de soldadura para crear prototipos y variantes de producción con el mismo diseño de PCB. Basta con abrir o cerrar un puente para activar o desactivar un componente, un bloque de circuitos o una conexión a un periférico.

Buenas prácticas relativas a los puentes de soldadura

Lo más importante a tener en cuenta a la hora de elegir la ubicación de los puentes de soldadura en tu diseño es quién montará tu placa, si necesitas configurarla después del montaje o si tu fabricante puede acomodar variantes de la misma placa en un mismo panel. Si utilizas resistencias de 0 ohmios o piensas soldar el puente de tu PCB cerrado, puede que tu fabricante actúe como si se le cayera el cielo encima cuando le pidas que no monte diferentes componentes en distintas placas del mismo panel. Si quieres evitar tener que dar una larga explicación a tu fabricante (como me ha pasado a mí recientemente), es mejor que utilices los puentes de cobre que señalé más arriba. Además, debes prestar mucha atención al enrutamiento en tu diagrama esquemático y en el diseño de tu PCB. Esto te permitirá facilitar el uso de los puentes de soldadura. Por tanto, presta atención a los siguientes puntos de diseño a la hora de soldar tu PCB.

Cuidado con las líneas de transmisión

Si tienes previsto colocar una resistencia de 0 ohmios o una soldadura en una línea de transmisión, debes situarla muy cerca del extremo del emisor. Si el puente se coloca lejos del emisor y se deja abierto, habrás creado una línea de transmisión abierta. Esta actuará como una antena a determinadas frecuencias. Ten en cuenta que situar el puente de soldadura cerca del emisor asegura que el cobre sobrante no actúe como línea de transmisión si se deja abierto.

Evita los puentes de soldadura en los circuitos de alta tensión

Un puente de soldadura abierto en una línea de alta tensión podría infringir las normas IPC-2221B o IPC-9592B. Esto ocurre si la distancia entre los extremos del puente es muy pequeña. Por seguridad y fiabilidad, debes utilizar un conmutador o un relé resistentes y adecuados para la tensión/energía de la placa.

Los puentes de soldadura no son reutilizables

Si piensas utilizar puentes de soldadura en los diseños de tus PCB, recuerda que no son reutilizables. Es decir, no debes soldarlos y abrirlos repetidamente. Es posible que logres colocar y retirar varias veces una resistencia de 0 ohmios, ya que no estás soldando a través de un espacio vacío en la superficie de la placa de circuito impreso (PCB), pero, a pesar de eso, tampoco deberías reutilizarlas.

Si sabes que vas a tener que abrir y cerrar los puentes de soldadura repetidamente, utiliza pines para puentes SMD (dispositivos de montaje superficial). De ese modo, podrás retirar el puente cuando lo desees. Esta es una buena estrategia cuando se diseña un prototipo por primera vez y necesitas experimentar con diferentes modos de funcionamiento o periféricos. Puedes utilizar indistintamente puentes de soldadura estándar y puentes con clavijas en el mismo diseño. Los puentes de plástico también son útiles para los periféricos que se conectan a la placa a través de un cabezal de pines. Dependiendo de tu enrutamiento y del diseño, es posible que no necesites utilizar un puente de soldadura.

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