SERVICIOS DE DESARROLLO Y DISEÑO DE
CIRCUITOS IMPRESOS ELECTRÓNICOS COMPLEJOS

D. Brengi, N. Scotti, D. Alamon
INTI Micro y Nanoelectrónica del Bicentenario
brengi@inti.gob.ar


Introducción
La electrónica se encuentra presente en una
gran cantidad de productos y aplicaciones. La
forma más común de implementar un circuito
electrónico es utilizando un sustrato rígido de
fibra de vidrio sobre el cual se dibujan líneas de
cobre para interconectar y soldar los
componentes electrónicos. A esto se lo llama
PCB (Printed Circuit Board) o placa de circuito
impreso. Las técnicas de diseño y fabricación
de PCBs actuales han evolucionado y se han
hecho más complejas, acompañando el avance
de los dispositivos microelectrónicos cada vez
más pequeños y veloces.

En la actualidad un PCB complejo puede tener
varias capas de cobre interconectadas entre sí,
alojar cientos de componentes y terminales,
funcionar a frecuencias por encima del
Gigahertz o ajustarse a dimensiones reducidas.

En este trabajo presentamos el servicio de
diseño y desarrollo de PCBs complejos del
INTI-CMNB, exponiendo los trabajos
relevantes realizados en los últimos dos años.

Objetivo
Los objetivos del servicio de diseño de PCBs
complejos del INTI son:
• Fomentar, incentivar y apoyar la adopción
de nuevas tecnologías en productos
electrónicos nacionales.
• Asesorar y guiar a los grupos de desarrollo
dentro de las empresas nacionales que se
interesen en el tema.
• Cubrir el faltante de servicios de desarrollo
de PCBs complejos en el país. Las pocas
empresas que abordan la temática, lo
hacen para cubrir su propia demanda
interna.
• Interactuar con diseñadores, fabricantes y
armadores de PCBs para identificar sus
fortalezas y limitaciones.


Descripción
El trabajo de diseño de PCBs complejos
realizado en el INTI-CMNB se puede dividir en
los siguientes servicios:
Análisis, asesoramiento y factibilidad: En
esta etapa se asesora al cliente, se analizan la
factibilidad y las diferentes tecnologías, se
evalúan las opciones y se realizan
estimaciones de costos y tiempos.
Diseño de circuitos: Partiendo del circuito del
cliente se seleccionan los componentes más
adecuados, se realizan las adaptaciones para
garantizar el funcionamiento del circuito, se
agregan mecanismos de verificación como
puntos de prueba y se documenta
adecuadamente el esquemático.
Diseño de PCB: Aquí se seleccionan los
encapsulados adecuados, se define el stackup,
el posicionamiento de los componentes y el
ruteo, quedando todo listo para la fabricación.
Verificación: Este servicio consiste en recibir
un diseño ya finalizado y realizar una revisión
funcional y metodológica del mismo para prever
errores posteriores. Aquí se aplica todo el
conocimiento en diseño del grupo de trabajo.
Una correcta revisión puede ahorrar al cliente
varios ciclos de iteración en la fabricación de
sus prototipos, con los costos y tiempos que
esto supone.

Resultados
En los últimos dos años se han realizado varios
diseños de PCBs, de los cuales
mencionaremos brevemente algunos de ellos:

Módulo de sensores de posicionamiento
(fig. 1): Es un circuito de dos capas y
dimensiones reducidas que posee un
microcontrolador, GPS, sensores inerciales y
brújula electrónica, y se comunica mediante
RS-485. El cliente solicitante utiliza este circuito
para un sistema de antena satelital
autoapuntable para ambientes geográficamente
hostiles.

Motherboard para módulos Qseven (fig. 2):
Se trata de una placa madre en 4 capas, con
HDMI, SATA, USB OTG, mini PCIe, Ethernet,
LVDS, tarjeta SD, CAN y audio digital y
analógico entre otras cosas. Esta placa posee
un conector Qseven donde se enchufa la
unidad principal de procesamiento con
procesador iMX6. Este desarrollo se realiza
como diseño de referencia y demostrador para
los clientes de la empresa solicitante y tiene
aplicaciones en kioscos electrónicos,
multimedia y puntos de consulta.

CIAA-ACC (fig. 3): Se desarrolló el hardware
de la Computadora Industrial abierta Argentina,
versión de Alta Capacidad de Cómputo. Este
diseño se realizó en 12 capas, y posee una
FPGA Zynq de última generación, Dual ARM
Cortex A9, memorias DDR3, Gigabit Ethernet,
HDMI y PCI Express. El proyecto CIAA tiene
alcance nacional y busca promover la industria
electrónica nacional mediante diseños de hardware
abierto. Posee aplicaciones en reconocimiento de
imágenes, radares y comunicaciones.
Dispositivo de tinta electrónica (fig. 4): Se
desarrolló un dispositivo portátil con pantalla de
tinta electrónica y comunicación Bluetooth
solicitado por un cliente para un producto
comercial dentro del rubro e-readers y tablets.

Vestible miniatura (fig. 5): Se diseñó un
dispositivo de 18 mm de diámetro (menor a
una moneda de un peso), pensado para ropa
con dispositivos inteligentes (wearable). El
circuito posee 6 capas y posee comunicación
Bluetooth, acelerómetro, brújula y giróscopo. El
diseño será publicado como hardware abierto y
está patrocinado por una empresa interesada
en su evolución como producto final. Este
trabajo se realiza en conjunto con la empresa y
con la sede del CMNB en Bahía Blanca.

Conclusiones
Debido a la alta demanda recibida y la gran
interacción realizada con empresas del rubro
electrónico, se plantea ampliar la oferta de
servicios relacionados al diseño de circuitos
impresos, incorporando facilidades para el
prototipado, inspección, puesta en marcha,
certificación y capacitación, buscando ampliar
el aporte hacia las empresas que desarrollan,
diseñan, fabrican y ensamblan PCBs en el
país.
Figura 1: Módulo de sensores de
posicionamiento.


Figura 2: Motherboard para módulos Qseven

Figura 5: Dispositivo inteligente para la ropa
(wearable).
Figura 4: Dispositivo portátil con tinta electrónica.

Figura 3: CIAA-ACC Alta capacidad de cómputo.