En resumen
El diseño de PCB sigue un flujo de trabajo claro: crear esquemático → asignar footprints → colocar componentes → enrutar pistas → ejecutar DRC → exportar Gerbers → ordenar placas. Comienza con placas de 2 capas para proyectos simples. Usa ángulos de pista de 45°, pistas de alimentación anchas (0.5mm+) y siempre incluye un plano de tierra. Verifica que los footprints coincidan con tus componentes antes de ordenar. Costo total: ~$2-10 por 5 placas prototipo.
Introducción
Las Placas de Circuito Impreso (PCB) son la base de la electrónica moderna. Desde el smartphone en tu bolsillo hasta los satélites que orbitan la Tierra, cada dispositivo electrónico depende de los PCBs para conectar componentes y hacer funcionar los circuitos.
Aprender a diseñar tus propios PCBs abre posibilidades increíbles. Puedes construir electrónica personalizada, prototipar inventos y convertir ideas en productos físicos. Y gracias a los servicios de fabricación asequibles, obtener placas profesionales cuesta menos que un café.
Esta guía cubre todo lo que necesitas saber para diseñar tu primer PCB, desde entender los fundamentos hasta conseguir placas fabricadas y entregadas en tu puerta.
Lo que aprenderás:
- Fundamentos y terminología de PCB
- Elegir las herramientas de diseño adecuadas
- El flujo de trabajo completo de diseño PCB
- Apilamiento de capas y cuándo usarlas
- Mejores prácticas de enrutamiento de pistas
- Errores comunes y cómo evitarlos
- Fabricación y pedido de tus placas
¿Qué es un PCB?
Una Placa de Circuito Impreso (PCB) es una placa plana hecha de material aislante con caminos conductores grabados o impresos en su superficie. Estos caminos (llamados pistas) conectan componentes electrónicos como resistencias, capacitores y circuitos integrados (ICs) para formar un circuito completo.
Antes de los PCBs, los circuitos se construían usando cableado punto a punto o protoboards, métodos que eran lentos, propensos a errores e imposibles de producir en masa. Los PCBs revolucionaron la electrónica al permitir una fabricación consistente, confiable y escalable.
Anatomía de un PCB
Entender la anatomía del PCB es esencial antes de comenzar a diseñar. Aquí están los componentes clave:
Componentes del PCB Explicados
- Sustrato (FR4)
- El material base, típicamente epoxi reforzado con fibra de vidrio. El espesor estándar es 1.6mm. FR4 es retardante de llama (de ahí "FR") y proporciona soporte estructural.
- Capas de Cobre
- Lámina delgada de cobre (típicamente 1oz o 35μm de espesor) laminada al sustrato. Estas forman los caminos conductores. Los PCBs pueden tener 1, 2, 4 o más capas de cobre.
- Pistas
- Los caminos de cobre que conectan componentes. El ancho varía según los requisitos de corriente: pistas más anchas transportan más corriente sin sobrecalentarse.
- Pads
- Áreas de cobre expuestas donde se sueldan los componentes. Los pads pasantes tienen agujeros; los pads SMD son superficies planas para componentes de montaje superficial.
- Vías
- Agujeros metalizados que conectan pistas en diferentes capas. Esenciales para placas multicapa para enrutar señales entre capas superior e inferior (o internas).
- Máscara de Soldadura
- El recubrimiento de color (usualmente verde) que protege el cobre de la oxidación y previene puentes de soldadura. Disponible en varios colores: verde, azul, rojo, negro, blanco.
- Serigrafía
- El texto y símbolos impresos en la superficie de la placa. Incluye designadores de componentes (R1, C1, U1), marcas de polaridad, logos e información de ensamblaje.
Tipos de PCBs
Los PCBs vienen en varios tipos según el conteo de capas y la construcción:
| Tipo | Capas | Casos de Uso | Costo |
|---|---|---|---|
| Simple cara | 1 | Circuitos simples, fuentes de alimentación | Muy bajo |
| Doble cara | 2 | La mayoría de proyectos hobby, shields Arduino | Bajo |
| Multicapa | 4+ | Diseños complejos, alta velocidad, RF | Medio-Alto |
| Flexible | 1-6 | Wearables, espacios reducidos | Alto |
| Rígido-Flexible | 4+ | Dispositivos plegables, aeroespacial | Muy alto |
Para principiantes, los PCBs de 2 capas (doble cara) ofrecen el mejor balance entre capacidad y costo. Puedes enrutar en ambos lados y agregar un plano de tierra, lo que resuelve la mayoría de las necesidades de los aficionados.
Herramientas de Diseño PCB
Necesitas software de Automatización de Diseño Electrónico (EDA) para crear PCBs. Estas herramientas te permiten dibujar esquemáticos, diseñar placas y generar archivos de fabricación. Aquí están las mejores opciones en 2025:
Comparación de Herramientas
EasyEDA (Recomendado para Principiantes)
Herramienta gratuita basada en navegador con pedido integrado de JLCPCB. Biblioteca de componentes enorme. Curva de aprendizaje cero.
- ✓ 100% gratis, sin restricciones
- ✓ Funciona en cualquier plataforma
- ✓ Más de 1M de componentes con footprints
- ✓ Integración directa con JLCPCB
KiCad
Herramienta profesional gratuita y de código abierto. Curva de aprendizaje más pronunciada pero características más potentes.
- ✓ Gratis y de código abierto
- ✓ Características de nivel profesional
- ✓ Gran comunidad
- ✓ Sin dependencia de proveedor
Altium Designer
Estándar de la industria para profesionales. Costoso pero completo. Curva de aprendizaje pronunciada.
- ✓ Estándar de la industria
- ✓ Características avanzadas
- ✗ Licencia de ~$5,000/año
- ✗ Solo Windows
Autodesk EAGLE
Opción popular para aficionados, ahora propiedad de Autodesk. El nivel gratuito tiene límites de tamaño de placa.
- ✓ Gran comunidad de usuarios
- ✓ Buenos tutoriales disponibles
- ✗ Nivel gratuito limitado a 2 capas
- ✗ Límite de tamaño de placa de 80cm² (gratis)
Nuestra Recomendación: Comienza con EasyEDA si eres nuevo en el diseño de PCB. Tiene la curva de aprendizaje más suave y puedes ir desde el esquemático hasta placas ordenadas en una tarde. Cambia a KiCad cuando necesites características más avanzadas o quieras una herramienta offline.
El Flujo de Trabajo de Diseño PCB
Cada diseño de PCB sigue el mismo flujo de trabajo fundamental, independientemente de la herramienta que uses. Entender este proceso te ayuda a trabajar eficientemente y evitar errores costosos.
Paso 1: Diseño del Esquemático
Todo comienza con un esquemático, un diagrama simbólico que muestra cómo se conectan eléctricamente los componentes. El esquemático es tu "fuente de verdad" y debe ser correcto antes de pasar al layout.
Prácticas clave del esquemático:
- Usa diseño jerárquico para circuitos complejos, divide en bloques funcionales
- Agrega símbolos de alimentación (VCC, GND) en lugar de dibujar cables por todos lados
- Etiqueta todas las redes con nombres significativos, ayuda durante la depuración
- Incluye capacitores de desacoplamiento cerca de cada pin de alimentación de IC (típicamente 100nF)
- Ejecuta ERC (Verificación de Reglas Eléctricas) para detectar errores de conexión
Paso 2: Asignar Footprints
Cada símbolo esquemático necesita un footprint correspondiente, el diseño físico de pads para soldar. Aquí es donde muchos principiantes cometen errores críticos.
Advertencia Crítica: Los footprints incorrectos son la causa #1 de PCBs inútiles. Siempre verifica las dimensiones del footprint contra la hoja de datos del componente. Un footprint de resistencia 0603 no aceptará una resistencia 0805, tus componentes simplemente no encajarán.
Tamaños de paquete comunes para componentes SMD (nombres métricos entre paréntesis):
- 0402 (1005): Diminuto, requiere soldadura por reflujo
- 0603 (1608): Pequeño, soldable a mano con práctica
- 0805 (2012): Fácil de soldar a mano, recomendado para principiantes
- 1206 (3216): Grande, muy fácil de soldar a mano
Paso 3: Colocación de Componentes
Una buena colocación hace el enrutamiento más fácil y mejora el rendimiento. Piensa en el flujo de señal y mantén componentes relacionados juntos.
Guías de Colocación
- 1.Coloca conectores primero en los bordes de la placa para ajuste mecánico
- 2.Posiciona ICs y organiza componentes de soporte alrededor de ellos
- 3.Coloca capacitores de desacoplamiento dentro de 3mm de los pines de alimentación de IC
- 4.Separa secciones analógicas y digitales para reducir ruido
- 5.Deja espacio para enrutamiento entre componentes
- 6.Considera gestión térmica para componentes de potencia
Paso 4: Enrutamiento de Pistas
El enrutamiento conecta pads de componentes con pistas de cobre. Aquí es donde ocurre la magia: tu esquemático se convierte en un circuito físico.
La mayoría de diseños enrutan en este orden de prioridad: señales críticas → alimentación → todo lo demás. Cubriremos las mejores prácticas de enrutamiento en detalle más abajo.
Paso 5: Verificación de Reglas de Diseño (DRC)
DRC verifica que tu diseño cumpla con las restricciones de fabricación. Las reglas comunes incluyen:
- Ancho mínimo de pista: 0.15mm (6 mil) estándar
- Separación mínima: 0.15mm entre pistas
- Tamaño mínimo de perforación: 0.3mm para vías
- Anillo anular: Cobre rodeando agujeros
Nunca omitas DRC. Corregir errores después de la fabricación es costoso, corregirlos en software es gratis.
Paso 6: Generar Archivos Gerber
Los archivos Gerber son el formato estándar de la industria para la fabricación de PCB. Tu herramienta EDA exporta un ZIP que contiene:
- Capas de cobre (GTL, GBL para superior/inferior)
- Capas de máscara de soldadura (GTS, GBS)
- Capas de serigrafía (GTO, GBO)
- Contorno de placa (GKO)
- Archivo de perforación (DRL)
Sube este ZIP al sitio web de tu fabricante, configura opciones (color, espesor, cantidad) y ordena.
Entendiendo el Apilamiento de Capas
El apilamiento de capas determina cómo se organizan las capas de cobre y sustrato en tu PCB. Esta elección impacta significativamente el costo, la dificultad de enrutamiento y el rendimiento eléctrico.
2 Capas vs 4 Capas: Cuándo Usar Cada Una
Elige 2 Capas Cuando:
- ✓ Circuitos simples con pocos componentes
- ✓ Diseños de baja frecuencia (señales <10MHz)
- ✓ El presupuesto es una preocupación principal
- ✓ Estás aprendiendo diseño PCB
- ✓ Proyectos LED, sensores simples, shields Arduino básicos
Costo: ~$2 por 5 placas en JLCPCB
Elige 4 Capas Cuando:
- ✓ No puedes enrutar en 2 capas
- ✓ Señales de alta velocidad (USB 2.0+, SPI >20MHz, memoria DDR)
- ✓ Necesitas planos dedicados de alimentación y tierra
- ✓ Se requiere cumplimiento EMI/EMC
- ✓ Circuitos RF o analógicos sensibles
Costo: ~$20-30 por 5 placas en JLCPCB
Regla General: Comienza con 2 capas. Si no puedes enrutar todo o tienes problemas de integridad de señal, pasa a 4 capas. La mayoría de proyectos hobby funcionan bien en 2 capas.
Mejores Prácticas de Enrutamiento de Pistas
Un buen enrutamiento separa placas funcionales de las problemáticas. Sigue estas guías para crear diseños confiables y fabricables.
Guías de Ancho de Pista
El ancho de pista determina cuánta corriente puede transportar una pista sin sobrecalentarse. La relación sigue los estándares IPC-2221:
| Tipo de Pista | Ancho | Corriente Máx (aprox) |
|---|---|---|
| Pistas de señal | 0.15-0.25mm | ~0.5A |
| Pistas de potencia (baja) | 0.5mm | ~1A |
| Pistas de potencia (media) | 1.0mm | ~2A |
| Alta corriente | 2.0mm+ | ~4A+ |
Para cálculos precisos, usa una calculadora de ancho de pista PCB que tenga en cuenta el peso del cobre, el aumento de temperatura y si las pistas son internas o externas.
Reglas de Enrutamiento
Usa Ángulos de 45°
Enruta pistas en ángulos de 45° en lugar de 90°. Las esquinas agudas pueden causar trampas de ácido durante la fabricación y reflexiones de señal a altas frecuencias. La mayoría de herramientas EDA usan enrutamiento de 45° por defecto.
Mantén las Pistas Cortas
Las pistas más cortas tienen menor resistencia e inductancia. Optimiza la colocación para minimizar longitudes de pista, especialmente para señales de alta frecuencia y alimentación.
Evita Cruzar Señales Sensibles
No enrutes señales analógicas y digitales en paralelo o dejes que se crucen sin un plano de tierra entre ellas. La diafonía puede causar interferencia misteriosa.
Usa Alivios Térmicos
Los pads conectados a grandes planos de cobre deben tener alivios térmicos (patrones de radios) para que puedan soldarse sin que el plano actúe como disipador de calor.
Planos de Tierra: Por Qué Importan
Un plano de tierra es un gran vertido de cobre conectado a GND. Cada PCB serio debe tener uno. Los beneficios incluyen:
- Menor ruido: Las señales tienen caminos de retorno directos
- Mejor EMI: El plano protege contra radiación
- Menor impedancia: La entrega de potencia mejora
- Dispersión de calor: El cobre disipa el calor
Para placas de 2 capas, usa la capa inferior principalmente como plano de tierra. Para placas de 4 capas, la capa 2 es típicamente un plano de tierra sólido.
Errores Comunes de Principiantes
Aprende de los errores de otros. Aquí están los errores más comunes que arruinan proyectos de PCB:
1. Footprints Incorrectos
El error más común. Siempre verifica las dimensiones del footprint contra la hoja de datos del componente real. No confíes ciegamente en los valores predeterminados de las bibliotecas. Prueba imprimiendo 1:1 y colocando componentes en papel.
2. Sin Plano de Tierra
Enrutar GND como pistas individuales causa ruido, problemas de EMI y operación no confiable. Siempre usa un plano de tierra en al menos una capa.
3. Pistas de Alimentación Delgadas
Las pistas de alimentación transportan corriente significativa y deben dimensionarse apropiadamente. Una pista demasiado delgada se calentará, agregará resistencia y potencialmente fallará. Usa 0.5mm mínimo para alimentación.
4. Capacitores de Desacoplamiento Faltantes
Cada IC necesita capacitores cerámicos de 100nF colocados lo más cerca posible de los pines de alimentación. Faltarlos causa ruido, inestabilidad y fallas aleatorias.
5. Ignorar Errores de DRC
"Probablemente esté bien" nunca es cierto. Las violaciones de separación causan cortocircuitos. Las redes no conectadas significan conexiones faltantes. Corrige cada error antes de ordenar.
6. No Verificar la Serigrafía
El texto de serigrafía sobre pads se elimina durante la fabricación. Los designadores de componentes ayudan durante el ensamblaje y depuración, asegúrate de que sean legibles y estén posicionados correctamente.
7. Componentes Muy Cerca del Borde de la Placa
Mantén los componentes al menos 3mm de los bordes de la placa. Los fabricantes necesitan esta separación para manejar durante la producción. Los conectores de montaje en borde son excepciones.
Fabricando tu PCB
Gracias a los fabricantes chinos, obtener PCBs profesionales nunca ha sido más barato o fácil. Puedes tener placas en tu escritorio en 1-2 semanas por unos pocos dólares.
Eligiendo un Fabricante
| Fabricante | Precio (5 piezas) | Tiempo de Entrega | Mejor Para |
|---|---|---|---|
| JLCPCB | $2 + envío | 7-14 días | Mejor valor, integración EasyEDA |
| PCBWay | $5 + envío | 7-14 días | Buena calidad, servicios de ensamblaje |
| OSH Park | $5/pulgada² | 2-3 semanas | Basado en EE.UU., placas moradas |
| Seeed Fusion | $5 + envío | 7-14 días | PCBA, PCBs flexibles |
Especificaciones de Fabricación
Al ordenar, necesitarás especificar estos parámetros:
Especificaciones Recomendadas para Principiantes
- Capas
- 2 (comienza aquí)
- Espesor
- 1.6mm (estándar)
- Peso del Cobre
- 1oz (35μm)
- Máscara de Soldadura
- Verde (más económico)
- Acabado Superficial
- HASL Sin Plomo (soldadura manual)
- Serigrafía
- Blanca
- Cantidad
- 5 (mínimo en la mayoría de fabricantes)
Consejo Pro: La mayoría de fabricantes previsualiza tus archivos Gerber antes de la producción. Siempre revisa esta vista previa cuidadosamente, muestra exactamente lo que recibirás.
Preguntas Frecuentes
¿Cuánto tiempo toma el diseño de PCB para principiantes?
Una placa simple (circuito LED, placa de breakout) toma 1-4 horas una vez que entiendas el flujo de trabajo. Placas complejas con MCUs pueden tomar un día o más. Tu primera placa tomará más tiempo mientras aprendes, espera 4-8 horas incluyendo tiempo de tutorial.
¿Puedo diseñar PCBs en Mac/Linux/Chromebook?
¡Sí! EasyEDA se ejecuta en cualquier navegador moderno, por lo que funciona en cualquier plataforma. KiCad tiene compilaciones nativas para Mac y Linux. Altium requiere Windows.
¿Cuál es la cantidad mínima de pedido?
La mayoría de fabricantes chinos (JLCPCB, PCBWay) tienen un mínimo de 5 placas por $2-5. OSH Park no tiene mínimo, pagas por pulgada cuadrada. Para prototipos, 5 placas es genial: probablemente cometerás errores y querrás repuestos para pruebas.
¿Debo usar componentes de agujero pasante o SMD?
SMD (Montaje Superficial) es el estándar moderno: más pequeño, más barato y hay más componentes disponibles. El tamaño 0805 (2mm x 1.2mm) es fácil de soldar a mano con un soldador de punta fina. Usa agujero pasante para conectores y componentes que necesiten resistencia mecánica.
¿Cómo sé si mi diseño funcionará?
Primero, prototipa en una protoboard si es posible. Luego: verifica que el esquemático sea correcto, ejecuta ERC y DRC con cero errores, verifica todos los footprints contra las hojas de datos y haz que alguien más revise tu diseño. Para proyectos críticos, imprime la placa 1:1 en papel y coloca componentes reales sobre ella.
¿Qué pasa si cometo un error?
Todos cometen errores, por eso las placas prototipo son baratas. Los errores menores a menudo se pueden corregir con cables de parcheo. Los footprints incorrectos o conexiones faltantes requieren una nueva revisión. El costo de corregir en software ($0) vs. corregir en hardware ($20+ y tiempo) es por lo que la revisión es tan importante.
Próximos Pasos
Ahora tienes una base sólida en diseño de PCB. Aquí está cómo continuar tu aprendizaje:
- Diseña tu primera placa – Comienza con algo simple como un flasher LED o placa de breakout
- Sigue nuestro tutorial de EasyEDA – Tutorial Completo de EasyEDA 2025 recorre un proyecto real paso a paso
- Ordena tus placas – Nada supera la sensación de sostener tu propio PCB
- Aprende de los errores – Tu primera placa probablemente no será perfecta, y está bien
- Itera y mejora – Cada diseño te enseña algo nuevo
Analiza tus Esquemáticos con IA
Schemalyzer usa IA para revisar tus esquemáticos de EasyEDA, encontrando errores y sugiriendo mejoras antes de que ordenes PCBs. Detecta errores que DRC no encuentra.
Recursos Recomendados
- Tutorial Completo de EasyEDA (2025)
- Calculadora de Ancho de Pista PCB
- Phil's Lab YouTube (excelentes tutoriales)
- All About Circuits (teoría y tutoriales)
¡Feliz diseño! La comunidad de diseño de PCB es acogedora y servicial, no dudes en hacer preguntas en foros o compartir tu trabajo para recibir comentarios.