¿Qué es el acoplamiento? Los pasos hacia los circuitos integrados

Hoy estamos mimados porque puede comprar en línea y obtener todo tipo de dulces electrónicos baratos en su puerta. Esto se debe al increíble flujo de trabajo de la invención electrónica que ha crecido hasta convertirse en un poder mundial, facilitado por circuitos integrados complejos pero económicos. Pero se necesitaron algunos pasos intermedios para llegar aquí, y uno de ellos se conoce como acoplador.

Cuando era niño, lo importante era encontrar una radio vieja en la basura. Podrías pasar unas horas quitando todas las partes y agregándolas a tu colección para un proyecto futuro. Por supuesto, las radios más antiguas de la década de 1970 y anteriores tenían muchas piezas comunes que usamos hoy en día, aunque muchas de ellas eran más grandes, todavía sin piezas de montaje en superficie. Debido a que las radios más antiguas eran el hallazgo habitual en un contenedor, los tubos eran comunes, pero es posible que encuentre algunas radios de transistores.

De vez en cuando algo más antiguo. Sería una pequeña caja con algunos cables punzantes escondidos en una vieja radio de los años 40 o 50 (demasiado pronto para los circuitos integrados). En cierto sentido, sin embargo, estos fueron predecesores del Circuito Integrado y recibieron varios nombres, dependiendo de quién los vendiera. PEC (Printed Electronic Circuit Board), un acoplador o BulPlate, son todos nombres para hardware que ha sido una piedra entre un circuito discreto y los circuitos integrados.

Colecciones colectivas de componentes pasivos

Los PEC eran más comunes en las tuberías y no tenían un circuito activo. A menudo se ajustan para manejar el filtrado de sonido o alguna otra tarea común utilizando solo resistencias y condensadores. Las empresas conocidas por estos dispositivos son Areovox (PEC), Centralab (couplate) o Sprague (BulPlates). El ejemplo que se muestra aquí, el PC-33 de Centralab, se vendió por cincuenta centavos y tenía tres acabados

El Computer-33 no es muy impresionante, pero el Computer-151 (ver a la derecha) tenía 7 pines y el esquema es bastante impresionante. El acoplamiento en sí solo tenía los elementos en negrita, no los tubos y otros elementos se mostraban en gris. Esa pequeña joya cuesta alrededor de $ 1,15. No parece mucho, pero en 1950 expresiones que hoy eran como $ 12. De hecho, encontramos uno en eBay por $ 11,90, así que tal vez haya algo en eso.

Otro lugar que encontraría fue en televisores donde un PEC de integrador vertical podría ayudar a barrer el CRT. Básicamente, había tres resistencias y tres condensadores configurados para ayudar a generar una rampa inclinada vertical.

Dispositivos activos

Había muy pocos PEC con tubos como dispositivos activos. Bueno, más precisamente, con enchufes de tubo. Algún material promocional de Centralab de 1950 decía:

Nunca ha existido un dispositivo electrónico como el Ampec de Centralab. Es una unidad compacta conectada permanentemente a una placa maestra con todos los componentes de un amplificador de sonido: tomas de tubo, condensadores, resistencias, cableado. Es un amplificador de voz completo de tres tubos y tres etapas.

Centralab Ampecs se utiliza ampliamente en audífonos para obtener el rendimiento más libre de problemas jamás logrado. Ampec tiene otras aplicaciones interesantes, como preamplificador de micrófono, etc.

El módulo, sin tubos, tenía una pulgada y cuarto de ancho y casi la misma longitud. Un catálogo de Allied Radio lo describió como "no más grande que un libro de fósforos de papel" y lo vendió por $ 15.29, incluidos los tubos.

Construcción

El sitio web de American Radio History tiene tantas revistas y catálogos antiguos y, como de costumbre, no nos hizo perder la búsqueda de más información sobre estos elementos antiguos. El número de diciembre de 1949 de Radio and Television News (PDF) tiene el comienzo de un artículo de dos partes titulado "Circuitos impresos". La portada con la ama de casa sonriente brillando en su nuevo teléfono de la puerta mientras su televisor de cinco pulgadas junto al fregadero tampoco tiene precio.

Según el artículo, Centralab comenzó a producir en masa placas de circuito impreso en 1945 para armazones de mortero. Pero estos no eran circuitos impresos en el sentido en que pensamos en ellos hoy. Un sustrato cerámico fue la base para la pintura de plata y grafito utilizada con una pantalla de seda. La plata fabrica cables y el grafito fabrica resistencias. ¡Parece que los circuitos de tinta conductora no son un concepto nuevo en absoluto!

La cerámica se quemó en un horno y se colocaron condensadores. En algunos casos, la pintura conductora en ambos lados de la cerámica también formaría condensadores. Por supuesto, también eran posibles pequeños inductores planos. Supuestamente, los inductores podrían recubrirse con aislante y pintarse con pintura para heridas para aumentar la inductancia, pero eso no parece que lo lleve muy lejos. En tiempos más modernos, esta misma técnica básica es la forma de hacer circuitos híbridos de película gruesa, no pocas veces en aplicaciones de alta confiabilidad.

El autor señala que puede utilizar otros métodos, como el estampado de caucho o la litografía, para entintar la placa de circuito impreso. Incluso se habló de usar una calcomanía, tal como suena, pero aún tenía que buscarla. Hubo muchos otros métodos que no tuvieron éxito a largo plazo. Por ejemplo, al "quitar el polvo" se esparcía polvo metálico sobre un sustrato y se sinterizaba en su lugar, al igual que algunos procesos de impresión 3D de metal. Nos divirtieron especialmente las placas cilíndricas que formaban circuitos alrededor de un tubo de vidrio.

Construir y desmontar

La segunda parte del artículo (PDF) trata sobre la creación de sus propios circuitos impresos con la pintura conductora y resistente de DuPont. Debido a que DuPont no le venderá algunas onzas de estas pinturas, una empresa emprendedora de Michigan ha vendido kits y cantidades más pequeñas. Tenías que encontrar tu propio sustrato y nos divierte que se hayan ofrecido a utilizar una placa de amianto.

Un sitio web ruso tiene una gran demolición de una vieja máquina de cinta que usaba dichos módulos. El reproductor de cintas puede parecer grueso para los estándares actuales con su gran batería y tubos. Sin embargo en su día era bastante ágil y más económico de fabricar gracias a la tecnología de embrague.

Es difícil recordar un momento en el que los dispositivos electrónicos de consumo se conectaban manualmente a través de cables reales. Todos vimos planos traseros de computadoras que parecían platos de espagueti. Las placas de circuito impreso cambiarían para siempre la faz de la electrónica. Módulos de circuitos integrados, más aún. Una mirada al nacimiento muy temprano de estas tecnologías es preocupante cuando te das cuenta de que todo esto sucedió hace menos de 100 años.

Estos métodos no duraron mucho. En 1969, las tablas se parecían un poco más a nosotros, aunque todavía había formas. Puede disfrutar del video de Tektronix que habla sobre dichos tableros a continuación. Y también vale la pena mencionar que uno de los períodos más fascinantes del ensamblaje de componentes es la construcción de maniquíes y cuerdas de madera.

  • Paul dice:

    Uno de los primeros ejemplos de esto es probablemente la radio de la década de 1940, en la que resistencias, condensadores e inductores se imprimen / graban directamente en cualquier PCB como un sustrato (¿cerámico?).

    El video en blanco y negro de esa radio es un maravilloso ejemplo de una producción automática de tiempo que debe haber sido muy futurista (y probablemente demasiado costosa).
    Busca en YouTube:
    ECME: producción automática electrónica al estilo de los años 40.

    • Ostraco dice:

      Automóvil también.

  • echodelta dice:

    Estos siempre me han dejado frío sobre el valor de la cosa y es reparable. Problema en la cookie.

    • BrilaBluJim dice:

      Derecha. Por lo general, estos eran generalmente específicos del producto, así que buena suerte para encontrar piezas de repuesto. Además, los esquemas no mostrarían el contenido de los módulos y, de ser así, estos no contendrían valores de componentes, así que buena suerte reemplazando un módulo con componentes individuales.

  • RW versión 0.0.1 dice:

    Un sucesor del PEC fueron los módulos híbridos y las técnicas de película gruesa, con impresión directa de resistencias y condensadores, estos fueron acelerados por la industria de CI. Todavía tienen algunos usos específicos.

    Yo diría que están madurando para un resurgimiento como técnico aficionado, como hemos visto aquí recientemente sinterización láser de compuestos conductores, y creo que la fabricación de circuitos impresos en 3D no funcionará bien con los métodos de soldadura convencionales. Tampoco hace mucho uso de la parte 3D. Cualquier híbrido de sinterización láser de precisión de película gruesa, como los materiales impresos en 3D depositados, podría ofrecer una revolución en la mesa, más pequeña que el montaje en superficie + PCB, pero aún no tan compacta como las opciones de fabricación de circuitos integrados individuales.

  • localroger dice:

    Mi proyecto set 100 en uno de la década de 1970 de Radio Shack tenía un elemento llamado "circuito integrado", que se parecía más a un CI real, con resistencias aparentemente impresas y algunos elementos discretos unidos a lo que parecía un sustrato de cerámica y cubiertos con un polímero transparente. Siempre me pregunté qué les dio la idea de incluir esa rareza.

    • BrilaBluJim dice:

      Porque era el futuro.

  • Gerhard dice:

    No olvide las multiválvulas LOEWE de los años 20 ...

    “El dispositivo constaba de tres válvulas de triodo (tubos) en una sola envoltura de vidrio junto con dos condensadores fijos y cuatro resistencias fijas necesarias para hacer un receptor de radio completo. "

    https://eo.wikipedia.org/wiki/Loewe_3NF

    • BrilaBluJim dice:

      Básicamente, estás diciendo que el circuito integrado precede al transistor.

      • Gerhard dice:

        Eso depende de la definición de "circuito integrado" 😉 Pero era un hardware muy interesante, hace casi un siglo. Creo que la idea básica de "IC" ya existía antes de que existieran los semiconductores; era simplemente natural.

        • BrilaBluJim dice:

          En cuanto a la definición de “circuito integrado”, el avance de definición que creó los circuitos integrados de silicio aplicó las mismas técnicas utilizadas para fabricar transistores individuales, para producir varios transistores en una oblea común y, además, para fabricar componentes pasivos utilizando casi la misma tecnología para el suministro. Funciones de polarización y acoplamiento. De la misma manera, si desea crear un circuito integrado con tubos de electrones, la forma de hacerlo sería utilizar técnicas de fabricación de tubos de electrones (varillas de vidrio, alambres y telas de metal, soldados por puntos e insertando el conjunto en un sobre de vidrio) para incluir polarización pasiva y componentes de acoplamiento también soldables. Supongo que estos tubos de Loewe básicamente hicieron eso, así que yo llamaría a eso un circuito integrado.

        • YoCorazónHeaumeaux dice:

          Los semiconductores, como las piedras, siempre han existido. El primer rayo de cristal semiconductor fue en 1904.

  • BrilaBluJim dice:

    He visto la película Tektronix antes y es muy útil, ya que describe cómo hacer una PCB de doble cara con orificios pasantes revestidos, utilizando tecnología disponible en los años 60. Este siempre ha sido el santo grial de los fabricantes de PCB de bricolaje. Los dos pasos críticos parecen ser 1) usar un proceso de recubrimiento de cobre electrolítico para recibir los primeros micro empujes de cobre en el interior de los orificios en los que se se puede aplicar el recubrimiento, y 2) el proceso de galvanizar primero las trazas con cobre, luego con oro, luego quitar la resistencia y grabar el cobre restante, dejando el cobre protegido del oro. En la película, dicen (dos veces) que se pueden usar algunos otros metales en lugar del oro.

    Entonces tengo dos preguntas: 1) ¿Alguien conoce un proceso simple (es decir, no muy difícil, costoso o peligroso) para un recubrimiento de cobre no selectivo sobre vidrio-epoxi? Y 2) Porque ya tengo una botella grande de solución selectiva de estaño, qué platos sobre cobre, ¿hay una fruta que coma cobre pero no estaño?

    • BrilaBluJim dice:

      PD, todo el equipo y los videos de bricolaje de YouTube que he visto para recubrir superficies no metálicas parecen estar primero recubriendo la superficie con algo al menos ligeramente conductor, luego galvanizándose en eso. Intento evitar ese enfoque porque entonces existe el problema de cómo lograr una buena conexión (mecánica y eléctrica) entre el revestimiento del orificio y las almohadillas de la superficie.

      • svofski dice:

        ¿Algo como un spray de grafito no funcionaría? https://uk.farnell.com/kontakt-chemie/graphit-33-200ml/coating-conductive-200ml/dp/832959

    • Martín dice:

      Conozco un proceso comercial de PCB que usa estaño en lugar de oro. Creo que se llama proceso de resistencia al metal. Entonces, sí, eso funciona.
      Hace unos días vi un muy buen video sobre un revestimiento de cobre no eléctrico en youtube. El tipo hizo decenas de experimentos, básicamente para crear huellas de cobre en piezas impresas en 3D.
      La receta de la solución de cobre contenía:
      CuSO4
      NaOH
      NaCO3
      tartrato de sodio y potasio (¿cremor tártaro?)
      formaldehído
      No recuerdo las cantidades, pero creo que encontrarás el video.

      El catalizador para la activación de la superficie estaba basado en paladio:
      Paladar cloruro
      cloruro de estaño

      Los productos químicos son corrosivos, pero no "extremadamente peligrosos". La desventaja de estos productos químicos es que tienen una vida útil deficiente. Son bastante inestables porque eso forma parte de su principio de funcionamiento.
      Muchos de los experimentos en el video fueron sobre la activación selectiva de la superficie del sustrato con un láser de CO2 para depositar selectivamente el metal.

  • Dave Davidson dice:

    Así que desde aquí Morgan Freeman obtuvo sus habilidades de actuación de voz.

  • M Observación dice:

    Audífono de tubo !! No puedo dejar de imaginarme a alguien de unos 40 años con tubos ardiendo en las orejas, jajaja. En retrospectiva, es obvio que los audífonos ciertamente existieron antes de que fueran lo suficientemente pequeños como para entrar en su oído, pero por alguna razón nunca antes había pensado en eso, y ahora eso es todo lo que puedo ver. 🙂

    • BrilaBluJim dice:

      No es tan diferente de los auriculares bluetooth con LED azul brillante.

      • Martín dice:

        Pero un LED azul es (y parece) mucho más frío que un tubo. 🙂

    • localroger dice:

      Durante un tiempo tuve un amplificador con conector para auriculares. Era del tamaño de un paquete de cigarrillos y estaba conectado al transductor de oído real mediante un cable. Tenía IIRC tres tubos micro-miniatura. Todavía tengo algunos de esos tubos, de aproximadamente 3/8 de pulgada de diámetro con una fila lineal de contactos de cables desde la abrazadera inferior.

  • SQ2KTN dice:

    ¿No parece, por ejemplo, ¿Escalera de resistencia en un caso? No estoy seguro de cómo se llama exactamente

Alejandro Vargas
Alejandro Vargas

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