O que é uma placa PCB?
Uma placa PCB refere-se a uma placa que fornece uma conexão elétrica para diferentes componentes usando fios e condutores e também oferece suporte mecânico para componentes montados em superfície e com soquete..
Contém finas faixas de cobre, ou vestígios, intrinsecamente gravado no material do substrato, proporcionando isolamento, como fibra de vidro ou epóxi composto. Os traços de cobre formam a fiação entre componentes na placa PCB. O processo de fabricação de PCB usa fotolitografia para imprimir com precisão o circuito na placa. Depois que a placa PCB for fabricada, componentes eletrônicos podem ser soldados nas almofadas de cobre para formar um circuito completo. A placa PCB fornece as conexões entre esses componentes montados e os integra em um sistema eletrônico funcional.
Embora as placas PCB possam ser encontradas em quase todos os equipamentos eletrônicos hoje, o termo refere-se especificamente à placa nua sem quaisquer componentes preenchidos nela. Quando os componentes são soldados em uma placa de circuito impresso, o produto resultante é descrito mais precisamente como um conjunto de circuito impresso (PCA) ou Montagem da placa de circuito impresso (PCBA).
Tipos de placa PCB
Placa PCB de um lado
Refere-se a uma placa PCB feita de um substrato de camada única com todos os seus circuitos e componentes montados em apenas um lado. Placas PCB de um lado são apresentados com um processo de design e fabricação simples, alta eficiência de produção, baixo custo, e uma vasta gama de aplicações.
Placa PCB de dupla face
Fiel ao seu nome, uma PCB de dupla face placa refere-se à placa que é montada componentes eletrônicos em ambos os lados do substrato. E existem dois métodos para montar componentes: SMT (tecnologia de montagem em superfície) e THT (tecnologia de passagem). Geralmente é aplicado para aplicações que são necessárias com circuitos mais complexos, como iluminação LED, máquinas de venda automática, controles industriais, e assim por diante.
Placa PCB multicamada
Placa PCB de várias camadass consistem em três ou mais camadas de placas de circuito, dependendo da aplicação e necessidades. Este tipo de PCB oferece aos designers muito mais flexibilidade para layouts complexos, é por isso que você os encontrará em centrais elétricas, como dispositivos médicos, sistemas de armazenamento de dados, Tecnologia GPS, e outros aplicativos avançados. Ter múltiplas camadas condutoras significa que componentes e traços podem se cruzar sem causar curto-circuito, permitindo designs muito mais densos. Então, quando você precisar de uma placa de alto desempenho para lidar com algumas demandas elétricas sérias, multicamadas são o caminho a percorrer.
Placa PCB Rígida
PCBs rígidos são comuns tipo de PCB, que são feitos de material de substrato forte. Sua flexibilidade e flexão são bastante reduzidas, assim, os componentes eletrônicos usados para PCBs rígidos têm uma vida útil mais longa., este tipo de placa PCB produz baixo ruído eletrônico, então o uso de placa PCB rígida ajuda a reduzir o impacto negativo no meio ambiente até certo ponto. A placa PCB rígida é usada principalmente em aplicações como satélites, automóveis e aeroespacial, etc.
Placa PCB Flexível
Ao contrário dos PCBs rígidos, placas de circuito impresso flexíveis são feitos de materiais que podem dobrar facilmente, mas eles tendem a ser mais caros para fabricar. Placas PCB flexíveis têm muitas vantagens, o mais proeminente é a sua flexibilidade. Eles podem ser dobrados sobre bordas ou cantos, enquanto, devido a sua flexibilidade, um único PCB flexível pode cobrir áreas que podem exigir vários PCBs rígidos. além do que, além do mais, PCBs flexíveis requerem menos espaço de montagem e são adequados para aplicações onde peso e espaço são importantes.
PCB Rigid-Flex
Circuitos rígido-flexíveis combine as vantagens de PCBs rígidos e PCBs flexíveis, e são implementados conectando várias camadas de PCBs flexíveis a camadas de PCB rígidas. Em comparação com placas rígidas ou flexíveis, placas rigid-flex têm menos componentes eletrônicos e não requerem conectores, cabeçalhos e crimpagem de contato, resultando em um tamanho geral de PCB menor e peso do pacote. Freqüentemente, você encontrará PCBs rígidos e flexíveis em itens como telefones celulares, câmeras digitais, e marcapassos.
Placa PCB com suporte de alumínio
PCB com suporte de alumínio refere-se a PCBs que usam substratos de alumínio ou cobre, enquanto a maioria dos PCBs são geralmente feitos de fibra de vidro. Eles têm várias vantagens: Primeiro, eles têm melhor eficiência térmica, o que os torna uma escolha perfeita para alguns projetos com circuitos mais complexos, como eles podem facilmente dissipar o calor do circuito a tempo, mesmo após uma operação de longo prazo. Segundo, maior durabilidade, placa PCB de alumínio tem uma vida útil mais longa em comparação com fibra de vidro. Terceiro, são inofensivos ao meio ambiente. As folhas de alumínio não são tóxicas e amigas do ambiente, e fácil de reciclar.
Tele Aplicações da placa PCB
Dispositivos médicos
De marcapassos, câmeras minúsculas usadas em cirurgia minimamente invasiva, a grandes equipamentos médicos, como equipamentos de raios-X e scanners CAT, As placas PCB desempenham um papel importante. Por exemplo, PCBs flexíveis e rígidos-flexíveis, que são de tamanho pequeno, leve em peso e alta densidade, pode ser usado para fabricar dispositivos médicos mais compactos e leves, e para alguns dispositivos médicos complexos, PCIs rigid-flex são uma escolha particularmente ideal.
Aeroespacial
Com o avanço da tecnologia aeroespacial, a demanda por placas PCB usadas em aeronaves, satélites, drones e outros aviônicos também está aumentando. Nestas aplicações, PCBs que são pequenos em tamanho e suportam circuitos complexos são frequentemente usados. Entre eles, os mais utilizados são rígidos, PCBs flexíveis e rígidos-flexíveis, que são usados em painéis de instrumentos, controle de voo, sistemas de gestão e segurança de voo. Seu design pequeno e leve reduz o peso geral do equipamento, que reduz os requisitos de consumo de combustível.
Eletrônicos de consumo
Podemos encontrar placas PCB em eletrônicos comumente usados em casa e no escritório, como computadores, smartphones, televisores, electrodomésticos, sistemas de entretenimento, e assim por diante. Esses produtos têm altos requisitos sobre placas PCB, incluindo sua confiabilidade, desempenho de peso e dissipação de calor.
Equipamento industrial
A maioria dos equipamentos industriais atuais é controlada eletronicamente, resultando em uma demanda crescente por placas PCB em toda a indústria. Equipamentos como equipamentos de fabricação, equipamento de medição, Equipamento de energia, robôs todos requerem placas PCB. Como os equipamentos industriais geralmente operam em ambientes agressivos, PCBs usados em ambientes industriais devem ser duráveis o suficiente para resistir a estimulação química, choque físico, temperaturas altas, e outros fatores adversos.
Iluminação
Devido à sua alta eficiência energética e maior vida útil dos diodos emissores de luz, eles estão se tornando cada vez mais populares em diferentes mercados, o que leva ao aumento do uso de placas PCB LED, especialmente a placa PCB de alumínio com melhor dissipação de calor em comparação com outros tipos de placas PCB.
Militar e Defesa
O equipamento militar e de defesa também é inseparável das placas PCB, que são necessários para os veículos, computadores, equipamentos de comunicação e monitoramento. Os PCBs usados neste campo devem ser muito duráveis e confiáveis, e pode suportar temperaturas extremas e condições climáticas.
Como fabricar uma placa PCB?
- Degrau 1 -Projeto da placa PCB
Antes da fabricação, precisamos fazer um projeto de PCB primeiro com base nos requisitos do projeto. O projeto é normalmente concluído usando software de computador como Altium Designer, OrCAD, Almofadas, etc. E quando terminamos o projeto, precisamos convertê-lo para o formato Gerber que inclui informações importantes como padrões de perfuração, poços, símbolos de componentes.
- Degrau 2 – Imprimindo o desenho
Usamos uma impressora especial chamada plotter para imprimir o design da placa PCB. O plotter é apresentado com alta precisão que pode mostrar detalhes e camadas das placas de circuito, o que é muito útil para os fabricantes criarem imagens das placas PCB. E há duas cores que seriam mostradas no filme: tinta transparente e tinta preta. Para camadas internas, a tinta transparente representa as áreas não condutoras e a tinta preta representa os traços e circuitos condutores de cobre. Enquanto para camadas externas, o significado deles é oposto.
- Degrau 3- Remover cobre
Para continuar a fabricação de placa PCB, devemos remover o cobre extra nas camadas internas da placa usando o solvente de cobre e o cobre desejado pode permanecer intacto. A quantidade de solvente de gravação de cobre usada pode variar, por exemplo, a grande placa PCB requer o uso de mais cobre e tempo.
- Passo 4–Alinhamento de Camadas
Nesta etapa, a placa PCB passaria para a próxima etapa: alinhamento da camada. Ambas as camadas interna e externa precisam ser alinhadas usando uma máquina de perfuração óptica que pode conduzir um pino através dos orifícios para alinhar as camadas das placas de circuito impresso.
- Degrau 5 - Inspeção
Não há possibilidade de corrigir erros das camadas internas se as camadas forem colocadas juntas, portanto, inspeção é um passo muito importante. A máquina de inspeção óptica automática seria utilizada para garantir que não haja defeito nas placas. Usando um sensor a laser, a máquina digitalizaria as camadas com cuidado e geraria uma imagem digital para comparar com o arquivo Gerber original. Se houver alguma inconsistência encontrada durante o processo, a máquina apresentaria a comparação para que possamos saber mais detalhes.
- Degrau 6- Laminação das camadas
Primeiro, as camadas seriam fixadas juntas usando grampos de metal, e a camada de prepreg está localizada na bacia de alinhamento. Em seguida, a camada de substrato é coberta no pré-impregnado antes que as camadas de folha de cobre sejam colocadas. E mais folhas de prepreg seriam cobertas no topo da camada de cobre. Finalmente, a folha de alumínio e a placa de prensagem de cobre terminam a pilha.
- Degrau 7 - Pressionando as Camadas
Para pressionar essas camadas, os pinos precisam ser perfurados através das camadas para mantê-los alinhados, então as máquinas de prensagem aplicariam calor e pressão às camadas para derreter o epóxi dentro do pré-impregnado para fundir as camadas.
- Degrau 8 – Perfuração
Antes da perfuração, precisamos usar máquinas de raios X para localizar pontos de perfuração, então a broca guiada por computador é aplicada para fazer furos em cada camada. Assim que a perfuração terminar, o fio de cobre extra na borda do painel será removido pela ferramenta de contorno.
- Degrau 9 – Chapeamento
Após a perfuração, a placa PCB seria chapeada. Usamos a deposição química para fundir todas as camadas, e a placa seria completamente limpa usando outras soluções químicas que revestiriam a superfície do painel com uma camada fina (sobre 1 mícron) de cobre, que iria para os buracos perfurados.
- Degrau 10 – Imagem da camada externa
Nesta etapa, aplicamos uma camada de fotorresistência à camada externa antes da imagem. Durante o processo, devemos notar que ele deve estar em uma sala estéril para isolar contaminantes da superfície da camada. Em seguida, utilizamos a luz ultravioleta para endurecer o fotorresistente, enquanto qualquer fotorresistência indesejada seria removida.
- Degrau 11 – Chapeamento
Assim como o que fizemos na etapa 9, precisamos revestir o painel com uma fina camada de cobre. Então, o painel seria chapeado com estanho fino. Durante este processo, podemos remover o cobre indesejado e proteger o cobre da camada externa de ser gravado na próxima etapa.
- Degrau 12 – Gravura
Ao aplicar a solução química, podemos remover cobre indesejado nesta etapa, enquanto o cobre desejado que é guardado por estanho ainda pode permanecer. Esta etapa pode estabelecer as áreas de condução e conexões das placas PCB.
- Degrau 13 – Aplicação de máscara de solda
Antes da máscara de solda, ambos os lados do painel precisam ser limpos. Em seguida, uma tinta de máscara de solda epóxi seria aplicada para cobrir o painel. Em seguida, a luz ultravioleta é aplicada para remover a máscara de solda indesejada, e a máscara de solda desejada seria assada em um forno para curar.
- Passo 14 – Serigrafia
Nesta etapa, imprimimos informações críticas no quadro, que é um passo muito importante. E uma vez concluído, a placa PCB passaria para o último processo de revestimento e cura.
- Degrau 15 - Acabamento de superfície
De acordo com diferentes requisitos, a placa PCB pode ser revestida com um acabamento soldável que pode melhorar a qualidade da solda.
- Degrau 16 – Teste
Antes de entregar a placa PCB aos clientes, é necessário um teste elétrico na placa para testar a funcionalidade dos PCBs e confirmar se eles seguiram o projeto original.
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