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PCB: O que é uma placa de circuito impresso?

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O que é uma placa de circuito impresso ou PCB?

Uma placa de circuito impresso ou PCB é essencialmente uma placa que conecta componentes eletrônicos. É o componente básico de qualquer projeto eletrônico e se desenvolveu ao longo dos anos até se tornar um componente muito sofisticado.

Qual é a história do PCB?

Em 1925, Charles Dukas, dos EUA, criou e patenteou uma maneira de galvanizar um caminho elétrico em uma superfície isolada. A placa de circuito impresso nasceu, abrindo as portas para designs menores, mais simples e menos complicados. Apesar da contribuição de Duker, é Paul Eisler, um refugiado austríaco na Grã-Bretanha em 1936, que é considerado o verdadeiro fundador do PCB. Ele desenvolveu e patenteou uma série de aplicações que eventualmente atraíram a atenção dos militares dos EUA. O resto, como dizem, é história. Desde então, os PCBs passaram de placas de camada única para placas com mais de 20 camadas encontradas em seu smartphone. Eles possuem camadas de interconexão que permitem reduzir o tamanho geral. Pense nos telefones celulares dos anos 80, em vez dos smartphones de hoje.

Como é fabricado um PCB?

Para descrever como um PCB é criado, pegamos um PCB padrão de 2 camadas ou dupla face:

Revisão do projeto

A primeira etapa do processo de fabricação é revisar o pacote de dados de fabricação do projetista.

pacote de dados

Usando o software DesignSpark PCB para projetar seu PCB, são criados arquivos Gerber e NcDrill. Cada arquivo Gerber representa um componente necessário para a fabricação de PCB, incluindo camadas de cobre, dados de tela e máscara de impressão de tela, perfil de PCB e dados de pasta de solda para produzir um modelo de laser para montagem. O arquivo NcDrill define a localização e o tamanho de cada furo na PCB, tanto PTH (furo passante) quanto NPTH (furo passante sem pino). A PCB de dupla face é feita de vidro epóxi (FR4) com folha de cobre em ambos os lados do vidro epóxi. Geralmente é adquirido pré-preparado de fornecedores. O material FR4 é fibra de vidro e confere rigidez à prancha. Para criar PCBs multicamadas, combinações do material pré-fabricado são prensadas juntas com outras camadas ou FR4 revestido de cobre (Pré-impregnado) que são usados para isolar as camadas de cobre umas das outras.

Projeto de PCB

Na fase de design da PCB, usando o software DesignSpark, é criado um arquivo simulado ou DRL. Este é o arquivo de digitalização que contém as informações usadas para fazer os furos necessários. Neste ponto não há conexão elétrica entre as camadas. As paredes dos furos precisam de camadas de cobre. Como as paredes não são condutoras, uma camada de cobre é depositada quimicamente nas paredes do furo. Este processo, conhecido como galvanoplastia, é repetido até que a espessura do cobre alcançada seja ideal para conectividade, normalmente 25um. A placa é coberta com fotorresistente. Este é um material macio e fotossensível. A película de cobre é colocada na placa, alinhada com os furos, e a placa é exposta à luz ultravioleta. As áreas de resistência não expostas são removidas passando as placas por uma solução reveladora que deixa o padrão de pista/almofada de cobre visível na placa. Como fazer seu próprio projeto de PCB - ArchiTecnologia O próximo passo é depositar um revestimento sobre o cobre exposto, este revestimento protege o cobre nas vias, furos de componentes e vestígios de serem removidos durante a fase de gravação. O fotorresistente é removido (quimicamente) da placa. Agora é a hora de remover quimicamente todo o cobre. O produto químico removerá apenas o cobre e não o cobre protegido pelo revestimento. O revestimento agora é removido, expondo todos os vestígios e almofadas de componentes, vias, etc. Este é o circuito PCB fundamental. Uma camada de máscara de solda é adicionada em ambos os lados. Geralmente é verde, embora outras cores sejam comuns. Usando um processo semelhante ao fotorresiste, as áreas para soldagem são expostas. A máscara de solda isola o cobre e só criará contato onde estiver exposto. Também atua como protetor contra oxidação e corrosão do cobre. As camadas de máscara de solda incluirão folgas em torno de traços, vias, etc.

Acabamento superficial final

Uma camada de ouro, prata ou solda nas placas de cobre será aplicada em todas as placas, vias, etc. de componentes, dando o acabamento esperado pelo cliente. Isso melhora a soldabilidade e protege essas superfícies da oxidação. Este é o acabamento superficial final.

Você sabia que..?

As placas-mãe, independentemente da sua aparência agressiva, militar ou minimalista, são o elemento mais importante dos nossos computadores , mas sabemos tudo o que precisamos sobre elas? As diferentes linhas da nossa placa-mãe que parecem cabos são as conexões do circuito impresso na placa. Placas de circuito impresso (PCB) estão em todos os dispositivos eletrônicos hoje. Antes do surgimento das PCBs e da extensão de seu uso, os componentes eletrônicos eram repletos de cabos , circuitos integrados e resistores que eram distribuídos por todo o chassi. Para fazer esses PCBs, segue-se um processo semelhante ao dos processadores , embora com menor nível de complexidade.

Um processo de fabricação que reduz o tamanho dos circuitos

Tiras de fibra de vidro são empilhadas e depois tratadas com resina para que fiquem grudadas, formando um bloco sólido. O cobre é então colocado em ambos os lados e coberto com um produto químico fotorresistente . Depois disso , um padrão é sobreposto com os traços onde você deseja que eles fiquem na placa e ela é exposta à luz ultravioleta. Terminado este processo, a PCB é “limpa” e o cobre permanece nas áreas onde colocamos o padrão. É assim que começa o processo de fabricação do PC, mas não esqueçamos que é uma estrutura de camadas e os padrões visíveis não precisam ser os mesmos no interior – nunca tente adicionar furos a uma PCB por conta própria. Durante o processo de fabricação, essas camadas não apenas recebem padrões de interconexão, mas também possuem conexões com diferentes componentes capacitivos como resistores ou capacitores , com outras camadas da própria PCB ou com controladores das diferentes portas de entrada-saída que serão necessárias no aparelho eletrônico. Todos esses componentes serão soldados à placa, seguindo um processo diferente das conexões “cabladas”.

Dispositivos cada vez menores

Os PCBs não são utilizados apenas para a criação de placas-mãe, embora sejam o melhor exemplo que pudemos utilizar para ver toda a utilidade que têm. Eles também são essenciais em dispositivos eletrônicos como smartphones.Nesses dispositivos o processo foi levado ainda mais longe e são PCBs “dupla-face” onde em cada lado da placa existem componentes totalmente diferentes. Isso reduz muito o espaço utilizado e pode, assim, fabricar dispositivos menores. Na Antala temos soluções para proteger PCBs: Revestimentos de proteção Dymax PCB

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