Noções básicas de PCB:
PRECISAR:
Se conectarmos diferentes componentes eletrônicos diretamente com fios ou seus condutores, teremos que enfrentar muitos problemas como conexão solta, problemas de solução de problemas, baixa confiabilidade, baixa durabilidade, etc. outro, podemos perder as conexões por falta de suporte físico. A única solução para evitar todos esses problemas é o “PCB”.
Fig. 1: Imagem de um layout de PCB
PCB:
PCB significa “Placa de circuito impresso”. Neste, as conexões dos fios são impressas como trilhas de cobre. Pode fornecer suporte físico ao circuito, evitando assim conexões soltas. Além disso, o teste e a solução de problemas do circuito também se tornam simples. Podemos manter o tamanho do circuito de forma que ele possa ser acomodado no local desejado. Hoje em dia circuitos muito complexos, como placas-mãe, também são projetados como PCBs por engenheiros.
História:
Se olharmos para a história dos PCB's, a sua fase inicial foi referida como “fio impresso”. 1st patentes para “fios impressos” foram emitidas em 1900, mas os PCBs entraram em uso depois de 2e guerra Mundial. Charles Ducas, dos Estados Unidos, apresentou um pedido de patente para um método de criação de um caminho elétrico diretamente na superfície isolada, imprimindo através de um estêncil, no ano de 1925. Mas em 1943, o Dr. Paul Eisler foi creditado por fazer o primeiro circuito impresso operacional. quadro. Foi usado como um substituto para a volumosa fiação do tubo de rádio.
Camadas de PCB:
A placa de circuito impresso simples contém trilhas de cobre apenas em um lado de sua superfície. Esses tipos de placas são chamadas de placas de circuito impresso “One Layer”. Os PCBs mais comuns são PCBs de 2 camadas, que contêm trilhas de cobre em ambos os lados de sua superfície. Também é possível projetar PCBs com mais de duas camadas; esses são chamados de PCBs multicamadas contendo 8 ou mais camadas.
Em PCBs multicamadas, camadas alternadas isoladas e condutoras são laminadas juntas sob alta temperatura e pressão. Este processo garante que o ar não fique preso entre as camadas e que os condutores sejam completamente encapsulados por resina. A gama de combinações de materiais é extensa, desde vidro epóxi básico até materiais exóticos de cerâmica ou Teflon. A fabricação de PCB multicamadas precisa de uma prensa hidráulica especializada com placas aquecidas.
Vantagens dos PCBs multicamadas:
1. Maior flexibilidade.
2. Economia considerável em ritmo acelerado.
3. Alta densidade de montagem.
4. Reduz o peso total.
5. Reduz chicotes elétricos de interconexão.
Aplicações de PCBs multicamadas:
1. Onde os níveis de cross-talk são críticos, os PCBs multicamadas são muito úteis.
2. Embora o peso e o espaço sejam consideráveis, os PCBs multicamadas são especialmente valiosos.
3. Em PCBs aeroespaciais.
4. Fabricação de placas-mãe de computador e placas móveis.
5. Sistemas de satélite.
6. Equipamento de raios X.
7. Eletrônica médica. Etc.
Terminologia:
| S.Não | Prazo | Significado |
|---|---|---|
| 1 | Mil | Milésima parte da polegada (1 mil = 0,001 polegada = 25,4 mícrons) |
| 2 | Porém | Milésima parte da polegada e equivalente a “mil” |
| 3 | milímetros | Milésima parte do metro (milímetro) |
| 4 | ESD | Descarga eletrostática causada por eletricidade estática |
| 5 | Vestígio | Um caminho feito de cobre no PCB. É o mesmo que um fio usado para conectar componentes. |
| 6 | Através da | É um orifício com cobre em seu interior, que pode fornecer conexão elétrica entre o traço de uma camada e o traço de outra camada. |
| 7 | Almofada | As almofadas são superfícies condutoras para soldar dispositivos SMD. |
| 8 | Anel Anular | É a área da almofada que circunda a via. |
| 9 | Tela de seda | Marcações de nomes e valores de componentes e contornos em uma PCB. Isso ajudará na fácil montagem e depuração. |
| 10 | Máscara de solda | É aplicado em toda a placa, exceto nas almofadas, e é uma substância que a solda não gruda. |
| 11 | Acabamento de superfície | Uma camada na parte superior das almofadas para evitar a oxidação da camada de cobre |
| 12 | Arquivo Gerber | O arquivo que está no formato Gerber e pode informar ao fabricante todas as informações do PCB. Como dimensões, layouts etc. |
| 13 | Através de componentes de furo | Estes são componentes que possuem terminais como resistores normais. Os cabos desses componentes são soldados no outro lado da placa. |
| 14 | Dispositivos de montagem em superfície | São componentes sem cabos, que podem ser soldados simplesmente em almofadas em vez de furos passantes. |
| 15 | Panelização | Os fabricantes criarão um enorme PCB com placas idênticas e, muitas vezes, cortarão em placas individuais. Este processo é chamado de panelização. |
| 16 | PCBA | O conjunto da placa de circuito impresso consiste na soldagem de componentes no PCB. |
| 17 | Substrato FR-4 | Material mais comumente usado para criar PCBs |
| 18 | CAM | Fabricação auxiliada por computador |
| 19 | Arquivos CAM | Estes são arquivos de dados usados diretamente na fabricação de PCB.
Exemplos: arquivo Gerber, arquivo de brocas NC, desenhos de fabricação e montagem, etc. |
| 20 | Capturar | Extraia as informações automaticamente usando software. |
| 21 | Biblioteca de componentes | Representação dos componentes como deculs e usado pelo software CAD. |
| 22 | Conexão | Também chamado de “par de pinos”, é a ligação entre dois pontos. |
| 23 | Decalque | Uma representação gráfica do componente. |
| 24 | BOM | Significa “lista de materiais”, que fornece a lista de componentes do PCB. Com isso podemos verificar os componentes que esquecemos por engano. |
| 25 | Pegada | Coleção de almofadas e contorno que constitui um componente individual. |
| 26 | Cego via | Via usada entre a camada superior e a camada interna. |
| 27 | Enterrado via | Via entre camadas internas. |
| 28 | Através do furo via | Via entre as camadas superior e inferior. |
Ferramentas e procedimentos de software:
No mercado, muitos softwares de design de PCB estão disponíveis, como ORCAD, Eagle CAD, ALTIUM, ULTIBOARD, etc. Alternativamente, podemos usar software de código aberto como KICAD, Free PCB, etc. Software de versões WEB também estão disponíveis, como PCBWEB designer.
Em qualquer software, o procedimento para projetar PCB é muito semelhante, mas opções, componentes, bibliotecas, qualidade e roteadores automáticos são diferentes.
O procedimento básico é:
Etapa 1: Criação do esquema.
Neste, temos que selecionar os componentes, fazer suas conexões e atribuir valores aos componentes.
Passo 2: Mude para o quadro e modifique o quadro.
Após criar o esquema, mude para o quadro. Como saída obteremos componentes com dimensões e conexões perfeitas. Coloque esses componentes corretamente de acordo com o tamanho, formato, dimensão e requisitos do PCB (a colocação dos componentes é nossa escolha). Coloque os furos com dimensões de broca adequadas.
Após esta etapa, aplique Roteador automático. Ele fornecerá saída e layout de PCB de traços de cobre bem roteados. Mas às vezes o roteador automático não consegue rotear completamente; nesses casos, temos que editar os rastreamentos manualmente. Há mais roteamento manual no projeto multicamadas.
Etapa 3: Gerando arquivos Gerber.
Após finalizar o roteamento, aplique o processo CAM para gerar arquivos Gerber. No processo CAM podemos obter arquivos Gerber, arquivos de perfuração NC, desenhos de montagem, etc. Esses arquivos ajudarão o fabricante na preparação do PCB.
