O que é uma placa de circuito impresso?
Introdução:
A placa de circuito impresso é composta por uma placa inferior isolante, fios de conexão e almofadas para montagem e soldagem de componentes eletrônicos. E ela tem a dupla função de linhas condutoras e placas inferiores isolantes. Circuitos integrados e componentes eletrônicos, como resistores e capacitores, não podem funcionar isoladamente. Somente quando estão fixados na placa de circuito impresso e possuem uma junção condutora para conectá-los é que podem desempenhar suas funções como um todo. A placa de circuito impresso é o esqueleto que sustenta os componentes e o canal que conecta os sinais elétricos. Algumas placas de circuito impresso têm componentes como resistores, capacitores e indutores fixados a elas, que se tornam circuitos funcionais e atuam como dispositivos.
Influências:
As placas de circuito impresso são a base dos equipamentos eletrônicos. Ou seja, elas permitem a miniaturização e a intuitividade dos circuitos, desempenhando um papel essencial na produção em massa de circuitos fixos e na otimização do layout dos aparelhos elétricos. Como os diversos componentes instalados são cuidadosamente selecionados, eles se conectam para que o equipamento eletrônico funcione conforme o esperado. Eles podem substituir a fiação complexa e estabelecer a conexão elétrica entre os diversos componentes do circuito. Além disso, simplificam a montagem e a soldagem de produtos eletrônicos, reduzem significativamente a carga de trabalho relacionada à fiação, diminuem drasticamente a intensidade de trabalho dos funcionários, reduzem o volume total da máquina, diminuem o custo do produto e melhoram a qualidade e a confiabilidade dos equipamentos eletrônicos.
Expandir:
O nível técnico da placa de circuito impresso é caracterizado por placas de circuito impresso metalizadas de dupla face e com múltiplos orifícios: trata-se de uma placa de circuito impresso metalizada de dupla face produzida em grandes quantidades. Na interseção entre os pads, na malha padrão de 2,50 ou 2,54 mm, é possível dispor o número de fios conforme especificado. Colocou-se um fio entre os dois pads e instalou-se uma placa de circuito impresso de baixa densidade com largura de fio superior a 0,3 mm. Disponham-se dois fios entre os dois pads. Trata-se de uma placa de circuito impresso de média densidade com largura de fio de cerca de 0,2 mm. Colocamos três fios entre as duas casas, o que corresponde a uma placa de circuito impresso de alta densidade. E a largura do fio é de cerca de 0,10 a 0,15 mm. Disponha quatro fios entre os dois pads; considere-a uma placa de circuito impresso de ultra-alta densidade com largura de linha de 0,05 a 0,08 mm.
De que material é feita a placa de circuito impresso?
O material da placa de circuito impresso
O principal material da placa de circuito impresso (PCB) é o laminado revestido com cobre, e sua composição consiste em um substrato, uma folha de cobre e um adesivo. Em primeiro lugar, o substrato é uma placa com camada isolante. É composto por resina de polímero sintético e materiais reforçados; a superfície do substrato é revestida com uma camada de folha de cobre puro, que apresenta alta condutividade e boa soldabilidade. A espessura usual é de 35-50/ma, e a folha de cobre cobre o substrato. Em segundo lugar, o laminado revestido com cobre em um dos lados é chamado de laminado revestido com cobre de face única. Já o laminado revestido com cobre com folha de cobre em ambos os lados do substrato é chamado de laminado revestido com cobre de dupla face; geralmente, o adesivo é responsável por garantir que a folha de cobre fique firmemente fixada ao substrato. Os laminados revestidos de cobre comumente utilizados apresentam três espessuras: 1,0 mm, 1,5 mm e 2,0 mm.
As placas de circuito impresso se tornaram o segmento mais dinâmico da indústria moderna de componentes eletrônicos. E sua taxa de crescimento é, em geral, cerca de três pontos percentuais superior à da indústria de componentes eletrônicos como um todo. Além disso, nos últimos anos, com o desenvolvimento da indústria eletrônica, a demanda do mercado por placas de circuito impresso tem aumentado. Por isso, também existem diversos tipos de laminados revestidos com cobre. Os diferentes materiais isolantes podem ser divididos em substrato de papel, substrato de tecido de vidro e placa de fibra sintética. Da mesma forma, de acordo com as diversas resinas aglutinantes, podem ser classificados em fenólicos, epóxi, poliéster e politetrafluoroetileno; podem ser divididos em tipo geral e tipo específico, de acordo com a finalidade.
A estrutura e as características dos laminados revestidos com cobre comumente utilizados
- Laminado de papel fenólico revestido com cobre
Um laminado feito de papel isolante impregnado (TFS-62) ou papel impregnado com fibra de algodão (1TZ-63), impregnado com resina fenólica e, em seguida, prensado a quente. Em resumo, trata-se de uma única folha de tecido de vidro impregnado, livre de álcalis, na qual é possível fixar fita adesiva em ambas as superfícies. Um dos lados é revestido com folha de cobre. É utilizado principalmente como placa de circuito impresso em equipamentos de rádio.
- Laminado fenólico revestido com cobre e reforçado com tecido de vidro
Trata-se de um laminado feito de tecido de vidro sem álcalis, impregnado com resina epóxi fenólica e prensado a quente. Um ou ambos os lados possuem uma folha de cobre. Apresenta as vantagens de ser leve, possuir boas propriedades elétricas e mecânicas e ser fácil de processar. A superfície da placa é amarela clara. Se for utilizada melamina como agente de cura, a superfície da placa fica verde clara e apresenta boa transparência.
- Laminado de PTFE revestido com cobre
Trata-se de uma placa revestida de cobre com uma placa de PTFE como substrato, coberta com folha de cobre e prensada a quente. É utilizada principalmente para placas de circuito impresso em circuitos de alta frequência e ultra-alta frequência.
- Laminado de tecido de vidro epóxi revestido com cobre
Trata-se de um material para placas de circuito impresso metalizadas com furos, geralmente utilizado em placas de circuito impresso metalizadas com furos.
- Filme macio de poliéster revestido com cobre
Trata-se de um material em forma de fita, fabricado a partir de filme de poliéster e cobre por meio de prensagem a quente. Em seguida, é enrolado em forma de espiral e colocado dentro do dispositivo durante a aplicação. Para aumentar a resistência à umidade ou evitar a entrada de umidade, costumamos preenchê-lo com resina epóxi em um orifício. Além disso, ele é usado principalmente como circuito impresso flexível e cabo impresso, podendo também servir como linha de transição para conectores.
O processo de produção de placas de circuito impresso
1: Otimização de dados
A otimização dos dados está diretamente relacionada à facilidade de produção, à taxa de aproveitamento dos materiais, à taxa de refugo e à carga de trabalho da linha de produção; portanto, a otimização dos dados é o processo central mais crítico na fábrica de placas! Além disso, há uma grande diferença entre a otimização de materiais da fábrica de placas e o trabalho da equipe de projeto; é necessário compreender os princípios básicos dos dados de projeto; comunicar-se com a equipe de projeto; e evitar que o produto fabricado e os requisitos de projeto apresentem inconsistências! Além disso, considere o projeto de layout; isso está intimamente relacionado ao trabalho da fábrica de SMT; um bom projeto de layout pode ajudar a SMT a evitar situações de posicionamento inadequado; ao mesmo tempo, também pode aumentar a taxa de utilização de materiais da fábrica de placas!
2: Corte
De acordo com os dados de engenharia para otimizar a regra de corte, as dimensões da mesa de trabalho e o modelo de material do processo do projeto variam. As dimensões do material em folha de cada modelo de material são diferentes. Normalmente, há duas especificações para o tamanho disponível: 41 × 49. Portanto, se houver dois modelos de material de 43 × 49 polegadas, eles podem ser divididos em vários tipos. Existem placas de papelão, fibra de vidro, alta frequência, alto TG, etc.; os fabricantes também variam. As mais comumente utilizadas são as placas de Taiwan Nanya, Jiantao, Shengyi, PTFE e Rogers; portanto, certifique-se de verificar os requisitos do projeto de design.
3: Perfuração
O objetivo principal da perfuração é, em primeiro lugar, conectar os orifícios na placa de circuito que precisam do encaixe aos orifícios de passagem; definir os orifícios necessários; utilizar diâmetros de orifício entre 0,15 e 6,0, que podem ser perfurados por CNC; Utilize apenas o laser para perfurar orifícios pequenos (Observação: o custo desse processo é muito alto, e não é recomendável usar orifícios via de 0,1 no projeto de engenharia); as máquinas comumente utilizadas para perfuração atualmente são as máquinas Huaqiang e as perfuradoras do sistema 48,84; A velocidade de perfuração varia entre 160.000 e 200.000 rotações; também há máquinas que atingem 220.000 rotações.
4: Cobre por imersão
A imersão em cobre consiste no revestimento dos furos com cobre. Atualmente, existem dois processos de imersão em cobre na China. Vamos abordar o primeiro (1: Processo de imersão em cobre puro: este é o processo antigo atualmente utilizado e é considerado satisfatório.
A produção de todas as placas de circuito exige que a espessura do cobre no orifício seja superior a 18 µm. A espessura do cobre no orifício pode ser superior a 18 µm e atingir 30 µm para atender aos requisitos de corrente excessiva da placa de circuito; o segundo é o processo de enegrecimento (cola condutora), pois o preço atual é baixo. A placa de circuito também pode utilizar esse método, mas esse processo apresenta uma falha fatal: a espessura do cobre na parede do orifício é muito fina, variando apenas entre 12 e 16 µm. Além disso, não é possível obter a certificação UL, nem suportar altas correntes nem funcionar por longos períodos.
5: Gravura
A função da gravação é formar as linhas da placa de circuito; o tempo máximo de gravação é de 2 minutos, embora 3 minutos seja o ideal; as fábricas de placas em geral preferem mais de 5 minutos; é claro que, quanto maior a precisão, maior o valor.
6: Máscara de solda
O objetivo é criar uma máscara de solda; a função da máscara de solda é descolorir a área correspondente e deixar uma abertura onde a janela precisa ser aberta; a dificuldade reside na necessidade de fabricar pontes de máscara de solda para BGAs de ICs em placas específicas de alta precisão. As pontes da máscara de solda de ICs geralmente precisam manter um intervalo de 6 minutos entre elas; a dificuldade do BGA é que a janela do BGA costuma ser um pouco maior do que o ponto de fio e tem apenas cerca de 1 minuto de um lado. Isso não é adequado para a impressão da máscara de solda e causa mau alinhamento; se a janela for muito grande, os pontos do BGA resultantes não ficarão redondos, e a janela será excessivamente grande, resultando em deslizamento da solda e produtos com defeito!
7: Impressão de caracteres
Há três aspectos aos quais se deve prestar atenção ao imprimir caracteres (o primeiro é a cor e o tipo de tinta; e o segundo é que a impressão não pode interferir com a almofada sobre a qual será feita a impressão!)
8: Tratamento de superfície
Existem diversos processos de tratamento de superfície. (Os mais comuns são: estanhagem por pulverização com chumbo, estanhagem por pulverização sem chumbo, ouro por imersão, ouro por eletrodeposição, OSP, estanhagem por imersão, etc.)
9: Processamento de formas
Existem duas formas de processamento de formas: uma é o CNC; a outra é a estampagem (o CNC apresenta um acabamento liso; a estampagem apresenta um acabamento áspero).
10: Teste
Normalmente, utiliza-se o teste em rack e o teste com sonda móvel para realizar os testes; a eficiência do teste em rack é muito maior.
Para que serve uma placa de circuito impresso?
A função da placa de circuito impresso
A placa de circuito impresso (PCB) desempenha as seguintes funções em equipamentos eletrônicos.
(1) Fornecer suporte mecânico para a fixação e montagem de diversos componentes eletrônicos, como circuitos integrados; realizar a fiação e a conexão elétrica ou o isolamento elétrico entre diversos componentes eletrônicos, como circuitos integrados; e garantir as características elétricas necessárias.
(2) Fornecer os desenhos da máscara de solda para a soldagem automática e identificar os caracteres e ilustrações para a inserção, inspeção e manutenção dos componentes.
(3) Após a adoção de placas de circuito impresso nos equipamentos eletrônicos, é possível evitar erros de fiação manual graças à uniformidade dessas placas e à inserção ou montagem automática de componentes eletrônicos, à soldagem automática e à detecção automática, garantindo assim a qualidade dos produtos eletrônicos. A melhoria na qualidade do produto aumenta a produtividade da mão de obra, reduz custos e facilita a manutenção.
(4) Especificar as características elétricas exigidas, a impedância característica e as características de compatibilidade eletromagnética para circuitos de alta velocidade ou alta frequência.
(5) A placa de circuito impresso, com componentes passivos incorporados, oferece determinadas funções elétricas, simplifica o procedimento de instalação eletrônica e aumenta a confiabilidade do produto.
(6) Em componentes de embalagem eletrônica de grande e ultragrande escala, fornecer um suporte de chip eficaz para a embalagem miniaturizada de chips de componentes eletrônicos.
Características das placas de circuito impresso
A razão pela qual as placas de circuito impresso (PCB) têm sido cada vez mais utilizadas é que elas apresentam muitas vantagens exclusivas, que podem ser resumidas da seguinte forma:
Alta densidade
Ao longo dos anos, a alta densidade das placas de circuito impresso evoluiu em paralelo com o aprimoramento da integração dos circuitos integrados e com os avanços na tecnologia de montagem.
Alta confiabilidade
Por meio de uma série de inspeções, testes e ensaios de envelhecimento, além de outros meios técnicos, garantir que a placa de circuito impresso (PCB) funcione de maneira confiável por um longo período (geralmente 20 anos).
Capacidade de projeto
Várias propriedades das placas de circuito impresso (PCB) podem atender aos requisitos (elétricos, físicos, químicos, mecânicos etc.) por meio da padronização do projeto e da padronização. Dessa forma, o tempo de projeto é reduzido e a eficiência é alta.
Fabricabilidade
A PCB adota uma gestão moderna, capaz de garantir a padronização, a produção em escala (quantidade) e a produção automatizada, a fim de assegurar a consistência da qualidade dos produtos.
Testabilidade
Estabelecemos um método de teste e um padrão de teste relativamente completos, utilizando diversos equipamentos e instrumentos de teste para detectar e avaliar a conformidade e a vida útil dos produtos de PCB.
Facilidade de montagem
Os produtos de PCB são convenientes para a montagem padronizada de diversos componentes e para a produção em massa automatizada e em grande escala. Além disso, a montagem do PCB e de outros elementos diferentes resulta na formação de peças e sistemas mais importantes para a máquina completa.
Facilidade de manutenção
Como a montagem desses produtos de placas de circuito impresso (PCB) e de diversos componentes é feita com base em um projeto padronizado e em produção em larga escala, esses componentes também são padronizados. Assim, caso o sistema apresente falha, é possível substituí-los de forma rápida, prática e flexível, restabelecendo rapidamente o funcionamento do sistema.
O PCB apresenta outras vantagens, como a miniaturização e a leveza do sistema, além da transmissão de sinais em alta velocidade.