PCB, ou placa de circuito impresso, é a espinha dorsal dos dispositivos modernos. Geralmente é usado como base para conectar e organizar peças elétricas. Geralmente vem com diferentes camadas de PCB. Cada camada é responsável por tarefas exclusivas. Seus corpos planos e rígidos constituem uma base estável para a colocação de peças. A sua principal função é garantir que a ligação eléctrica seja segura e eficiente.
Este artigo destaca principalmente os diferentes tipos de camadas de PCB. Mostra como eles funcionam dentro de um PCB.
O que é uma camada PCB?
Uma placa PCB possui principalmente três categorias de camadas: estrutural, funcional e condutiva.
Um PCB possui diferentes camadas estruturais, como substrato, cobre, máscara de solda e serigrafia. Cada camada realiza um trabalho específico para fazer o PCB funcionar.
Para fazer um PCB, essas camadas são empilhadas juntas. Os adesivos os mantêm no lugar. As mais importantes são as camadas de cobre. Eles ficam entre as camadas isolantes. Portanto, uma camada de PCB é como um nível separado em um sanduíche.
Em relação às camadas condutoras, o número de camadas de PCB é normalmente o número de camadas de cobre em uma PCB. Múltiplas camadas são necessárias para acomodar projetos de circuitos complexos.
No entanto, existem oito camadas funcionais diferentes. Falaremos sobre essas camadas nas seções a seguir.
Cada camada em um PCB tem uma finalidade única. A camada de substrato torna o PCB forte. O cobre ajuda a conectar peças elétricas. Por outro lado, uma máscara de solda protege o traço contra danos. Por fim, a serigrafia nos ajuda a saber qual parte é qual.
Sem essas camadas, a eletrônica não funcionaria bem. Portanto, cada camada é super importante para o funcionamento do PCB.
4 Estrutural Comum Camadas de placa de circuito impresso
Conforme mencionado, cada camada em um PCB tem uma finalidade única. Eles trabalham juntos e tornam o PCB robusto e eficaz. Eles o protegem de situações perigosas e garantem que funcione sem problemas. No entanto, vamos verificá-los em detalhes.
Camada #1 Camada de Substrato
A camada de substrato é a base de um PCB. Ele fornece uma base robusta para todos os seus componentes. Você o encontrará na parte inferior do PCB. Ele mantém todos os elementos juntos.
O substrato geralmente é feito de fibra de vidro (FR4). É resistente e rígido, garantindo a estabilidade do PCB. Embora os PCBs flexíveis possam ser feitos de plástico (Kapton), alguns podem usar epóxis. No entanto, a fibra de vidro (FR4) é a melhor para criar placas de circuito de alta qualidade.
Camada #2 Camada de Cobre
A camada de cobre é uma fina folha de cobre aquecida e fixada na placa de circuito. Está logo acima da camada de substrato. A camada de cobre é crucial para a condução de eletricidade.
Diferentes PCBs possuem números variados de camadas de cobre. PCBs de um lado têm apenas uma camada de cobre e são comumente usados em dispositivos eletrônicos mais simples.
Por outro lado, os dupla-face possuem cobre em ambos os lados. Eles normalmente usam vias para conectar as camadas superior e inferior. Como resultado, eles podem lidar com um roteamento de rastreamentos mais rígido. Este recurso é útil para conectar circuitos em toda a placa.
Observe que camadas de cobre mais espessas são predominantes para lidar com alta potência.
Camada #3 Camada PCB de Máscara de Solda
A camada de máscara de solda é um revestimento protetor aplicado à superfície de uma PCB. É normalmente de cor verde e cobre os traços de cobre no PCB. Ele atua como um escudo para evitar que os vestígios de cobre toquem em qualquer coisa que possa causar danos.
Assim que a camada de cobre estiver colocada, você pode adicionar a máscara de solda. Essa camada também isola o cobre, evitando que entre em contato com outros metais.
A camada de máscara de solda é normalmente feita de resina epóxi líquida. Para coloração, esse líquido vem com pigmento verde.
Camada # 4 Camada de serigrafia ou camada de sobreposição
A camada serigráfica, também conhecida como camada de sobreposição, é encontrada na camada mais externa do PCB. Ele contém letras, números e símbolos, como rótulos em um mapa.
A serigrafia geralmente atua como seu guia. Ele mostra qual parte é qual no PCB. Com etiquetas e símbolos, fica mais fácil saber onde conectar LEDs ou pinos.
PCBs de camada única versus PCBs multicamadas
A PCB de camada única tem apenas uma camada condutora de cobre. Seu design é mais simples e barato, mas possui capacidades limitadas. PCBs multicamadas, por outro lado, possuem mais camadas de cobre. Eles podem lidar com circuitos e componentes mais complexos. No entanto, eles são mais caros.
Portanto, a escolha depende da complexidade e do orçamento do projeto.
| Aspecto | PCB de camada única | PCB multicamadas |
| Número de Camadas | Ele contém apenas uma camada condutora de cobre. | Consiste em múltiplas camadas condutoras de cobre. |
| Densidade de Componente | Menor densidade de componentes devido ao espaço de roteamento limitado | Maior densidade de componentes |
| Dimensões: | Geralmente maior para acomodar traços e componentes. | Pode ser menor, pois os componentes e rastreios podem ser distribuídos em várias camadas. |
| Complexidade | Design menos complexo | Design mais complexo |
| Custo | Custo geralmente mais baixo | Custo mais alto |
| Integridade do Sinal | Mais suscetível a interferências | Melhor integridade do sinal |
| Aplicação | Adequado para dispositivos eletrônicos simples | Ideal para dispositivos eletrônicos complexos |
Camadas funcionais em uma placa PCB
Ao olhar para a parte superior de uma placa PCB, você verá diferentes camadas, cada uma com sua função exclusiva. Vamos dar uma olhada mais de perto no que eles fazem.
Camadas Mecânicas
A camada mecânica em um PCB mostra claramente a estrutura física. Define com precisão a forma e o tamanho da placa. Os fabricantes usam essa camada para fabricação e montagem de PCB.
Sua principal função é garantir que a PCB seja construída corretamente e de acordo com as especificações do projeto. Além disso, ajuda a cortar e moldar a placa PCB durante a fabricação. No entanto, também existem outras camadas além disso. Recortes, furos de ferramentas e bordas são algumas outras seções que se destacam.
Evite camadas
Saia da minha área! Camadas de proteção são como limites que indicam onde você não pode colocar coisas. Eles marcam áreas onde você não pode colocar componentes ou puxar fios.
Essas camadas são muito úteis porque ajudam a manter os itens elétricos organizados. Também permite que você garanta que nada importante seja bagunçado.
Camadas de proteção garantem que você siga as regras e não coloque itens onde não deveriam estar. Eventualmente, eles ajudam você a fazer o uso mais eficiente do espaço na placa de circuito.
Camadas de roteamento
As camadas de roteamento em uma PCB são onde os traços de cobre correm para conectar peças eletrônicas. Essas camadas ligam componentes transportando sinais entre eles. É como uma estrada em um mapa.
Um bom roteamento é vital por vários motivos. Primeiro, ajuda os sinais a se moverem suavemente e reduz a interferência do sinal. Em segundo lugar, controla o EMI eletromagnético. Finalmente, garante que tudo funcione de forma eficaz.
Às vezes, projetos complexos podem precisar de múltiplas camadas de roteamento. É como adicionar faixas extras em uma rodovia para lidar com mais tráfego.
Planos de energia e terrestres
O plano de energia e aterramento é uma camada específica em uma PCB que transporta eletricidade. Sua principal função é garantir que as tensões de alimentação e de aterramento sejam distribuídas adequadamente pela PCB. Do ponto de vista técnico, isso ajuda a manter estável a energia das peças elétricas. Também garante que os caminhos para o retorno da energia sejam suaves.
Os planos de energia e de aterramento espalham efetivamente o calor, o que pode ajudar a resfriar a placa.
Planos divididos e terrestres
Um plano dividido em uma PCB divide a camada de energia ou terra em seções separadas, cada uma com seu nível de tensão específico. Isto pode criar zonas distintas para aterramentos analógicos e digitais.
A principal função deste plano é isolar diferentes regiões de tensão. Impede tecnicamente a interferência de ruído. No entanto, ao dividir cuidadosamente as superfícies, consegue o acoplamento de ruído. Eles também fornecem vários níveis de tensão necessários para vários componentes da PCB.
Camadas de máscara de solda
A camada de máscara de solda em uma PCB é uma camada protetora feita de materiais isolantes. Na maioria dos casos, a resina epóxi líquida é usada como material de máscara de solda de PCB. Esta camada cobre a maior parte do PCB. No entanto, deixa algumas áreas expostas para soldagem.
Sua principal função é proteger a PCB da oxidação e evitar curtos-circuitos elétricos. Além disso, ajuda a definir áreas onde as conexões elétricas são feitas e isoladas.
Camadas de pasta de solda
Como o nome sugere, esta é a camada onde você aplica a pasta de solda. A pasta de solda melhora o fluxo de solda entre os terminais dos componentes e as placas de PCB. Como resultado, você pode obter uma conexão segura para uma montagem eletrônica confiável.
Camadas de pasta de solda garantem que a pasta de solda seja aplicada corretamente. Essa camada é crucial para projetos que usam peças pequenas ou de passo fino. No geral, garante que a soldagem seja feita de maneira correta e eficiente durante a produção.
Camadas de sobreposição
A camada de sobreposição também é conhecida como camada de serigrafia. É onde são impressas informações importantes. É essencial para auxiliar nas tarefas de produção e reparo.
Essas camadas geralmente usam a camada de máscara de solda como fundo e são encontradas principalmente nas camadas externas do PCB.
Garantir que a impressão esteja alinhada corretamente com a camada de máscara de solda é essencial. Portanto, a camada de sobreposição é como os rótulos de um mapa, mostrando onde está tudo no PCB.
Número de camadas de PCB
Você também pode encontrar vários tipos de PCBs baseados em diferentes camadas condutoras de cobre. Os seguintes PCBs são os mais comuns no mundo de hoje.
Placa PCB de 2 camadas
Uma PCB de duas camadas também é conhecida como placa PCB de dupla face. Possui um único núcleo isolante imprensado entre finas camadas de cobre.
Placas PCB com duas camadas são adequadas para projetos relativamente mais simples e de baixo custo.
Placa PCB de 4 camadas
Como o nome sugere, uma placa PCB de quatro camadas possui duas camadas adicionais de cobre. O espaço extra para rastreamento normalmente melhora a qualidade do sinal e reduz o ruído. Ele também oferece maior densidade de componentes.
Empilhamento de placas PCB de 6, 8, 10 e 12 camadas
Conseqüentemente, você também pode encontrar empilhamentos de placas PCB de múltiplas camadas. Cada tipo é adequado para aplicações exclusivas. Essa diversidade geralmente surge devido a necessidades distintas de vários setores. Essas placas PCB multicamadas são amplamente utilizadas em projetos industriais e layouts complexos.
| Número de Camadas | Configuração de camada |
| Empilhamento de placa PCB de 6 camadas | Máscara Soldoer | Camada de sinal HS | Preparar | Camada de sinal HS | Núcleo | Camada de sinal HS | pré-fixação | Camada de sinal HS | Núcleo | Camada de sinal HS | pré-geg | Camada de sinal HS | Máscara de solda |
| Empilhamento de placa PCB de 8 camadas | Duas camadas adicionais de sinal HS |
| Empilhamento de placa PCB de 10 camadas | Camada adicional de sinal 4 HS |
| Empilhamento de placa PCB de 12 camadas | Camada adicional de sinal 6 HS |
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