Placa de circuíto impreso (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. Os PCBS normalmente están feitos de fibra de vidro, resina epoxi composta ou outros materiais compostos.

Introdución tipo PCB

A maioría dos PCBS para dispositivos electrónicos simples son sinxelos e constan só dunha soa capa. O hardware máis complexo como as tarxetas gráficas por ordenador ou as placas nai pode ter varias capas, ás veces ata 12.

Although PCBS are usually associated with computers, they can be found in many other electronic devices, such as televisions, radios, digital cameras and cell phones. Ademais de usarse en electrónica de consumo e computadores, úsanse diferentes tipos de PCBS noutras áreas, incluíndo:

• Equipos médicos. A electrónica é agora máis densa e consume menos enerxía que os produtos anteriores, polo que se poden probar novas e emocionantes tecnoloxías médicas. A maioría dos dispositivos médicos usan PCBS de alta densidade para crear os deseños máis pequenos e densos. Isto axuda a aliviar algunhas das limitacións exclusivas implicadas no desenvolvemento de dispositivos para o seu uso na área médica debido á necesidade de pequeno tamaño e peso lixeiro. PCBS fixo incursións en todo, desde dispositivos pequenos (como marcapasos) ata grandes (como equipos de raios X ou escáneres CAT).

• Maquinaria industrial. Os PCBS úsanse normalmente en maquinaria industrial de alta potencia. Pódese usar PCBS de cobre groso cando o PCBS de cobre actual dunha onza non cumpre os requisitos. Os PCBS de cobre máis grosos son beneficiosos en casos incluídos controladores de motor, cargadores de baterías de alta corrente e probadores de carga industrial.

• iluminación. Debido a que as solucións de iluminación baseadas en LED son populares debido ao seu baixo consumo de enerxía e alta eficiencia, tamén o son as placas posteriores de aluminio PCBS para fabricalas. Estes PCBS serven como radiadores e permiten niveis máis altos de transferencia de calor que os PCBS estándar. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Industrias do automóbil e aeroespacial. As industrias automobilística e aeroespacial usan PCBS flexibles deseñados para soportar os ambientes de alta vibración comúns nos dous campos. Dependendo da especificación e do deseño, tamén poden ser moi lixeiros, o que é necesario para a fabricación de pezas na industria do transporte. They can also fit into tight Spaces that may exist in these applications, such as inside the dashboard or behind the instruments on the dashboard.

Hai moitos tipos de placas de PCB, cada unha coas súas propias especificacións de fabricación, tipos de material e usos: PCB dunha capa, PCB de dobre capa, PCB multi-capa, PCB ríxido, PCB flexible, PCB flexible ríxido, PCB de alta frecuencia, traseiro de aluminio PCB.

Un PCB de capa única

O PCB dun ou dunha cara é un PCB ou substrato feito dun só substrato. Un dos lados do substrato está revestido cunha delgada capa metálica. O cobre é o revestimento máis común debido á súa boa condutividade eléctrica. Once a copper-based coating is applied, a protective welding mask is usually used, followed by the use of all elements on the last screen printing plate.

Introdución tipo PCB

Os PCBS monocapa / simple son fáciles de deseñar e fabricar porque soldan os distintos circuítos e compoñentes nun só lado. Esta omnipresencia significa que se poden mercar a baixo custo, especialmente para pedidos de gran volume. Os modelos de baixo custo e alta capacidade significan que se usan normalmente nunha variedade de aplicacións, como calculadoras, cámaras, radios e equipos estéreo, unidades de estado sólido, impresoras e fontes de alimentación.

Double-layer printed circuit board

O material de substrato para unha placa de circuíto impreso de dobre ou dobre cara ten unha fina capa de metal condutor, como o cobre, aplicada a ambos os dous lados da placa. Os buratos perforados a través da placa permiten que os circuítos dun lado da placa se conecten aos circuítos do outro lado.

Introdución tipo PCB

Os compoñentes dun circuíto e unha placa PCB de dobre capa adoitan conectarse dun ou dous xeitos: usando un burato pasante ou utilizando un soporte de superficie. A through-hole connection means that small wires called leads are fed through the hole, with each end of the leads welded to the right-hand component.

PCBS de montaxe superficial non pode usar fíos como conectores. Pola contra, moitos dos pequenos cables están soldados directamente á placa, o que significa que a propia placa utilízase como superficie de cableado para os diferentes compoñentes. Isto permite completar o circuíto con menos espazo, liberando espazo para permitir á placa realizar máis funcións, a miúdo máis rápidas e cun peso inferior ao que permitiría a placa de orificios pasantes.

Double side PCBS are commonly used in applications that require intermediate levels of circuit complexity, such as industrial controls, power supplies, instrumentation, HVAC systems, LED lighting, car dashboards, amplifiers, and vending machines.

PCB multicapa

O PCB multi-capa consiste nunha serie de tres ou máis capas de PCBS de dobre capa. Estas placas mantéñense xunto cunha cola especial e suxeitanse entre as pezas de illamento para garantir que o exceso de calor non derrita ningún dos compoñentes. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. O PCB multicapa máis grande xamais construído ten 50 capas de espesor.

Introdución tipo PCB

For multilayer printed circuit boards, designers can produce very thick, complex designs suitable for a variety of complex electrical tasks. Beneficial applications for multilayer PCBS include file servers, data storage, GPS technology, satellite systems, weather analysis and medical devices.

PCB ríxido

Rigid printed circuit boards are printed circuit boards made of a strong substrate material that prevents the board from twisting. Probably the most common example of a rigid PCB is a computer motherboard. The motherboard is a multi-layer PCB designed to distribute power from the power supply while allowing all parts of the computer to communicate with each other, such as the CPU, GPU and RAM.

A composición ríxida de PCB é quizais o maior número de PCBS fabricados. Estes PCBS pódense usar en calquera lugar onde o propio PCB debe estar configurado e permanecer así durante o resto da vida do dispositivo. O PCBS ríxido pode ser PCBS simple capa simple ou PCBS de 8 ou 10 capas.

Introdución tipo PCB

Todos os PCBS ríxidos teñen estruturas simples, dobres ou multicapa, polo que comparten a mesma aplicación.

PCB flexible

A diferenza do PCBS ríxido, que emprega materiais antiadherentes como a fibra de vidro, o PCBS flexible está feito de materiais que se poden dobrar e mover, como o plástico. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Debido a que deben ser impresos en materiais flexibles, adoitan ser máis caros de fabricar.

Introdución tipo PCB

Aínda así, o PCBS flexible ofrece moitas vantaxes fronte ao PCBS ríxido. The most striking of these advantages is their flexibility. Isto significa que poden dobrarse polos bordos e enrolarse polas esquinas. A súa flexibilidade aforre en custos e peso usando un único PCB flexible para cubrir áreas que poden necesitar varios PCBS ríxidos.

O PCBS flexible tamén se pode usar en áreas que poden verse afectadas por múltiples PCBS ríxidos. Riscos ambientais. Para iso, só se fabrican a partir de materiais que poden ser impermeables, resistentes aos golpes, resistentes á corrosión ou a alta temperatura, unha opción que o PCBS ríxido tradicional pode non ter.

PCB ríxido flexible

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. A placa ríxida flexible está composta por varias capas de PCB flexibles unidas a varias capas de PCB ríxidas.

O PCBS ríxido flexible ten moitas vantaxes sobre o uso de PCBS ríxido ou flexible só en determinadas aplicacións. Por exemplo, as placas ríxidas-flexibles teñen un número menor de pezas que as placas ríxidas ou flexibles tradicionais porque as opcións de cableado de ambas pódense combinar nunha soa placa. Combining rigid and flexible boards into a single rigid-flexible board also allows for a more streamlined design that reduces overall board size and package weight.

Introdución tipo PCB

Os PCBS ríxidos flexibles atópanse con máis frecuencia en aplicacións onde o espazo ou o peso son os que máis preocupan, incluídos os teléfonos móbiles, cámaras dixitais, marcapasos e coches.

PCB de alta frecuencia

Hf PCBS refírense a elementos xerais de deseño de PCB en vez de a construción de PCB como en modelos anteriores. As PCBS Hf son placas de circuíto deseñadas para transmitir sinais superiores a 1 gigahertz.

Introdución tipo PCB

Os materiais PCB Hf normalmente inclúen laminado epoxi reforzado con fibra de vidro de calidade FR4, resina de polifenileno éter (PPO) e teflón. O teflón é unha das opcións máis caras debido á súa constante dieléctrica pequena e estable, á pequena perda dieléctrica e á baixa absorción de auga.

Hai que ter en conta moitos aspectos da placa PCB e do seu correspondente tipo de conector PCB cando se selecciona a alta frecuencia, incluíndo a constante dieléctrica (DK), a disipación, a perda e o grosor dieléctrico.

O máis importante é o Dk do material en cuestión. Os materiais cunha alta probabilidade de cambio constante dieléctrico producen a miúdo cambios de impedancia que perturban os harmónicos que compoñen o sinal dixital e provocan unha perda global da integridade do sinal dixital, un factor que os PCS hf están deseñados para evitar.

Outras consideracións á hora de elixir o tipo de placa de circuíto e conector de PC que se utilizarán ao deseñar PCS hf inclúen:

• Perda dieléctrica (DF), que afecta á calidade da transmisión do sinal. Unha pequena perda dieléctrica pode producir unha pequena cantidade de desperdicio de sinal.

• Thermal expansion. Se os materiais empregados para construír o PCB, como a folla de cobre, teñen velocidades de expansión térmicas diferentes, os materiais poden separarse entre si debido aos cambios de temperatura.

• Absorción de auga. O consumo elevado de auga pode afectar a constante dieléctrica e a perda dieléctrica dun PCB, especialmente cando se usa en ambientes húmidos.

• Outras resistencias. Os materiais empregados para construír PCS HF deberán clasificarse como requiridos para a resistencia á calor, resistencia ao impacto e produtos químicos perigosos.

PCB de soporte de aluminio

O deseño dun PCB con respaldo de aluminio é aproximadamente o mesmo que o dun PCB con respaldo de cobre. Non obstante, en vez de usar fibra de vidro, que é común na maioría dos tipos de placas de PCB, o PCBS de fondo de aluminio usa substratos de aluminio ou cobre.

Introdución tipo PCB

O respaldo de aluminio está revestido de illamento e está deseñado para ter unha baixa resistencia térmica, o que significa que se transfire menos calor do illamento ao respaldo. Unha vez aplicado o illamento, aplícanse capas de circuíto de cobre de 1 onza a 10 polgadas de espesor.

O PCBS con respaldo de aluminio ten unha serie de vantaxes fronte ao PCBS con respaldo de fibra de vidro, incluíndo:

• Baixo coste. O aluminio é un dos metais máis abundantes na Terra, representando o 8.23% do peso terrestre. A extracción de aluminio é fácil e barata, o que axuda a reducir custos no proceso de fabricación. Como resultado, é máis barato fabricar produtos de aluminio.

• protección ambiental. O aluminio non é tóxico e é fácil de reciclar. Facer circuítos impresos de aluminio tamén é un bo xeito de aforrar enerxía porque é fácil de montar.

• disipación de calor. O aluminio é un dos mellores materiais que se poden empregar para disipar a calor dos compoñentes clave dunha placa de circuíto. Non irradia calor ao resto da placa, senón ao aire libre. O PCBS de aluminio arrefríase máis rápido que o PCBS de cobre do mesmo tamaño.

• Durabilidade do material. O aluminio é máis resistente que os materiais como a fibra de vidro ou a cerámica e é especialmente bo para probas de caída. O uso de substratos máis fortes axuda a reducir os danos durante a fabricación, o transporte e a instalación.

Todas estas vantaxes fan do PCBS de aluminio unha excelente opción para aplicacións que requiren alta potencia de saída dentro de tolerancias moi estreitas, incluíndo faros de tráfico, iluminación automotriz, fontes de alimentación, controladores de motor e circuítos de alta corrente.

Ademais das súas principais áreas de uso, tamén se pode empregar PCBS con respaldo de aluminio cando se precisa un alto grao de estabilidade mecánica ou onde o PCB pode soportar altos niveis de tensión mecánica. Son menos susceptibles á expansión térmica que os paneis de fibra de vidro, o que significa que outros materiais da tarxeta, como folla de cobre e illamento, son menos propensos a desprenderse, prolongando aínda máis a vida útil do produto.

Co paso dos anos, o PCBS evolucionou dende simples PCBS de capa única como calculadoras para dispositivos electrónicos a sistemas máis complexos como os deseños de teflón de alta frecuencia. PCBS atopouse camiño en case todas as industrias da terra, desde electrónica sinxela como solucións de iluminación ata industrias máis complexas como a tecnoloxía médica ou aeroespacial.

O desenvolvemento de PCBS tamén levou ao desenvolvemento de materiais de construción de PCB: xa non só PCBS feito de folla de cobre apoiada por fibra de vidro. Os novos materiais de construción inclúen aluminio, teflón e incluso plásticos curvables. Os plásticos flexibles e o aluminio en particular facilitaron a creación de produtos como PCBS ríxido-flexible e con respaldo de aluminio para resolver problemas comúns asociados a moitas industrias.