O placa de circuito impresso (PCB) é uma base física ou uma plataforma na qual os componentes eletrônicos podem ser soldados. Traços de cobre conectam esses componentes uns aos outros, permitindo que a placa de circuito impresso (PCB) execute suas funções da maneira projetada.

A placa de circuito impresso é o núcleo do dispositivo eletrônico. Pode ter qualquer formato e tamanho, dependendo da aplicação do dispositivo eletrônico. O substrato / material de substrato mais comum para PCB é o FR-4. PCBs baseados em FR-4 são comumente encontrados em muitos dispositivos eletrônicos e sua fabricação é comum. Em comparação com os PCBs multicamadas, os PCBs de um e dois lados são mais fáceis de fabricar.

O FR-4 PCB é feito de fibra de vidro e resina epóxi combinada com revestimento de cobre laminado. Alguns dos principais exemplos de PCBs multicamadas complexas (até 12 camadas) são placas gráficas de computador, placas-mãe, placas de microprocessador, FPGAs, CPLDs, discos rígidos, RF LNAs, alimentações de antena de comunicação via satélite, fontes de alimentação comutadas, telefones Android, etc. Existem muitos exemplos onde PCBs simples de camada única e dupla são usados, como TVs CRT, osciloscópios analógicos, calculadoras portáteis, mouses de computador e circuitos de rádio FM.

Aplicação de PCB:

1. Equipamento médico:

O avanço atual da ciência médica deve-se inteiramente ao rápido crescimento da indústria eletrônica. A maioria dos equipamentos médicos, como medidor de pH, sensor de batimento cardíaco, medição de temperatura, máquina de ECG / EEG, máquina de ressonância magnética, raio-X, tomografia computadorizada, máquina de pressão arterial, equipamento de medição do nível de açúcar no sangue, incubadora, equipamento microbiológico e muitos outros equipamentos. baseado em um PCB eletrônico separado. Esses PCBs geralmente são densos e têm um formato pequeno. Denso significa que componentes SMT menores são colocados em um PCB de tamanho menor. Esses dispositivos médicos são feitos menores, fáceis de transportar, leves e fáceis de operar.

2. Equipamentos industriais.

Os PCBs também são amplamente usados ​​na manufatura, fábricas e fábricas iminentes. Essas indústrias possuem máquinas e equipamentos de alta potência que são acionados por circuitos que operam em alta potência e requerem altas correntes. Por esse motivo, uma espessa camada de cobre é laminada no PCB, o que é diferente dos PCBs eletrônicos complexos, que podem atrair correntes de até 100 amperes. Isso é particularmente importante em aplicações como soldagem a arco, grandes servo motores, carregadores de bateria de chumbo-ácido, indústria militar e máquinas para roupas de algodão.

3. iluminação.

Em termos de iluminação, o mundo caminha na direção de soluções de economia de energia. Essas lâmpadas halógenas raramente são encontradas agora, mas agora vemos luzes LED e LEDs de alta intensidade ao redor. Esses pequenos LEDs fornecem luz de alto brilho e são montados em PCBs com base em substratos de alumínio. O alumínio tem a propriedade de absorver o calor e dissipá-lo no ar. Portanto, devido à alta potência, esses PCBs de alumínio são geralmente usados ​​em circuitos de lâmpadas LED para circuitos de LED de média e alta potência.

4. Indústrias automotivas e aeroespaciais.

Outra aplicação do PCB são as indústrias automotiva e aeroespacial. O fator comum aqui é a reverberação gerada pelo movimento de aviões ou carros. Portanto, a fim de satisfazer essas vibrações de alta força, o PCB se torna flexível. Portanto, um tipo de PCB chamado Flex PCB é usado. O PCB flexível pode suportar altas vibrações e é leve, o que pode reduzir o peso total da espaçonave. Esses PCBs flexíveis também podem ser ajustados em um espaço estreito, o que também é uma grande vantagem. Esses PCBs flexíveis são usados ​​como conectores, interfaces e podem ser montados em um espaço compacto, como atrás do painel, embaixo do painel, etc. Uma combinação de PCB rígidos e flexíveis também é usada.

Tipo de PCB:

As placas de circuito impresso (PCB) são divididas em 8 categorias. Eles são

PCB de um lado:

Os componentes de uma placa de circuito impresso de um lado são montados apenas em um lado e o outro lado é usado para fios de cobre. Uma fina camada de folha de cobre é aplicada a um lado do substrato RF-4 e, em seguida, uma máscara de solda é aplicada para fornecer isolamento. Finalmente, a impressão da tela é usada para fornecer informações de marcação para componentes como C1 e R1 no PCB. Esses PCBs de camada única são muito fáceis de projetar e fabricar em grande escala, a demanda do mercado é grande e eles também são muito baratos para comprar. Muito comumente usado em produtos domésticos, como espremedores / liquidificadores, ventiladores de carga, calculadoras, pequenos carregadores de bateria, brinquedos, controles remotos de TV, etc.

PCB de camada dupla:

O PCB de dois lados é um PCB com camadas de cobre aplicadas em ambos os lados da placa. Faça furos e os componentes THT com terminais serão instalados nesses furos. Esses orifícios conectam uma parte lateral à outra parte através de trilhos de cobre. Os fios do componente passam pelos orifícios, os fios em excesso são cortados pelo cortador e os fios são soldados aos orifícios. Tudo isso é feito manualmente. Existem também componentes SMT e componentes THT de um PCB de 2 camadas. Os componentes SMT não precisam de orifícios, mas as almofadas são feitas no PCB e os componentes SMT são fixados no PCB por soldagem por refluxo. Os componentes SMT ocupam muito pouco espaço no PCB, portanto, mais espaço livre pode ser usado na placa de circuito para realizar mais funções. PCBs de dupla face são usados ​​para fontes de alimentação, amplificadores, drivers de motor DC, circuitos de instrumentos, etc.

PCB multicamadas:

O PCB multicamada é feito de PCB multicamadas de 2 camadas, ensanduichado entre as camadas de isolamento dielétrico para garantir que a placa e os componentes não sejam danificados por superaquecimento. O PCB multicamada tem várias dimensões e diferentes camadas, de PCB de 4 camadas a PCB de 12 camadas. Quanto mais camadas, mais complicado é o circuito e mais complicado é o design do layout do PCB.

Os PCBs multicamadas geralmente têm planos de aterramento independentes, planos de energia, planos de sinal de alta velocidade, considerações de integridade de sinal e gerenciamento térmico. As aplicações comuns são requisitos militares, eletrônicos aeroespaciais e aeroespaciais, comunicações por satélite, eletrônicos de navegação, rastreamento GPS, radar, processamento digital de sinais e processamento de imagens.

PCB rígido:

Todos os tipos de PCB discutidos acima pertencem à categoria de PCB rígida. Os PCBs rígidos têm substratos sólidos como FR-4, Rogers, resina fenólica e resina epóxi. Essas placas não dobram e torcem, mas podem manter sua forma por muitos anos por até 10 ou 20 anos. É por isso que muitos dispositivos eletrônicos têm uma longa vida útil devido à rigidez, robustez e rigidez dos PCBs rígidos. Os PCBs de computadores e laptops são rígidos. Muitas TVs, TVs de LCD e LED comumente usadas em casas são feitas de PCBs rígidos. Todas as aplicações de PCB de face única, face dupla e multicamadas acima também são aplicáveis ​​a PCBs rígidos.

Flex PCB:

PCB flexível ou PCB flexível não é rígido, mas é flexível e pode ser dobrado facilmente. São elásticos, possuem alta resistência ao calor e excelentes propriedades elétricas. O material do substrato do Flex PCB depende do desempenho e do custo. Materiais de substrato comuns para Flex PCB são filme de poliamida (PI), filme de poliéster (PET), PEN e PTFE.

O custo de fabricação do Flex PCB é mais do que apenas um PCB rígido. Eles podem ser dobrados ou enrolados nos cantos. Em comparação com o PCB rígido correspondente, eles ocupam menos espaço. Eles são leves, mas têm resistência ao rasgo muito baixa.

PCB Rigid-Flex:

A combinação de PCBs rígidos e flexíveis é muito importante em muitas aplicações com restrições de espaço e peso. Por exemplo, em uma câmera, o circuito é complicado, mas a combinação de PCB rígido e flexível reduzirá o número de peças e o tamanho do PCB. A fiação de dois PCBs também pode ser combinada em um único PCB. Os aplicativos comuns são câmeras digitais, telefones celulares, carros, laptops e dispositivos com peças móveis

PCB de alta velocidade:

PCBs de alta velocidade ou alta frequência são usados ​​para aplicações que envolvem comunicação de sinal com frequências superiores a 1 GHz. Nesse caso, problemas de integridade de sinal entram em jogo. O material do substrato de PCB de alta frequência deve ser cuidadosamente selecionado para atender aos requisitos de projeto.

Os materiais comumente usados ​​são polifenileno (PPO) e politetrafluoroetileno. Possui constante dielétrica estável e pequena perda dielétrica. Eles têm baixa absorção de água, mas alto custo.

Muitos outros materiais dielétricos têm constantes dielétricas variáveis, resultando em alterações de impedância, o que pode distorcer harmônicos e perda de sinais digitais e perda de integridade do sinal

PCB de alumínio:

Os materiais de substrato de PCBs à base de alumínio têm as características de dissipação de calor eficaz. Devido à baixa resistência térmica, o resfriamento de PCB baseado em alumínio é mais eficaz do que seu PCB baseado em cobre correspondente. Ele irradia calor no ar e na área de junção térmica da placa PCB.

Muitos circuitos de lâmpadas LED e LEDs de alto brilho são feitos de PCB de alumínio.

O alumínio é um metal rico e seu preço de mineração é baixo, então o custo do PCB também é muito baixo. O alumínio é reciclável e não tóxico, por isso é amigo do ambiente. O alumínio é forte e durável, por isso reduz os danos durante a fabricação, transporte e montagem

Todos esses recursos tornam os PCBs baseados em alumínio úteis para aplicações de alta corrente, como controladores de motor, carregadores de bateria para serviço pesado e luzes LED de alto brilho.

Em conclusão:

Nos últimos anos, os PCBs evoluíram de versões simples de camada única para sistemas mais complexos, como os PCBs de Teflon de alta frequência.

O PCB agora cobre quase todos os campos da tecnologia moderna e ciência em evolução. Microbiologia, microeletrônica, nanotecnologia, indústria aeroespacial, militar, aviônica, robótica, inteligência artificial e outros campos são todos baseados em várias formas de blocos de construção de placa de circuito impresso (PCB).