Um PCB ou placa de circuito impresso gera calor quando uma corrente elétrica flui por ele. Sem o isolamento adequado, esse calor pode causar sérios problemas para PCBS.

Por que PCBS precisa de isolamento?

Antes que você possa entender o isolamento de PCB, você deve entender: O que é PCB?

PCBS, ou placas de circuito impresso, são pequenos quadrados verdes com folhas de cobre (mas também em outras cores). Ele pode ser encontrado em quase todos os dispositivos eletrônicos! As placas de circuito impresso permitem que os dispositivos eletrônicos funcionem adequadamente, tornando-os uma parte vital, mas invisível, da vida cotidiana. Sem eles, computadores, telefones, televisores e eletrônicos não funcionariam ou não existiriam.

Elétrico é muito poderoso para PCB. PCBS contém fios de cobre impressos, então eles conduzem eletricidade naturalmente. No entanto, os componentes elétricos podem representar um perigo se não forem colocados em um invólucro não condutor ou se ficarem muito quentes. O PCB deve ser isolado para evitar a corrosão do cobre e reduzir o contato acidental com materiais condutores. O isolamento adequado pode ajudar a prevenir o superaquecimento ou explosão do PCB.

Existem várias maneiras de isolar um PCB. Existem vários materiais de isolamento comuns, mas o tipo exato de isolamento geralmente depende da aplicação do projeto de PCB.

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Material isolante PCB

Os materiais de isolamento de PCB comuns são geralmente formados como substratos não condutores que podem ser fundidos em várias camadas para permitir que a corrente flua corretamente por toda a placa de circuito. PCBS mais simples podem ser de um lado ou de uma camada. PCBS complexos, como aqueles usados ​​para comunicações digitais de alta velocidade, podem conter mais de duas dúzias de camadas.

A calculadora de isolamento de PCB pode ajudá-lo a determinar a distância de fuga e a folga elétrica, que serão o fator determinante no tipo e quantidade exata de material de isolamento. A distância de fuga é a distância mais curta entre as partes condutoras e a folga é o elemento separado pelo ar e não pelo substrato. Compreender a distância de fuga e a folga elétrica é essencial para calcular o isolamento do PCB.

Os fabricantes de PCB podem escolher usar uma variedade de materiais diferentes para isolamento, de plásticos baratos como FR-2 a metais resistentes como alumínio. O material isolante de um PCB geralmente determina seu uso. Por exemplo, o PCB em um brinquedo eletrônico barato não precisaria do mesmo tipo de isolamento que o PCB em um satélite.

Para entender melhor o isolamento de PCB e os materiais de isolamento, vamos explorar as cinco formas mais comuns de isolamento de PCB.

FR-2

Fr-2 é uma opção de laminado retardante de chama de baixo grau. É feito de um composto de papel e resina fenólica plastificada, tornando-o leve e durável. Placas de circuito de um lado geralmente usam esse material. O FR-2 é isento de halogênio e hidrofóbico e pode ser facilmente prensado ou moído. O FR-2 é uma das opções mais baratas para isolamento de PCB e é uma escolha comum para empresas que fabricam produtos eletrônicos descartáveis.

FR-4

Fr-4 é uma opção avançada de laminado retardador de chamas. É um material composto feito de tecido de fibra de vidro e é comumente usado na fabricação de PCBS de dupla face e multicamadas. O FR-4 pode suportar temperaturas e pressões físicas mais altas do que o FR-2. Também é um material acessível, o que o torna uma escolha popular para fabricantes de eletrônicos de consumo de ponta. O FR-4 não é usinado rapidamente, exigindo fresamento, estampagem ou ferramentas usinadas de carboneto de tungstênio.

Frequência de rádio (rf)

Os substratos de RF são projetados para permitir que o PCBS opere em aplicações que usam RF de alta potência e micro-ondas. Substratos de RF são mais comumente usados ​​para PCBS instalados em eletrônicos militares, aviônicos e aviônicos. É importante observar, entretanto, que alguns produtos eletrônicos de consumo contêm esse tipo de substrato. Os plásticos que compõem um substrato de RF típico não geram muito isolamento e têm um bom desempenho para a tarefa de geração de grandes correntes. RF e PCBS de micro-ondas geralmente têm apenas uma ou duas camadas.

flexível

Embora a maioria das placas de circuito impresso sejam planas e rígidas, existem alguns PCBS inovadores que podem dobrar em quase qualquer direção sem quebrar. Os circuitos flexíveis requerem uma forma semelhante, mas única de isolamento. Os circuitos flexíveis são geralmente protegidos com um SPRAY de isolamento de PCB, além de filme plástico é uma escolha popular. Os circuitos flexíveis requerem um revestimento de isolamento de PCB fino e forte para que possam se mover livremente e se encaixar em espaços apertados.

metal

A escolha do metal como isolante pode parecer estranha. Os metais são normalmente condutores de eletricidade e a condução acidental pode fazer com que um PCB falhe, pegue fogo ou derreta. No entanto, em alguns casos, um PCB com um substrato de metal pode ser mais vantajoso. O metal é um excelente condutor de calor e pode suportar grandes correntes sem quebrar ou queimar. PCBS instalados em equipamentos eletricamente carregados que consomem muita energia podem exigir substratos de metal para funcionar de maneira eficaz.

Influência da indústria

Para evitar que o PCB superaqueça, pegue fogo ou pegue fogo, ele deve ser isolado adequadamente. O tipo de isolamento corresponde ao tipo de uso fornecido pelo PCB.

PCBS eletrônicos de uso geral são adequados para uso com substratos FR-2 ou FR-4 mais simples e econômicos. Os substratos de RF são mais adequados para aplicações que envolvem RF de alta potência.

Substratos flexíveis, como plásticos, são adequados para atender aos requisitos de isolamento de placas de circuito flexível. Os metais, por outro lado, são excelentes condutores de calor, ao mesmo tempo que mantêm os elétrons de energia resfriados.