[Beginners Guide] Introdução aos conceitos básicos de PCB

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br


Uma placa de circuito impresso ou PCB é um componente presente em quase todos os equipamentos eletrônicos que usamos em nossa vida diária. Ele forma a base de qualquer circuito. Um PCB é o local onde todos os componentes elétricos / eletrônicos são mantidos juntos e interconectados sem fios. As conexões no PCB não são apenas permanentes, mas também razoáveis ​​e fáceis de entender.

Se você gosta de construir um circuito eletrônico, precisa estar realmente familiarizado com o básico do design de placas de circuito impresso. ->

Neste artigo, detalharei algumas das terminologias de PCB comumente usadas, o processo de design de PCB e alguns dos softwares populares de design de PCB. ->

Mas primeiro, deixe-me explicar o que realmente é um PCB!

O que é uma placa de circuito impresso (PCB)?

Você já abriu um equipamento eletrônico velho e desgastado, como controle remoto ou telefone celular? Se sim, você deve ter visto uma folha verde (às vezes vermelha, azul) com muitos fios e componentes de prata. Esta folha nada mais é que um PCB.

Noções básicas de design de PCB
PCB – Placa de Circuito Impresso

A princípio, entender o circuito pode parecer uma tarefa árdua. No entanto, depois de se familiarizar com o design, essas complicações podem instigar o seu nerd de eletrônica interna. ->

O PCB forma a base de vários circuitos complexos e é uma das principais razões pelas quais você obtém TVs, telefones celulares e laptops mais finos. Eles são fabricados com uma, duas ou multicamadas, dependendo da complexidade do circuito.

Você pode imaginar o PCB como uma ninharia feita com camadas de materiais diferentes – todos laminados juntos para formar uma única folha de PCB.

Se usarmos um PCB típico de duas camadas, ele terá uma composição como esta:

[Beginners Guide] Introdução aos conceitos básicos de PCB 1

Aqui, o substrato refere-se à parte dielétrica não condutora, que mencionei acima.

A escolha popular para o substrato é o vidro FR4, devido à sua estabilidade com variação de temperatura. Também é fácil colocar entre camadas de fios de cobre (as folhas condutoras). Para circuitos complexos, onde apenas perdas mínimas podem ser permitidas, o substrato PTFE é usado. ->

Na representação pictórica acima, duas folhas de cobre cobrem o substrato e são chamadas de PCB de dupla camada. Para circuitos simples como o usado em brinquedos musicais, esta PCB será suficiente para atender a essa finalidade. Um aumento no número de camadas garante mais áreas de fiação para circuitos de ponta, como o do seu smartwatch ou smartphone.

O fio de cobre é mascarado por uma camada chamada máscara de solda para impedir o contato acidental com qualquer condutor. Essa camada confere à placa sua cor verde (em alguns casos vermelha). A numeração, as letras e outras marcações (geralmente em branco) que você vê na superfície da PCB são feitas através de um processo de serigrafia.

Você precisa de uma ferramenta de design muito boa para realizar a ideia do circuito em sua mente. Por que você não lê nossa lista de mais de 10 ferramentas de design e simulação de circuitos?

PCB: Terminologias

À medida que mergulhamos no processo de design do PCB, deixe-me familiarizar-me com algumas palavras comumente usadas no glossário do PCB.

  1. Soldermask – A camada verde / vermelha / azul (não condutora) que você vê em cima de qualquer PCB. Ele protege todo o PCB de um possível curto-circuito. Também facilita todo um processo de soldagem.
  2. Silkscreen – As marcas brancas na placa de circuito impresso que representam as letras, os símbolos dos componentes, o logotipo do fabricante e outras informações simbólicas importantes relacionadas à conexão do circuito.
  3. Almofadas – Pequena superfície de cobre na placa, usada para fazer a conexão elétrica entre os componentes e as faixas de cobre usando solda.
  4. Camadas – Cada superfície que é unida para formar PCB. A camada mais externa é onde ocorre a montagem / solda dos componentes. As camadas internas são usadas para conectar os componentes internamente.
  5. Pegada – Todas as informações disponíveis das placas e do circuito on-line são salvas no software de design de placas de circuito impresso como pegadas.
  6. Saltador – Uma economia no tempo em que o circuito exige, para que os trilhos de cobre se sobreponham. Ajuda a conectar dois pontos diferentes no PCB.
  7. Via ou através do orifício – A corrente obtém um caminho através das camadas externas da PCB (superior e inferior). Você pode identificá-los na placa PCB pelas almofadas coloridas (geralmente amarelas)
  8. Blind Via – Eles se conectam entre a camada externa (superior ou inferior) e sua camada imediata, e não apenas as camadas externas. Se o seu PCB permitir luz através dele, ele possui vias cegas
  9. Enterrado via – O mesmo que via cega. Ele conecta as camadas internas no caso de PCB de várias camadas.
  10. Traços de cobre – Faixas condutoras coloridas que conectam os componentes, vias, almofadas.
  11. Anel anular – O anel de cobre que circunda o orifício banhado.
  12. Verificação de regra de design (DRC) – Verificação baseada em software para encontrar falhas no projeto do circuito.
  13. Arquivo Gerber – Arquivo gerado durante o design do software do circuito. Ele contém informações importantes como onde fazer furos, traços de cobre, nomes dos componentes etc.
Leia Também  Dicas de SEO de 8 Especialistas - Fatores Importantes de SEO, Link Building Tips e SEO no Futuro

Agora que você está familiarizado com a definição e o design básicos da PCB, a próxima coisa que você precisa saber são os tipos de PCB disponíveis. O conhecimento básico disso ajudará você a escolher o tipo certo para o seu circuito.

PCB: Classificação

Depois de começar a projetar o circuito, os diferentes tipos de PCB podem sobrecarregá-lo.

Eu elaborei uma lista simples abaixo; uma repartição dos tipos de acordo com diferentes aspectos.

Primeiro, classificamos o tipo de placa de circuito impresso de acordo com a maneira como os componentes são conectados à placa de circuito impresso.

Classificação baseada na tecnologia de montagem usada

Em um PCB típico, os componentes são conectados em sua superfície usando duas tecnologias, com base nas quais ele pode ser classificado como:

Placa de circuito impresso

Como o nome sugere, nesse tipo de placa de circuito impresso, os componentes são conectados aos fios condutores que passam pelos orifícios da placa de circuito impresso. Este método pode ser facilmente implementado em uma única camada PCB. No entanto, à medida que as camadas aumentam, a dificuldade de implementá-lo também aumenta.

Por esse motivo, essa tecnologia agora é raramente usada e está prestes a ser obsoleta.

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br

PCB de montagem em superfície

Uma das tecnologias mais recentes, aqui é eliminada a necessidade de fazer furos para conectar os fios aos componentes SMD. Os componentes são montados diretamente na placa de circuito impresso. Isso é fácil de implementar, independentemente do número de camadas de uma placa de circuito impresso.

Classificação com base no número de camadas

PCB de camada única

Fiel ao seu nome, esse tipo possui apenas uma camada de material condutor, como uma folha de cobre. A folha condutora é então protegida por uma máscara de solda seguida pela serigrafia para marcar todos os componentes.

Leia Também  O web design ainda é um bom modelo de negócios? + 8 dicas

Você pode identificar facilmente um PCB de camada única, pois ele terá marcações e traços apenas em um lado.

É usado em circuitos relativamente simples, como circuitos de câmeras digitais, circuitos de brinquedos, aparelhos de rádio e estéreo, etc.

PCB de camada dupla

O PCB de camada dupla possui duas camadas de material condutor.

Um material não condutor, como fibra ou vidro, é ensanduichado entre duas folhas de cobre. Este é um dos tipos populares de PCB para circuitos médios a complexos. Isso ocorre porque permite o rastreamento de rotas próximas, diferentemente de uma PCB de um lado.

PCB de várias camadas

PCB multicamada refere-se a PCB com mais de 2 camadas de material condutor. Pode ser visto como lotes de PCB de camada dupla, onde as duas folhas condutoras são coladas e laminadas com uma folha dielétrica colocada entre elas.

O processo de fabricação é bastante tedioso. À medida que o número de camadas aumenta, a espessura das folhas de cobre é mantida sob controle, para que a placa de circuito geral não pareça volumosa.

À medida que mais e mais camadas são incorporadas em uma PCB, isso resulta em um poderoso conjunto de alta densidade. Esta é a razão por trás da alta capacidade e velocidade do PCB de várias camadas.

Aqui a conexão elétrica entre as camadas é alcançada através de “vias”. Como as camadas são maiores, o PCB multiplayer é altamente confiável e durável para aplicações sofisticadas, como smartphones, circuito GPS, etc.

Tipo de PCB com base em sua flexibilidade

Em seguida, os PCBs podem ser agrupados em três categorias, dependendo de sua flexibilidade. Depende apenas do substrato usado.

PCB rígido

Aqui, o substrato ou o dielétrico usado é bastante rígido e impede a PCB de qualquer tipo de torção e giro. Um dos substratos comumente usados ​​para o PCB rígido é o FR4 (com reforço).

Como o nome sugere, uma vez fabricado este PCB, ele não pode ser dobrado para se adaptar a qualquer formato. Possui boa resistência e vida útil e, portanto, é preferido para a placa-mãe do computador.

PCB flexível

PCB flexível ou PCB flexível, como é comumente referido, é aquele que pode ser dobrado facilmente. Ele economiza espaço e também é mais leve quando comparado a um PCB rígido. Aqui, a parte não condutora é feita de materiais como poliamida, PEEK (Polyether ether ketone) ou filme de poliéster condutor transparente. Como é fácil de fabricar, está disponível como PCB simples, dupla e multicamadas

Sua aplicação inclui: fabricação de LCD, painéis solares Flex, smartwatches

PCB rígido-Flex

Este tipo de PCB possui uma combinação de camadas rígidas e flexíveis. Como o PCB flexível não possui força, combiná-lo com camadas rígidas fornece ao PCB a flexibilidade e a rigidez em sua estrutura. Estes podem ser fabricados como PCB de camada única, camada dupla e multicamadas.

Devido ao seu design ideal de espaço e peso, é a escolha ideal para circuitos de eletrônicos médicos, como um marcapasso, e pode ser usado em circuitos relacionados aeroespacial, telefones, etc.

Leia Também  Conteúdo holístico - Por que seu site precisa de mais do que textos longos

Processo de Design de PCB

O primeiro passo para projetar PCB é desenhar um esquema em um software de design de PCB. Existem inúmeros softwares disponíveis. Alguns dos quais eu listei na próxima seção deste artigo.

Use a biblioteca de componentes e prepare um diagrama de circuitos na tela do computador. Aqui você pode alterar o layout do circuito para caber na placa PCB da maneira mais ideal.

Em seguida, uma vez concluído o diagrama de circuitos, você estará pronto para gerá-lo em uma folha de plástico. O arquivo Gerber é enviado para ser impresso como uma máscara ou uma imagem negativa na folha de plástico.

Isso ajuda você a escolher a folha de substrato certa que melhor se adequa à finalidade do seu circuito. Você pode escolher entre vidro inquebrável, folhas de fibra etc. A próxima tarefa é criar vias perfurando o PCB. Isso pode ser feito manualmente ou usando uma máquina de controle numérico por computador (CNC).

Depois de resolver isso, você pode imprimir o circuito usando uma impressora a laser nas folhas de cobre.

Agora você chegou na metade do processo. Em seguida, quando o circuito estiver no papel de cobre, prepare-o para a próxima etapa de gravação e decapagem. A placa passa por uma rigorosa lavagem química para remover os vestígios de cobre não conectados. No final do processo, você receberá uma PCB com um contorno de cobre distinto.

O PCB está pronto para ser submetido ao processo de teste. Atualmente, você possui um kit de teste automático, como o ATG, para garantir que o PCB funcione e atenda bem a sua finalidade.

PCB Designing Software

Nesta última seção, listei 5 softwares de design de PCB populares que você pode experimentar. Publicamos uma grande lista de ferramentas de design e layout de placas de circuito impresso – onde você pode aprender sobre todos os softwares populares existentes.

KiCAD

noções básicas de layout pcb - ferramenta de desenho

O KiCad é um software livre e um conjunto de automação de projeto de eletrônica de código aberto de plataforma cruzada. Ele vem com uma vista esquemática em 3D e um PCB Editor que pode produzir layouts de PCB para até 32 folhas de cobre.

Altium Designer

Pioneira na visualização 3D de PCB diretamente do editor de PCB, a Altium também oferece recursos como FPGA, captura esquemática e gerenciamento de dados de liberação. Pode ser usado para desenvolver um esquema de circuitos médios a complexos.

Autodesk Eagle

Uma das plataformas esquemáticas mais populares é a águia da Autodesk, anteriormente conhecida como CadSOFT Eagle, que aumenta vários recursos úteis. Alguns deles incluem editor esquemático, editor de layout de PCB para projetar PCBs, posicionamento de componentes e roteamento de PCB. É compatível com a maioria dos sistemas operacionais, como Linux, Windows e Mac.

UpVerter

[Beginners Guide] Introdução aos conceitos básicos de PCB 2

Upverter, é uma das plataformas colaborativas baseadas na Web de automação de design eletrônico (EDA), devido ao seu formato de design de hardware de código aberto. Possui recursos como visualização em 3D, fácil exportação para hardware, editor de PCB, captura esquemática, entre outros.

Osmond PCB

O PCB de Osmond é puramente adaptado para usuários de Macintosh e fornece uma alta resolução de 10 nanômetros, para fornecer uma saída de alta precisão. Oferece recursos flexíveis, como suporte ao sistema de unidades métricas e imperiais, fornece ferramentas para modificar traços, reestruturar o circuito a qualquer momento, tamanhos ilimitados de placas e muito mais.

Com isso, chegamos ao final do artigo, espero que tenha sido capaz de fornecer uma breve idéia sobre um PCB e seu processo de design.

Obrigado pela leitura.

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br