Como escolher e utilizar o material Roger PCB em projectos de RF e micro-ondas

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Como escolher e utilizar o material Roger PCB em projectos de RF e micro-ondas

Ao escolher um material de PCB para o seu próximo projeto de RF ou micro-ondas, há algumas considerações importantes que deve fazer. Estas incluem a temperatura de suporte, as temperaturas de funcionamento máximas e mínimas e a reversibilidade do material. Por exemplo, se o seu projeto requer uma temperatura de suporte elevada, é provável que queira utilizar Rogers PCB.
RF

Se o seu projeto de placa de circuito requer um material de alta frequência e de baixa constante dieléctrica, poderá estar a pensar como escolher e utilizar o material Roger PCB. Felizmente, tem várias opções. Muitas empresas disponibilizam núcleos à base de teflon. Estes materiais podem ser muito flexíveis. Isto torna-os óptimos para aplicações de curva única. Também oferecem a elevada fiabilidade e o desempenho elétrico associados a um substrato de PTFE.

Micro-ondas

Ao decidir qual o melhor material de PCB para o seu projeto de RF ou micro-ondas, considere o tipo de frequências que precisa de cobrir. Em geral, deve escolher um material de baixa constante dieléctrica para estas aplicações. Os materiais de baixa constante dieléctrica têm baixas perdas de sinal e são ideais para circuitos de micro-ondas RF.

Alta velocidade

A seleção do material PCB adequado é crucial para projectos de radiofrequência e micro-ondas. O material Rogers PCB tem as características necessárias para suportar temperaturas elevadas e manter a fiabilidade. Tem uma temperatura de transição vítrea elevada de aproximadamente 280 graus Celsius e características de expansão estáveis ao longo de toda a gama de temperaturas de processamento do circuito.

Camada dieléctrica

Ao conceber PCB de RF ou micro-ondas, a camada dieléctrica é um parâmetro de desempenho importante. O material deve ter uma constante dieléctrica baixa e a tangente mais pequena para resistir às perdas dieléctricas, e deve ter uma elevada estabilidade térmica e mecânica. O teflon é um excelente material para este fim. É também conhecido como PCB de teflon. Um material dielétrico com um baixo coeficiente de expansão térmica é necessário para a estabilidade de um filtro ou oscilador. O material também deve ter coeficientes de expansão térmica correspondentes aos eixos X e Z.

Largura do traço

A utilização do material Rogers PCB é uma excelente forma de melhorar o desempenho dos seus projectos. Este material dielétrico tem uma vasta gama de valores de constante dieléctrica, o que o torna uma excelente escolha para aplicações de alta velocidade. Além disso, é compatível com FR-4.

Tolerância de perda de sinal

À medida que os projectos de PCB se tornam mais complexos, mais pequenos e mais rápidos, a necessidade de controlo da impedância torna-se cada vez mais importante. O controlo da impedância do substrato é essencial para permitir que os sinais viajem eficientemente através do traço ou do plano de referência. A impedância inadequada do substrato pode fazer com que os sinais fiquem fora do intervalo especificado. Ao incorporar um laminado da série 4000 da Rogers, os projectistas podem proporcionar um controlo da impedância ao mesmo tempo que melhoram o design global. Isto é particularmente importante em aplicações digitais de alta velocidade.

PTFE

Ao implementar PCBs de RF ou micro-ondas, a constante dieléctrica (Dk) do material da placa de circuito é crítica. Quanto mais elevada for a constante dieléctrica, mais curto será o comprimento de onda do circuito. Um material de PCB PTFE Rogers com um Dk elevado é uma óptima escolha para PCBs de micro-ondas.

Rogers RT/Duroid 5880

O RT/Duroid 5880 é um material para PCB reforçado com microfibras de vidro, com baixa constante dieléctrica e baixa perda. Este material é uma boa escolha para projectos de micro-ondas ou RF. Tem baixa densidade e é compatível com soldadura a alta temperatura.

Como são montadas as placas SMD de dupla face? Processo completo e comparação

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Como são montadas as placas SMD de dupla face? Processo completo e comparação

Este artigo irá comparar o custo e o processo de montagem de placas SMD de dupla face e de face simples. Abrangerá também as vantagens e desvantagens de ambos os tipos de placas. Além disso, ajudá-lo-á a compreender as diferenças entre a soldadura e a impressão de pasta de solda.

Placas smd de uma face vs dupla face

As placas SMD de uma face e de dupla face são diferentes em muitos aspectos. As placas de dupla face têm mais espaço e são capazes de transportar mais componentes e ligações. São uma excelente escolha para eletrónica complicada. As PCB de dupla face são geralmente mais caras e complexas de montar. No entanto, têm algumas vantagens.

As placas de circuito impresso de uma face têm um processo de fabrico mais simples. Não requerem a utilização de um ferro de soldar e não necessitam de muitas ferramentas complicadas. As placas de circuito impresso de uma face estão disponíveis numa grande variedade de materiais e são menos dispendiosas na maioria dos casos. Estas placas também podem ser mais flexíveis, o que resulta em custos de produção mais baixos.

As placas de dupla face têm mais área de superfície e são frequentemente preferidas em circuitos complexos. As placas de uma face podem ser fabricadas com componentes de montagem em superfície e de montagem através de orifícios. No entanto, nas placas de dupla face, os componentes são montados no lado superior ou inferior.

As placas de dupla face oferecem maior flexibilidade para circuitos complexos, mas as placas de face única são uma boa opção quando o espaço é um problema. As placas de uma face podem acomodar circuitos maiores do que as PCB de duas faces, mas uma placa de uma face pode ser demasiado grande. Se necessitar de fazer um circuito complexo com muitas ligações, poderá ter de instalar ligações em ponte entre os componentes.

As vantagens das placas de dupla face incluem uma maior complexidade na disposição dos circuitos e uma boa relação custo-eficácia. As placas de circuito impresso de dupla face são também mais caras porque requerem mais stencils e equipamento adicional. Além disso, as placas de circuito impresso de dupla face podem ter custos gerais mais elevados. Dependendo do design da placa, as placas de circuito impresso de dupla face podem exigir um design de circuito mais complexo e mais orifícios.

Impressão de pasta de solda vs solda

A impressão de pasta de solda é um processo que aplica pasta de solda em placas nuas e em áreas onde os componentes são montados. O processo pode ser complexo e requer um processo pormenorizado. Para garantir a exatidão, a pasta de solda é medida em 3D, permitindo uma menor margem de erro. Depois de a pasta de solda ser aplicada à placa nua, o passo seguinte é colocar os componentes de montagem em superfície. As máquinas são ideais para este efeito, uma vez que oferecem um processo preciso e sem erros.

A pasta de solda existe em diferentes tipos e qualidades e pode ser adquirida em quantidades industriais em grandes fábricas de montagem de PCB. Também pode ser comprada em quantidades mais pequenas a vendedores de stencil e fornecedores de pasta de solda. Ambos os tipos de pasta de solda requerem um armazenamento adequado e devem ser mantidos em recipientes herméticos. Como a pasta de solda tem uma grande área de superfície, a oxidação pode ser um problema sério.

Devido à complexidade dos produtos electrónicos, as placas PCBA são cada vez mais pequenas. Além disso, muitos PCBAs contêm mais do que um tipo de componente. A maior parte dos PCBAs são embalados com uma combinação de componentes SMD e de furos passantes.

A existência de demasiados componentes diferentes pode afetar o processo de soldadura.

A impressão de pasta de solda requer um processo de impressão preciso. O rodo utilizado para a impressão de pasta de solda deve ser feito de aço inoxidável e estar a 45-60 graus. O ângulo do rodo determina a quantidade de pasta de solda que é aplicada à superfície. Para além disso, a pressão do rodo também determina a forma do depósito de pasta. A velocidade da tira de stencil também afecta o volume de pasta de solda que é impresso. Uma velocidade demasiado elevada pode resultar em arestas altas à volta dos depósitos.

Custo de montagem de uma placa smd de dupla face

A montagem de uma placa SMD de dupla face é mais cara e complicada do que as placas normais de face única. O custo exato dependerá da configuração específica. As duas principais diferenças são o número de orifícios de passagem e a colocação dos condutores. Ao comparar as duas opções, pode ficar com uma ideia melhor dos custos.

O processo de montagem de placas SMD de dupla face começa com o processamento do primeiro lado da placa. De seguida, o segundo lado é soldado. Durante o processo de soldadura por refluxo, é necessário ter em conta o peso dos componentes. Se os componentes forem pesados, podem ser fixados com adesivo antes da soldadura.

O custo médio da montagem de placas de circuito impresso varia entre três a quatro dólares e centenas de dólares. No entanto, o preço depende da complexidade do projeto e das despesas gerais. Além disso, se a placa de circuito impresso necessitar de perfuração, o custo de fabrico e montagem será mais elevado do que a média.

O custo global da montagem de uma placa SMD de dupla face depende da complexidade do projeto e dos requisitos de desempenho do produto. A montagem de PCB é um processo altamente complexo que envolve mão de obra humana qualificada, bem como maquinaria automatizada. Uma vez que o processo envolve muitas camadas, o custo total aumenta com o número de componentes.

Diferentes tipos de processos de soldadura de PCB

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Diferentes tipos de processos de soldadura de PCB

Quando se trata de soldadura de PCB, existem algumas opções. Existe a soldadura por refluxo, a tecnologia de montagem em superfície e a soldadura por onda. Saiba mais sobre elas. Cada uma tem as suas vantagens e desvantagens. Qual é a melhor opção para a sua placa de circuito impresso?

Soldadura por onda

Os processos de soldadura por onda são utilizados para soldar componentes electrónicos em placas de circuitos impressos. O processo passa a placa de circuito impresso através de uma panela de solda derretida, gerando ondas estacionárias de solda que são utilizadas para formar juntas que são eléctrica e mecanicamente fiáveis. Este processo é mais comummente utilizado para a montagem de componentes através de orifícios, mas também pode ser utilizado para a montagem de superfícies.

Inicialmente, a soldadura por onda era utilizada para soldar orifícios de passagem. Este processo permitiu o desenvolvimento de PCB de dupla face e multicamadas. Acabou por conduzir a montagens de PCB híbridas que utilizam componentes de orifício passante e SMD. Atualmente, algumas "placas" de circuitos são constituídas por fitas flexíveis.

Nos primeiros tempos, o processo de soldadura por onda utilizava fluxos com uma elevada concentração de colofónia. Normalmente, estes fluxos líquidos eram utilizados apenas para montagens de soldadura por onda sem SMDs. Este método exigia uma limpeza pós-soldadura dispendiosa.

Tecnologia de montagem em superfície

A tecnologia de montagem em superfície é uma forma popular de fabricar placas de circuito impresso. Permite a miniaturização de componentes, que podem então ser montados mais próximos uns dos outros numa placa de circuito impresso. Isto permite que os circuitos integrados sejam mais pequenos e ofereçam mais funcionalidades. No entanto, exige um maior investimento de capital.

A tecnologia de montagem em superfície envolve a soldadura de componentes na superfície da placa de circuito impresso. Apresenta vantagens em relação a outros processos de soldadura de PCB, como a montagem através de orifícios e a soldadura por onda. Em comparação com a montagem através de orifícios, as PCB de montagem em superfície podem atingir uma maior densidade de embalagem e fiabilidade. Podem também ser mais resistentes à vibração e ao impacto. São normalmente utilizadas na eletrónica de consumo.

A tecnologia de montagem em superfície foi introduzida pela primeira vez na década de 1960 e tornou-se muito popular na eletrónica. Atualmente, existe uma vasta gama de componentes fabricados com a tecnologia de montagem em superfície. Isto inclui uma grande variedade de transístores e CIs analógicos e lógicos.

Soldadura selectiva

A soldadura selectiva de placas de circuito impresso é um processo rentável que permite aos fabricantes vender os seus produtos de forma mais rápida e fácil. As suas vantagens incluem a capacidade de proteger os componentes sensíveis do calor e de reduzir o tempo de soldadura. Além disso, este processo pode ser utilizado para reparar ou retrabalhar placas depois de terem sido soldadas.

Existem dois métodos principais utilizados para a soldadura selectiva. Estes incluem a soldadura por arrastamento e a soldadura por imersão. Cada um destes processos tem as suas próprias vantagens e desvantagens. Por conseguinte, é importante compreender cada um deles antes de decidir qual é o melhor para si.

A soldadura selectiva tem muitas vantagens e é o método preferido para muitas montagens de PCB. Elimina a necessidade de soldar manualmente todos os componentes de uma placa de circuitos, resultando numa montagem mais rápida. Além disso, reduz o abuso térmico da placa.

Tipos e funções de PCB

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Tipos e funções de PCB

PCB na indústria médica

O sector médico depende fortemente das placas de circuito impresso para uma variedade de produtos, incluindo monitores de tensão arterial, bombas de infusão e monitores de ritmo cardíaco. Estes dispositivos fornecem quantidades precisas de fluidos aos pacientes através de componentes electrónicos minúsculos. À medida que a tecnologia melhora, o sector médico continuará a encontrar novas utilizações para os PCB.

Placas de circuitos impressos

As placas de circuitos impressos são uma parte vital de muitas indústrias. São utilizadas numa variedade de produtos, desde maquinaria de grande dimensão a dispositivos de consumo. Eis algumas utilizações comuns para estas placas. Em aplicações industriais, é necessário que resistam a altas potências e temperaturas extremas. Podem também ser expostas a produtos químicos agressivos e a maquinaria vibratória. É por isso que muitas PCB industriais são fabricadas com metais mais espessos e termicamente resistentes.

As utilizações das placas de circuitos impressos são variadas, desde alimentar um frigorífico até permitir a Internet das Coisas. Mesmo os dispositivos que não eram anteriormente electrónicos estão agora a utilizar componentes electrónicos. As placas de circuito impresso também são amplamente utilizadas em ambientes industriais, onde alimentam grande parte do equipamento em centros de distribuição e instalações de fabrico.

Impacto ambiental

Os PCB são substâncias químicas plásticas amplamente utilizadas no fabrico de muitos produtos. Foram produzidos pela primeira vez em 1929 e eram amplamente utilizados em vedantes, tintas e óleos de corte. Em 1966, foram detectados nos Grandes Lagos, o que levou à proibição da sua produção e importação em toda a América do Norte. Os níveis de PCB começaram a diminuir até ao final da década de 1980, altura em que começaram a aumentar novamente.

Para além dos compostos químicos, os PCB contêm também análogos que causam perturbações endócrinas e neurotoxicidade nos seres humanos. Estes análogos são os bifenilos polibromados e partilham muitas das mesmas preocupações ambientais. Têm propriedades químicas semelhantes e resistem à hidrólise, aos ácidos e às mudanças de temperatura. Além disso, podem gerar dibenzodioxinas se expostos a temperaturas e produtos químicos elevados.

PCBs multicamadas

As PCB multicamadas são um tipo popular de placa de circuito impresso e são utilizadas numa grande variedade de aplicações. A conceção multicamada é ideal para a eletrónica que necessita de flexibilidade, leveza e durabilidade. Estas placas podem servir as funções de PCB flexíveis e rígidas e são utilizadas em quase todos os dispositivos electrónicos complexos modernos.

Os PCB são também muito utilizados na indústria médica. São utilizadas em equipamento de raios X e de TAC, bem como em dispositivos de medição da tensão arterial e do açúcar. As placas de circuito impresso multicamadas são particularmente úteis nestas aplicações porque podem ser extremamente pequenas e, ao mesmo tempo, proporcionar um desempenho poderoso.

Efeitos na saúde

É pouco provável que níveis baixos de exposição a PCB tenham efeitos negativos para a saúde. No entanto, grandes exposições podem resultar num maior risco de efeitos adversos para a saúde. Os aborígenes, os caçadores e pescadores, e as famílias estão especialmente em risco. Felizmente, existem várias formas de reduzir a sua exposição aos PCB. Estas incluem comer alimentos sem PCB, lavar as mãos frequentemente e evitar água e peixe contaminados.

Estudos demonstraram que os PCB podem causar efeitos adversos na saúde humana e animal. Foram classificados como um provável agente cancerígeno e podem afetar o desenvolvimento do cérebro e a função neurológica. A exposição aos PCB pode também levar a uma memória de curto prazo deficiente e a uma diminuição do QI.