Os quatro principais métodos de galvanoplastia na placa de circuitos

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Os quatro principais métodos de galvanoplastia na placa de circuitos

A galvanoplastia numa placa de circuitos pode ser feita de várias formas. Existem os métodos Thru-hole, Cleaning e Electroless. Cada método é utilizado para cobrir diferentes áreas da placa. Os métodos diferem ligeiramente uns dos outros, pelo que é melhor compreender as diferenças para tomar uma boa decisão.

Revestimento através de furos

A galvanoplastia através de orifícios é um processo de galvanoplastia de cobre em placas de circuitos. Este processo envolve uma série de banhos em que as placas são imersas numa solução química. O objetivo deste processo é revestir toda a placa com cobre. Durante o processo, as placas são limpas para remover todos os resíduos de perfuração, tais como rebarbas e resina residual no interior dos orifícios. Os fabricantes utilizam vários agentes químicos e processos abrasivos para remover quaisquer contaminantes.

A galvanoplastia através do orifício envolve uma tinta especial de baixa viscosidade que forma uma película altamente aderente e condutora nas paredes internas do orifício. Este processo elimina a necessidade de múltiplos tratamentos químicos. É um processo fácil porque requer apenas um passo de aplicação seguido de cura térmica. A película resultante cobre toda a parede interior do furo. Além disso, a sua baixa viscosidade permite-lhe aderir mesmo aos furos mais polidos termicamente.

Por conseguinte, é fundamental escolher uma empresa de renome que ofereça o fabrico de placas de circuito impresso. Afinal de contas, uma placa de qualidade inferior pode desiludir os clientes e custar dinheiro a uma empresa. Além disso, é também necessário dispor de equipamento de processamento de alta qualidade no processo de fabrico de placas.

Para iniciar o processo, deve cortar um laminado ligeiramente maior do que o tamanho da sua placa. Em seguida, deve fazer o furo na placa com uma broca exacta. Não utilize uma broca maior, pois isso destruirá o cobre do furo. Também pode utilizar brocas de carboneto de tungsténio para fazer um furo limpo.

Revestimento sem eletrólise

A galvanização electrolítica é um processo amplamente utilizado na produção de placas de circuitos impressos. O principal objetivo da galvanização é aumentar a espessura da camada de cobre, que é normalmente de um mil (25,4 um) ou mais. Este método envolve a utilização de produtos químicos especiais para aumentar a espessura da camada de cobre em toda a placa de circuito impresso.

O níquel aplicado na galvanização electrolítica actua como uma barreira para evitar que o cobre reaja com outros metais, incluindo o ouro. É depositado na superfície do cobre através de uma reação de oxidação-redução e o resultado é uma camada de níquel eletrolítico com uma espessura entre três e cinco microns.

Ao contrário do método de galvanoplastia, a galvanoplastia é um processo totalmente automatizado e não necessita de qualquer fonte de corrente externa. O processo é autocatalítico e é efectuado através da imersão da placa de circuitos numa solução que contém um metal de base, um agente redutor e um estabilizador. Os iões metálicos resultantes atraem-se uns aos outros e libertam energia através de um processo conhecido como transferência de carga. O processo pode ser controlado através de uma série de parâmetros, cada um dos quais tem um papel específico a desempenhar no resultado.

O processo de galvanização sem eléctrodos tem inúmeras vantagens, incluindo a melhoria da qualidade do depósito, a uniformidade independentemente da geometria do substrato e uma excelente resistência à corrosão, ao desgaste e à lubrificação. A galvanização electrolítica também melhora a soldabilidade e a ductilidade dos componentes e tem inúmeras aplicações em eletrónica.

Limpeza do revestimento

A limpeza da galvanoplastia em placas de circuitos requer cuidados especiais. O primeiro passo é molhar bem a placa. De seguida, utilize uma escova manual para esfregar a área contaminada. O segundo passo é enxaguar bem a placa, para que qualquer fluxo solvatado remanescente saia completamente. Desta forma, a placa fica completamente limpa.

O passo seguinte consiste em remover a resistência da placa. Este passo é essencial para garantir uma boa ligação eléctrica. É utilizado um solvente de cobre para dissolver a resistência na placa. Uma vez exposto, o cobre conduzirá eletricidade. Este processo irá remover a mancha e garantir que a placa está limpa e pronta para ser revestida.

A limpeza da galvanoplastia em placas de circuitos envolve o enxaguamento da placa e a utilização de uma solução ácida que contém iões de níquel e outros metais de transição. Além disso, é utilizado um agente redutor, como o dimetilamina-borano. O butilcarbitol e outros agentes de limpeza convencionais também são utilizados.

Para uma limpeza mais precisa, pode ser utilizado o desengorduramento por vapor. Os PCBs são imersos num solvente e enxaguados pelos seus vapores. No entanto, este procedimento pode ser arriscado se o solvente for inflamável. Para evitar a inflamabilidade, recomenda-se a utilização de removedores de fluxo não inflamáveis. Também pode utilizar cotonetes de algodão ou de espuma saturados com solventes suaves. A maioria destes solventes é à base de água.

Como fazer a proteção ESD durante a montagem SMT

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Como fazer a proteção ESD durante a montagem SMT

Os danos electrostáticos são uma das principais causas de avaria dos dispositivos. É responsável por causar falhas directas em cerca de 10% dos dispositivos electrónicos. Pode causar problemas em todo o processo de montagem SMT. Felizmente, existem formas de se proteger contra este problema.

Material de proteção contra a estática

É imperativo proteger os componentes electrónicos das descargas electrostáticas (ESD), que podem provocar danos e falhas. A eletricidade estática pode ser gerada em qualquer altura ou lugar, e é frequentemente causada por fricção. É importante proteger os dispositivos electrónicos durante o processo de montagem SMT, para que possam manter um ótimo desempenho e fiabilidade. O material de proteção contra a eletricidade estática deve ser utilizado desde o início do processo de montagem e deve continuar a ser utilizado após a sua conclusão.

A humidade relativa do ambiente de fabrico também desempenha um papel vital na geração de ESD, pelo que a humidade relativa da fábrica deve ser cuidadosamente controlada. Se a HR não for mantida corretamente, pode resultar em níveis muito elevados de ESD. Recomenda-se também que os materiais com elevados níveis de eletricidade estática sejam mantidos afastados da linha de montagem. Para proteger a sua eletrónica contra ESD, deve utilizar material de proteção contra a eletricidade estática durante o processo de montagem.

Componentes de supressão de ESD

Para evitar danos causados por ESD durante o processo de montagem SMT, os componentes devem ser armazenados e transportados em sacos à prova de ESD. Recomenda-se vivamente a utilização de montadores profissionais para este tipo de trabalho.

Para evitar a eletricidade estática, os trabalhadores da montagem devem usar vestuário anti-estático. Devem também evitar tocar nos componentes com objectos afiados. O vestuário anti-estático pode também funcionar como um circuito de ligação à terra para dispositivos electrónicos. Para além de usar vestuário condutor, o pessoal de montagem deve usar um fato e calçado de proteção para reduzir o risco de eletricidade estática. É também importante reduzir ao mínimo a utilização de materiais isolantes.

A eletricidade estática pode ocorrer devido a componentes metálicos, que conduzem uma carga eletrostática. Também pode ser causada por indução ou estática corporal. Os efeitos podem ser nocivos, especialmente para os componentes electrónicos.

Espuma de proteção contra a estática

As descargas electrostáticas (ESD) podem causar danos dispendiosos nos componentes electrónicos. Embora existam formas de o evitar, não é possível proteger todos os dispositivos dos efeitos da ESD. Felizmente, existem espumas anti-estáticas, também conhecidas como espumas de descarga eletrostática, para proteger componentes sensíveis.

Para minimizar os riscos associados à ESD, utilize embalagens de proteção para os componentes electrónicos. Certifique-se de que a embalagem é feita com uma resistividade de superfície e de volume adequada. Deve também resistir aos efeitos de carga triboeléctrica resultantes do movimento durante o transporte. Normalmente, os componentes sensíveis à eletrostática são fornecidos em espuma condutora preta ou num saco anti-estático. Os sacos anti-estáticos contêm plástico parcialmente condutor que actua como uma gaiola de Faraday.

A eletricidade estática é um problema comum durante o processo de montagem SMT. É um subproduto da fricção e pode provocar a falha de componentes. O movimento humano gera eletricidade estática que pode variar entre algumas centenas de volts e vários milhares de volts. Estes danos podem afetar os componentes electrónicos resultantes da montagem SMT e podem resultar em falhas prematuras.

Sacos ESD

Quando se trabalha com eletrónica, é importante utilizar embalagens de proteção ESD para transportar e armazenar artigos susceptíveis. A proteção ESD pode ajudar a minimizar o risco de choques eléctricos e queimaduras, ao mesmo tempo que proporciona proteção no transporte e armazenamento. Uma embalagem de proteção também pode proteger as peças e os componentes quando não estão a ser utilizados, por exemplo, quando são transportados de e para a fábrica.

Ao manusear uma placa de circuito impresso, é importante seguir as instruções do fabricante e seguir as suas directrizes. Isto é essencial porque um mau plano de proteção ESD pode resultar em danos nos componentes electrónicos. Se não tiver a certeza de como manusear corretamente os componentes durante o processo de montagem, consulte um profissional.

Combinação de ambos

Para evitar a eletricidade estática durante a montagem SMT, é essencial ligar a eletrónica à terra. A ligação à terra pode ser de dois tipos: ligação à terra suave e ligação à terra forte. A ligação à terra suave significa ligar os dispositivos electrónicos a uma terra de baixa impedância, enquanto a ligação à terra dura significa ligar os componentes electrónicos a uma terra de alta impedância. Ambos os tipos de ligação à terra podem evitar a eletricidade estática e proteger os componentes electrónicos contra danos.

A ESD é uma das principais fontes de danos na indústria eletrónica. A ESD provoca a degradação do desempenho e até a falha de componentes. Estima-se que 8% a 33% de todas as falhas electrónicas são causadas por ESD. O controlo deste tipo de danos pode melhorar a eficiência, a qualidade e os lucros.

Como distinguir a resistência DC e a resistência dinâmica de um díodo semicondutor?

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Como distinguir a resistência DC e a resistência dinâmica de um díodo semicondutor?

Para compreender como a resistência de um díodo semicondutor varia com a corrente e a tensão, é necessário distinguir os dois tipos diferentes de resistência. Os dois tipos de resistência são estática e dinâmica. A resistência dinâmica é muito mais variável do que a resistência estática, pelo que devemos distinguir as duas com cuidado.

Impedância Zener

A impedância Zener de um díodo semicondutor é uma medida da resistência aparente de um díodo semicondutor. É calculada medindo a ondulação na entrada e a alteração na corrente da fonte. Por exemplo, se a corrente da fonte mudar de três a cinco miliamperes para sete miliamperes, a ondulação na saída será de cerca de três miliamperes e meio. A resistência dinâmica de um díodo zener é igual a 14 ohms.

A quebra da impedância zener de um díodo semicondutor ocorre quando lhe é aplicada uma tensão de polarização inversa. Com esta tensão, o campo elétrico na região de depleção é suficientemente forte para retirar os electrões da banda de valência. Os electrões livres quebram então a ligação com o seu átomo de origem. É isto que provoca o fluxo de corrente eléctrica através de um díodo.

Quando se trabalha com um circuito "buck", a impedância zener de um díodo semicondutor é um parâmetro importante. Pode afetar a eficiência de um circuito simples de buck. Se for demasiado elevada, o díodo pode deixar de funcionar. Se isto acontecer, é melhor reduzir a corrente.

O efeito zener é mais proeminente quando a tensão de um díodo é inferior a 5,5 volts. Com tensões mais elevadas, a avaria por avalanche torna-se o efeito principal. Os dois fenómenos têm características térmicas opostas, mas se o díodo zener estiver mais próximo dos seis volts, pode ter um desempenho muito bom.

Analisar o papel do design da pilha em camadas na supressão de EMI

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Analisar o papel do design da pilha em camadas na supressão de EMI

A conceção de pilhas de camadas é o processo de utilização de uma PCB com muitas camadas para melhorar a integridade do sinal e reduzir a EMI. Uma placa de 6 camadas de alto desempenho para fins gerais, por exemplo, coloca a primeira e a sexta camadas como camadas de terra e de alimentação. Entre estas duas camadas encontra-se uma camada de linha de sinal de microfita dupla centrada que proporciona uma excelente supressão de EMI. No entanto, esta conceção tem as suas desvantagens, incluindo o facto de a camada de traço ter apenas duas camadas de espessura. A placa convencional de seis camadas tem traços exteriores curtos que podem reduzir a EMI.

Ferramenta de análise de impedância

Se procura uma ferramenta de conceção de PCB para minimizar a suscetibilidade da sua PCB a EMI, veio ao sítio certo. O software de análise de impedância ajuda-o a determinar os materiais correctos para a sua placa de circuito impresso e a determinar qual a configuração mais suscetível de suprimir a EMI. Estas ferramentas também lhe permitem conceber a pilha de camadas da sua placa de circuito impresso de forma a minimizar os efeitos da EMI.

No que diz respeito à conceção de pilhas de camadas de PCB, a EMI é frequentemente uma grande preocupação para muitos fabricantes. Para reduzir este problema, pode utilizar um design de pilha de camadas PCB com uma separação de três a seis milímetros entre camadas adjacentes. Esta técnica de conceção pode ajudá-lo a minimizar a EMI de modo comum.

Disposição das camadas planas e de sinal

Ao conceber uma placa de circuito impresso, é fundamental ter em conta a disposição das camadas planas e de sinal. Isto pode ajudar a minimizar o efeito da EMI. Geralmente, as camadas de sinal devem estar localizadas adjacentes aos planos de alimentação e de terra. Isto permite uma melhor gestão térmica. Os condutores da camada de sinal podem dissipar o calor através de arrefecimento ativo ou passivo. Do mesmo modo, vários planos e camadas ajudam a suprimir a EMI, minimizando o número de caminhos directos entre as camadas de sinal e os planos de alimentação e de terra.

Um dos projectos mais populares de empilhamento de camadas de PCB é o empilhamento de seis camadas de PCB. Este design fornece blindagem para traços de baixa velocidade e é ideal para roteamento de sinais ortogonais ou de banda dupla. Idealmente, os sinais analógicos ou digitais de alta velocidade devem ser encaminhados para as camadas exteriores.

Correspondência de impedância

A conceção de pilhas de camadas de PCB pode ser uma ferramenta valiosa na supressão de EMI. A estrutura em camadas oferece uma boa contenção de campo e um conjunto de planos. A estrutura em camadas permite ligações directas de baixa impedância ao GND, eliminando a necessidade de vias. Permite também um maior número de camadas.

Um dos aspectos mais críticos da conceção de PCB é a correspondência de impedâncias. A correspondência de impedância permite que os traços da placa de circuito impresso correspondam ao material do substrato, mantendo assim a intensidade do sinal dentro do intervalo necessário. A integridade do sinal é cada vez mais importante à medida que as velocidades de comutação aumentam. Esta é uma das razões pelas quais as placas de circuito impresso já não podem ser tratadas como ligações ponto-a-ponto. Uma vez que os sinais se movem ao longo dos traços, a impedância pode mudar significativamente, reflectindo o sinal de volta à sua fonte.

Ao projetar pilhas de PCB em camadas, é importante considerar a indutância da fonte de alimentação. A elevada resistência do cobre na fonte de alimentação aumenta a probabilidade de EMI de modo diferencial. Ao minimizar este problema, é possível conceber circuitos com menos linhas de sinal e comprimentos de traço mais curtos.

Encaminhamento de impedância controlada

Na conceção de circuitos electrónicos, o encaminhamento controlado da impedância é uma consideração importante. O encaminhamento controlado da impedância pode ser conseguido através da utilização de uma estratégia de empilhamento em camadas. Numa conceção de empilhamento em camadas, é utilizado um único plano de potência para transportar a corrente de alimentação em vez de vários planos de potência. Este projeto tem várias vantagens. Uma delas é que pode ajudar a evitar EMI.

O encaminhamento de impedância controlada é um elemento de design importante para suprimir a EMI. A utilização de planos separados por três a seis mils pode ajudar a conter campos magnéticos e eléctricos. Além disso, este tipo de design pode ajudar a reduzir a EMI de modo comum.

Proteção de vestígios sensíveis

A conceção de pilhas em camadas é um elemento crítico na supressão de EMI. Um bom empilhamento de placas pode conseguir uma boa contenção de campos e fornecer um bom conjunto de planos. No entanto, deve ser concebido cuidadosamente para evitar problemas de CEM.

Geralmente, um plano separado de 3 a 6 milímetros pode suprimir harmónicas de alta qualidade, baixos transientes e EMI de modo comum. No entanto, esta abordagem não é adequada para suprimir a EMI causada por ruídos de baixa frequência. Um empilhamento com espaçamento de três a seis milímetros só pode suprimir a EMI se o espaçamento do plano for igual ou superior à largura do traço.

A conceção de uma placa de seis camadas para fins gerais de elevado desempenho coloca a primeira e a sexta camadas como base. A terceira e a quarta camadas são responsáveis pela alimentação eléctrica. No meio, é colocada uma camada de linha de sinal de microfita dupla centrada. Esta conceção proporciona uma excelente supressão de EMI. No entanto, a desvantagem desta conceção é o facto de a camada de traço ter apenas duas camadas de espessura. Por conseguinte, é preferível a placa convencional de seis camadas.

3 dicas para iniciantes no desenho de placas de circuito impresso

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3 dicas para iniciantes no desenho de placas de circuito impresso

Para os principiantes, é importante seguir alguns princípios básicos ao desenhar PCBs. Estes incluem a utilização de grelhas múltiplas, manter as peças separadas por 50 metros e utilizar traços em ângulos de 45 graus. Os antigos diziam que o gelo é difícil de quebrar, mas é possível quebrá-lo com persistência e perseverança.

Princípios básicos

Ao criar uma placa de circuito impresso, é fundamental conhecer os princípios básicos do desenho de placas de circuito impresso. Estas directrizes abordam tópicos importantes como o tamanho e a forma de uma PCB. Também abordam questões como a colocação de componentes e interligações. O tamanho e a forma da sua placa de circuito impresso devem ser adequados ao processo de fabrico pelo qual irá passar. Além disso, é necessário ter em conta os pontos de referência que serão necessários durante o processo de fabrico da placa de circuito impresso, tais como orifícios para dispositivos de fixação ou marcas cruzadas para sensores ópticos. É importante garantir que estes pontos não interferem com os componentes.

Uma disposição correcta dos componentes na placa deve resultar num fluxo eficiente de energia e dados. Isto significa que os fios devem ser dispostos o mais uniformemente possível. A área de cablagem deve estar a pelo menos um mm da borda da placa PCB e em torno de quaisquer orifícios de montagem. As linhas de sinal devem ser radiais e não devem aparecer como "loopbacks".

Utilização de traços em ângulo de 45 graus

Se é um principiante no desenho de placas de circuito impresso, deve ter cuidado com a utilização de traços em ângulos de 45 graus. Esses traços podem ocupar mais espaço do que outros ângulos e não são ideais para todas as aplicações. No entanto, os ângulos de 45 graus são uma prática de desenho muito válida em muitas situações.

Uma das principais razões para utilizar ângulos de 45 graus nos desenhos de PCB é o fator de segurança. Uma vez que estes traços são muito mais estreitos do que os traços normais, não deve fazer curvas apertadas. Isto deve-se ao facto de o processo de fabrico da placa tornar o canto exterior da placa mais estreito. Uma solução simples para este problema é usar duas curvas de 45 graus com uma perna curta no meio. Pode então colocar texto na camada superior da placa para tornar mais claro qual é a camada.

Outra razão para utilizar traços com um ângulo de 45 graus é o facto de a largura dos traços ser menos afetada. A razão para isto é que os ângulos de 90 graus resultam em pontas gravadas, que podem causar curto-circuitos. A utilização de traços com um ângulo de 45 graus reduz o trabalho de encaminhamento para o fabricante. Com traços de ângulo de 45 graus, todo o cobre na placa pode ser gravado sem problemas.

Utilizar grelhas instantâneas

A utilização de grelhas de encaixe para principiantes no desenho de PCBs pode ser muito útil. Permite-lhe ajustar facilmente a disposição e mantém os componentes limpos e simétricos. Alguns softwares avançados de desenho de PCB têm teclas de atalho para mudar o tamanho das grelhas. Também pode mudar para as orientações de cima para baixo ou "através da placa", que requerem a visualização da camada inferior como imagens espelhadas. Esta abordagem só deve ser utilizada como último recurso.

Os iniciantes em desenho de PCB podem definir o tamanho padrão do Snap Grid, que geralmente é de 0.250 ″. Além disso, os usuários podem alterar o espaçamento da grade de encaixe para 0.25 polegadas. No entanto, é recomendável que você desligue o recurso de grade de encaixe se planeja conectar traços a peças com espaçamento de pino incomum.