Uma visão geral das placas de circuitos impressos

This article provides an overview of printed circuit boards and includes articles on materials, design concepts, and test points. By using a combination of examples and case studies, the reader can understand the basics of PCB design and the process of manufacturing them. It also provides important tips for the development of high-quality PCBs.

Placas de circuitos impressos

A printed circuit board is a flat composite board that has one or more layers of copper. The components are mounted on these pads and are soldered to them. Depending on their size and complexity, printed circuit boards can have one, two, or even multiple layers of circuitry.

Before a printed circuit board can be assembled, it must be designed and approved. This step is crucial because mistakes in a PCB design can cause the delivery of the product to be delayed. After the design is finalized, PCB fabrication will take place. It will typically contain copper, a dielectric material, a silkscreen, and a solder mask.

Materiais

PCBs are chemical compounds with different properties. Once released into the environment, they do not break down readily, but remain there for long periods of time. In fact, they can even travel far distances, often being found in snow or seawater. While their widespread use has made them a concern for many, there is still much to learn about PCBs and their effects.

Some of the most common uses of PCBs include high-powered industrial machinery. These systems can handle high voltage and high currents. They can also be very lightweight and can fit into tight spaces. Another popular use is for LED lighting solutions. LEDs can be placed directly on a PCB, and the material can be bendable.

Design concepts

A PCB design concept is the basis for the creation of the circuit board for an electronic device. It defines the functions, features, interconnections, and placement of the electronic components. It also determines the approximate dimensions, temperature range, and environmental concerns. The final concept is a circuit schematic, which provides all the necessary information for an electrical device to function properly. The schematic includes component names, their values, ratings, and manufacturer part numbers.

PCB design is a complex process, and there are a number of important elements to consider. The layout of the circuit board is a critical consideration. If it is not done correctly, it can lead to electromagnetic interference or component conflicts. This can limit the function of the board, or cause it to fail altogether. It can also result in extra manufacturing time and costs.

Test points

Test points are conductive surfaces on the PCB that are used to verify the circuit’s functionality before mounting it. They can be solid copper circles, drilled pads, short wound pins, or offset leads that are connected to a component. Typically, test points are marked with a voltage and/or amperage value, which can be measured with a voltmeter.

A PCB may have a few test points, which are basically printed elements on the board. In some cases, the test point is a via that connects to an internal trace. Using a test fixture, a PCB designer can access these points during electrical testing. Various types of electrical tests can be performed on these points, such as continuity testing, in-circuit testing, or flying probe testing.

Stack-up

The multilayer PCC stack-up design is a complex topic with a tremendous amount of variation. While example stack-ups are not intended to meet critical requirements, they can provide designers with a helpful and easy-to-understand overview of the PCB build process and ensure consistent results.

A PCB’s dielectric properties are dependent on the type of dielectric material used in its construction. The more expensive PCBs generally contain high-end dielectric materials. However, PCBs can be manufactured using low-cost dielectric materials.

Form factor

PCB designers may be asking themselves, “What is the Form Factor?” The form factor of a PCB refers to its physical properties, including the size of the board’s chassis, internal board configuration, mounting scheme, and more. There are a variety of different PCB form factors, so it’s important to know how each one will impact your design.

For example, 3.5 Inches boards don’t measure 3.5 inches; instead, they are larger than the drive they accommodate. This type of PCB is perfect for industrial PCs that are space-constrained and use a lot of SWAP. A board with this form factor can support up to four different interfaces.

5 Dicas para a criação de placas de circuitos impressos personalizados

Se pretende criar uma placa de circuito impresso personalizada, há quatro dicas importantes que deve seguir. Estas incluem a escolha do software de concepção de placas de circuito impresso e dos componentes correctos no início do processo de concepção. A escolha dos materiais correctos é outro passo importante a dar. Finalmente, certifique-se de que os seus componentes estão física e electricamente próximos uns dos outros no esquema.

Escolher o software correcto de desenho de placas de circuitos

Existem várias soluções de software diferentes por onde escolher. Escolher o software certo para o seu projecto pode facilitar a concepção das suas placas de circuito impresso. Algumas opções oferecem recursos mais avançados do que outras. Por exemplo, o OrCAD PCB Designer inclui bibliotecas para integridade de sinal, captura esquemática, auto-routing e gestão de restrições. Também suporta uma grande variedade de soluções electrónicas, a língua inglesa e sistemas operativos Windows.

O software de concepção de placas de circuitos é uma parte vital da concepção de qualquer produto electrónico. Ajuda os engenheiros a visualizar e analisar os circuitos electrónicos. Também os ajuda a partilhar os seus projectos com os engenheiros mecânicos. Um bom software de desenho de PCB tem uma extensa biblioteca de componentes à escolha. Com uma biblioteca de componentes pré-definidos, não é necessário reinventar a roda sempre que se cria uma nova peça.

Embora existam muitas ferramentas EDA no mercado, as melhores não são gratuitas. São ferramentas premium com características robustas. Pode ser difícil escolher a ferramenta certa para as suas necessidades. O aspecto mais importante a ter em conta é o apoio da comunidade ao software que escolher. Escolher o software certo para as suas placas de circuito impresso personalizadas pode facilitar a produção do seu projecto.

Selecção de componentes numa fase inicial do processo de concepção

Ao criar placas de circuito impresso personalizadas, é crucial escolher os componentes numa fase inicial do processo de concepção. A selecção atempada dos componentes ajudará a evitar problemas com a disposição e o fabrico da placa de circuito impresso. O processo de concepção inclui várias etapas para garantir que a sua placa é adequada às suas necessidades. O primeiro passo é definir o âmbito da sua placa de circuito impresso. Este é o processo em que se especificam todos os componentes e as suas localizações na placa.

O tamanho da sua placa de circuitos personalizada determinará os componentes mais adequados. A escolha do tamanho correcto dependerá da funcionalidade final do seu circuito. Por exemplo, pode querer escolher uma placa de circuito que tenha um determinado tamanho para caber em todo o dispositivo. Além disso, os circuitos maiores podem não caber numa única camada de cobre, pelo que poderá ser necessário escolher duas camadas de cobre. Nesse caso, os traços terão de ser encaminhados em ambos os lados da placa de circuito impresso.

A selecção precoce dos componentes é fundamental para o desempenho e a longevidade da sua placa de circuito impresso. A colocação dos componentes pode afectar a distribuição do calor, o peso e o desempenho. Embora deva aderir às melhores práticas da indústria ao conceber PCB personalizadas, é uma boa ideia injectar também algum do seu estilo pessoal no processo de concepção. Ao integrar as suas ideias pessoais, estilo e criatividade no processo de concepção, poderá fazer com que as suas PCB personalizadas se destaquem da concorrência.

Realização de uma verificação da regra de concepção

A realização de uma verificação das regras de concepção (DRC) é um processo importante para os engenheiros que criam placas de circuito impresso personalizadas. Permite-lhes identificar potenciais erros e corrigi-los antes do início do fabrico. As verificações das regras de concepção devem ser efectuadas frequentemente para garantir que a concepção da placa cumpre todos os parâmetros de fabrico. Por exemplo, as regras de DDR verificarão se a placa de circuito impresso contém quaisquer traços com impedâncias diferenciais, que devem ser simétricas.

Ao efectuar uma verificação das regras de concepção, os engenheiros podem determinar se a placa cumpre os requisitos do cliente. Uma verificação das regras de concepção pode também ajudar a melhorar a capacidade de fabrico de uma placa personalizada. Na concepção moderna de PCB, é necessário gerir milhares de componentes e ligações. Algumas placas podem ter várias camadas, pelo que uma verificação das regras de concepção é essencial para garantir um rendimento de fabrico aceitável.

Um DRC executa o design e o layout em conjunto, permitindo uma colaboração estreita entre os dois. Ao fazê-lo, os designers podem garantir que a PCB cumpre as regras de design necessárias e evitar quaisquer violações inesperadas de SI, EMI ou segurança. Podem também modificar os testes para se adaptarem aos requisitos do projecto e minimizarem as dispendiosas falhas da placa. Estas melhorias podem aumentar o tempo de colocação do produto no mercado e maximizar a rentabilidade.

Selecção de materiais

Quando se trata de escolher materiais para as suas placas de circuito impresso personalizadas, é necessário ter em consideração vários factores, incluindo o ambiente e a aplicação em que a sua placa de circuito impresso será utilizada. Deve também ter em conta as normas específicas do sector e os requisitos regulamentares. Por exemplo, poderá ter de cumprir requisitos rigorosos em matéria de segurança contra incêndios e calor. A escolha de materiais com as propriedades certas ajudá-lo-á a obter o desempenho desejado a um preço acessível.

O material utilizado para as placas de circuito impresso é crucial para o desempenho global do seu produto acabado. Diferentes materiais de PCB têm diferentes propriedades eléctricas, o que determinará a sua adequação à sua aplicação específica. Por exemplo, se estiver a conceber uma placa de circuito impresso para transmissão de alta frequência, é necessário escolher um material com baixos valores de expansão térmica (CTE).

O primeiro passo para escolher um material para a sua placa de circuito impresso personalizada é compreender como é feita a placa de circuito impresso. Uma placa de circuito impresso é constituída por dois componentes, um substrato e um laminado. O substrato fornece a estrutura e a base da placa de circuitos, que inclui a folha de cobre e outros materiais de superfície. Algumas placas também incluem um material de núcleo.

A placa de circuitos impressos - um componente essencial de qualquer dispositivo eletrónico

A placa de circuitos impressos é um componente básico de muitos dispositivos electrónicos. É feita de cobre ou de outros materiais flexíveis e permite adicionar ou substituir facilmente componentes. Aqui estão alguns factos sobre este componente. Uma placa de circuito impresso é uma parte vital de qualquer dispositivo eletrónico e é essencial saber como funciona antes de comprar um novo dispositivo.

As placas de circuitos impressos são o componente de base de muitos dispositivos electrónicos

As placas de circuitos impressos (PCB) são a base de muitos dispositivos electrónicos. Podem variar em complexidade, desde um abridor de portas de garagem de camada única até um servidor de alta velocidade com várias camadas. A placa de circuito impresso fornece uma superfície de montagem para outros componentes electrónicos, incluindo resistências, condensadores, dispositivos de rádio e semicondutores.

Uma placa de circuito impresso é um substrato retangular fino coberto com linhas de cobre finas e almofadas de prata. É o coração de muitos dispositivos electrónicos e é importante compreender os vários tipos e componentes que são utilizados nestas placas. Também é útil compreender a história e a evolução das placas de circuito impresso, bem como o processo de fabrico.

As placas de circuitos impressos são normalmente concebidas à medida para satisfazer as necessidades de cada aplicação. Podem ser placas rígidas de uma camada ou circuitos flexíveis de várias camadas. As placas de circuito impresso são concebidas com software informático especializado, conhecido como CAD (desenho assistido por computador), que coloca os circuitos e os pontos de ligação na placa numa localização óptima. O software também sabe como soldar os componentes na placa de circuito impresso.

Proporcionam uma forma fácil de adicionar e substituir componentes

As placas de circuitos impressos (PCB) são os blocos de construção dos dispositivos electrónicos. Proporcionam uma forma rápida e fácil de adicionar e substituir componentes electrónicos. Estas placas existem em várias formas e têm uma variedade de aplicações, desde smartwatches a componentes de computador. Por exemplo, as PCB multicamadas são normalmente utilizadas em máquinas de raios X, monitores cardíacos e equipamento de TAC.

As placas de circuitos impressos têm uma extensa lista de vantagens em relação a outros métodos de embalagem. A primeira é uma alternativa mais económica à cablagem tradicional. Com a cablagem tradicional, os componentes eram ligados com fios e montados num substrato rígido, que era normalmente feito de contraplacado ou baquelite. Em seguida, era adicionada solda para formar caminhos condutores. Eventualmente, estes circuitos tornavam-se muito grandes e complicados, tornando-os difíceis de fabricar e depurar. Para além disso, o processo de soldar à mão podia ser moroso.

As placas de circuitos impressos também proporcionam uma forma fácil de adicionar e substituir componentes em qualquer dispositivo eletrónico. Estas placas têm vários conectores que ligam os componentes a um sistema maior. Estes conectores incluem cabeças de pinos e tomadas. Também é possível efetuar a engenharia inversa de uma placa de circuito impresso se esta estiver desactualizada ou tiver uma falha. A engenharia inversa permite que a PCB seja refeita com novos componentes, proporcionando um desempenho superior.

São feitos de cobre

O cobre é um material crucial utilizado nos circuitos impressos. É frequentemente revestido ou gravado para formar padrões específicos. Também é utilizado na tecnologia de identificação por radiofrequência (RFID) para melhorar o seu alcance. Por exemplo, se estiver a conduzir um carro e quiser pagar com RFID, precisa de estar perto do veículo para poder pagar a gasolina. O cobre é utilizado neste processo porque aumenta o alcance da radiofrequência. O cobre também é utilizado para criar placas de circuitos impressos. O processo começa com o cobre a ser revestido numa película flexível e depois gravado para criar linhas finas de cobre sólido. Hoje em dia, este processo é frequentemente realizado com uma impressora de jato de tinta, o que elimina o desperdício e torna os circuitos muito mais rentáveis.

O cobre utilizado na produção de PCB varia em espessura, consoante o fabricante e a utilização pretendida. A espessura é normalmente especificada em onças por pé quadrado. Uma onça por pé quadrado de folha de cobre é utilizada na maioria das placas de circuito impresso, enquanto duas ou três onças por pé quadrado são utilizadas em placas de circuito impresso com cargas de potência elevadas. Uma folha de cobre típica com uma onça por pé quadrado tem aproximadamente 34 micrómetros de espessura.

São feitos de materiais flexíveis

A placa de circuitos impressos é um dos componentes mais importantes de um dispositivo eletrónico, sendo feita de materiais flexíveis para ajudar a reduzir a quantidade de espaço necessário. Este material também é utilizado para minimizar o número de pontos de interconexão, o que pode ser importante para o desempenho em condições adversas. Atualmente, o FR-4 é um dos materiais dieléctricos mais comuns utilizados para fabricar placas de circuitos. As fibras de vidro não tecidas e o papel também são normalmente utilizados como material de reforço. Além disso, a cerâmica pode ser utilizada para aumentar a constante dieléctrica das placas de circuito impresso.

As placas de circuitos impressos são feitas de vários materiais e a escolha do material depende da aplicação. Cada material fornece propriedades diferentes ao circuito. Normalmente, os designers seleccionam os materiais com base no desempenho elétrico para aplicações de alta velocidade, na capacidade de sobrevivência mecânica ou térmica e nos requisitos governamentais. Por exemplo, a diretiva RoHS exige que os fabricantes evitem a utilização de metais ou produtos químicos proibidos na União Europeia.

Para além dos PCB rígidos, os PCB flexíveis são outro tipo de material flexível. Podem ser fixadas a têxteis ou utilizadas como substrato para microprocessadores, sensores ou unidades de armazenamento de dados. Algumas empresas estão a trabalhar no desenvolvimento de PCB extensíveis para aplicações flexíveis.

Qual é a principal função de uma placa de circuitos?

Circuit boards serve a variety of functions. They can connect electrical components, filter noise, and support mechanical components. They are also used in the military and telecom industries. They can help reduce costs and reduce energy consumption. Learn more about their various functions. Here are a few examples.

Support mechanically

Circuit boards are the most important part of modern electronic equipment, providing both mechanical support and electrical connections to electronic components. These boards are typically made of a laminate of glass fiber and epoxy, with copper on one or both sides. The material used for PCBs should be chosen based on the electrical requirements of the specific piece of equipment.

Connect electrical components

Circuit boards are used to control input and output currents to power different devices. They can be used for a wide variety of projects ranging from a simple battery charger to a computer motherboard. Most of the components used in a circuit board are common and can be purchased at electronics stores. They are typically color coded to indicate power and value.

A circuit board contains many different components, including resistors and capacitors. The most important component is the resistor, which is used to carry the electrical current. Other important components include transistors and capacitors, which store energy.

Filter noise

Circuit boards are the main source of noise in electronic equipment, but there are ways to minimize noise generation. The first step is to understand the main sources of noise, and then implement techniques to mitigate them. For example, placing power components closer together can reduce the inductance of neighboring traces. In addition, putting high-speed components on the shortest possible path will reduce the bounce of current to ground. Moreover, bypass capacitors should be placed near power components to reduce the current spike that occurs during signal switching.

One of the most effective methods of reducing noise is by using multi-stage filters. These filters can reduce noise at specific frequencies. Moreover, they can be packaged as surface-mount devices.

Simplifying electrical wiring

Printed circuit boards are a great way to simplify electrical wiring. Instead of wires and cable, circuit boards use copper tracks to link together components. This allows for easier soldering and auto-routing. This method is also mass-produced and can be used for a wide range of applications.

Wiring a circuit board may seem like an easy task, but it can take hours or even days. Even the slightest improvement in the wiring can make a significant difference in time and cost. For instance, connecting a wire termination in a DB box takes a few seconds compared to connecting thousands of wire terminations in a circuit board. Hence, simplifying electrical wiring is a great way to save time and reduce man-hour costs.

When wiring a circuit board, it is important to understand the components’ connections and how they work together. The electrical connections between components are often shown in a wiring diagram. The diagram shows standardized symbols that represent the components.

Tipos de placas de circuito utilizadas em dispositivos electrónicos

Existem quatro tipos principais de placas de circuitos utilizados em dispositivos electrónicos. São eles: face simples, multicamadas, flexíveis rígidas e com suporte de alumínio. Dependendo do tipo de dispositivo, o tipo de placa de circuito será diferente. Abaixo estão listadas as diferenças entre esses tipos de placas de circuito.

PCBs de uma face

As placas de circuito de face única sofreram muitas alterações nos últimos anos, incluindo avanços nos materiais e nos processos de produção. Estas alterações beneficiam as placas de circuito impresso de uma face, que podem frequentemente ser mais económicas do que as suas homólogas de duas faces. Apesar dos avanços tecnológicos, uma das principais preocupações das placas de circuito de uma face continua a ser a sua acessibilidade económica.

As placas de circuito impresso de uma face são uma boa opção se as suas necessidades forem simples e de baixa densidade. Podem também ser produzidas a altas velocidades de produção e com prazos de entrega reduzidos. No entanto, podem não ser adequadas para projectos complexos. Por este motivo, é importante considerar as necessidades do projeto antes de adquirir PCB de face única.

Uma das principais desvantagens das placas de circuito impresso de uma face é o facto de terem menos ligações, o que significa que funcionam mais lentamente e requerem mais energia do que as placas de várias camadas. Estas placas de face única também requerem mais espaço para adicionar novas capacidades, o que significa que não são adequadas para todas as aplicações.

PCBs multicamadas

As placas de circuitos multicamadas são uma forma popular de conceber produtos electrónicos. Este tipo de placa de circuito oferece um desempenho superior e flexibilidade na conceção. Também pode ser fabricada a um custo inferior ao de outras tecnologias concorrentes. As suas vantagens são numerosas e incluem elevada funcionalidade, eficiência de espaço e fiabilidade. As PCB multicamadas são normalmente utilizadas em todos os tipos de produtos informáticos.

As placas de circuitos multicamadas são mais densas do que as placas de dupla face e apresentam várias camadas de substrato e de material isolante. São frequentemente fabricadas utilizando a tecnologia de montagem em superfície e a tecnologia de orifícios de passagem. Muitas aplicações para este tipo de placas incluem sistemas de satélite, sistemas de análise meteorológica, dispositivos accionados por GPS e armazenamento de dados. As placas multicamadas são também compatíveis com uma variedade de dispositivos electrónicos. A principal diferença entre as placas de circuito impresso de dupla face e de várias camadas é a sua espessura total.

As PCB de várias camadas são frequentemente mais pequenas e mais leves do que as PCB de uma só face. Uma vez que contêm mais camadas, são mais duradouras e podem comprimir mais funcionalidades num espaço mais pequeno. As PCB multicamadas requerem mais planeamento e métodos de produção avançados. No entanto, podem ser menos dispendiosas do que as placas de uma só face.

PCBs flexíveis rígidos

As PCB flexíveis rígidas combinam as vantagens dos circuitos flexíveis e rígidos para criar uma placa híbrida única. Este tipo de placa oferece alta densidade de componentes, maior precisão, interconexões reduzidas e flexibilidade na geometria da embalagem. É especialmente útil em aplicações médicas, aeroespaciais e militares, onde o espaço é limitado. As PCB flexíveis rígidas são também fáceis de testar e são uma escolha ideal para a criação de protótipos.

O material condutor mais comum utilizado na montagem de circuitos rígidos flexíveis é o cobre. O cobre tem uma elevada condutividade eléctrica e está disponível numa vasta gama de espessuras e pesos. É também objeto de tratamento químico para aumentar a resistência da ligação e reduzir a degradação da ligação. São utilizadas várias técnicas para produzir PCB flexíveis rígidas, incluindo a eletrodeposição e o recozimento por laminagem. As directrizes de design de PCB rígida e flexível podem ajudar os designers a criar uma PCB rígida e flexível de alta qualidade que satisfaça os seus critérios de design.

As PCB flexíveis rígidas têm muitas vantagens, incluindo custos de produção reduzidos e maior fiabilidade. São normalmente utilizadas em dispositivos médicos, sistemas de administração de medicamentos e controladores sem fios, bem como em aplicações automóveis, dispositivos inteligentes e equipamento de teste. As PCB flexíveis rígidas são também úteis em aplicações aeroespaciais.

PCBs com suporte de alumínio

Em comparação com as PCB com suporte de fibra de vidro, os modelos de PCB com suporte de alumínio oferecem uma maior estabilidade mecânica. Esta caraterística torna-os melhores para aplicações que requerem tolerâncias dimensionais apertadas ou elevada dissipação térmica. Estas vantagens tornam-nas ideais para uma variedade de aplicações. Neste artigo, discutiremos os prós e os contras dos PCBs com suporte de alumínio.

As PCB com suporte de alumínio estão a ganhar popularidade devido à sua capacidade de transferir calor de forma eficaz. Isto torna-as melhores para aplicações de LED, uma vez que a densidade de corrente destes dispositivos pode ser aumentada sem preocupação com falhas térmicas. Estas placas também têm temperaturas de funcionamento mais baixas do que as PCB convencionais, o que significa que podem funcionar durante mais tempo sem sofrer danos.

Outra vantagem das PCB com suporte de alumínio é a sua construção leve, duradoura e amiga do ambiente. O material leve também actua como uma camada de ligação à terra e pode transferir o calor para longe de determinados componentes. No entanto, o seu fabrico é muito dispendioso. As PCB com suporte de alumínio são normalmente de um só lado.