Soldadura por imersão e dispositivos soldados SMD

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Soldadura por imersão e dispositivos soldados SMD

A soldadura por imersão e os dispositivos soldados por smd são dois métodos de processamento diferentes que são utilizados para montar dispositivos electrónicos. Ambos os métodos utilizam um processo de refluxo que envolve um aquecimento gradual da pasta de solda. Quando o processo de refluxo é bem sucedido, a pasta de solda derretida liga efetivamente os componentes montados à placa de circuito impresso, criando uma ligação eléctrica estável. Os dois métodos partilham várias características comuns.

Soldadura por onda assimétrica

A soldadura por onda assimétrica é o processo de formação de um anel de solda que envolve a peça e é capaz de a separar do ar circundante. Cria também uma barreira entre a solda e o oxigénio. Este método de soldadura é fácil e versátil, mas pode apresentar desafios significativos, particularmente quando se utilizam dispositivos de montagem em superfície.

O processo de soldadura por onda é um dos métodos de soldadura mais utilizados. Trata-se de um processo de soldadura em massa que permite aos fabricantes produzir rapidamente muitas placas de circuitos em massa. As placas de circuito são passadas sobre a solda derretida, que é criada por uma bomba numa panela. A onda de solda adere então aos componentes da placa de circuito impresso. Durante o processo, a placa de circuito deve ser arrefecida e soprada para evitar que a solda contamine a placa de circuito impresso.

Barreira de fluxo

O fluxo é um líquido que permite que a solda derretida flua e remove os óxidos da superfície. Existem três tipos de fluxo. Estes incluem o à base de água, o à base de álcool e o à base de solvente. Durante o processo de soldadura, a placa tem de ser pré-aquecida para ativar o fluxo. Uma vez concluído o processo de soldadura, o fluxo deve ser removido com removedores à base de solvente ou à base de água.

Um fluxo de alta qualidade é fundamental para alcançar os resultados desejados durante o processo de soldadura. Um fluxo de alta qualidade irá melhorar as propriedades de humedecimento e de ligação da solda. No entanto, um fluxo de elevada ativação pode aumentar o risco de oxidação, o que nem sempre é desejável.

Juntas frias

Na soldadura a frio, a liga não derrete nem reflui completamente. Isto pode ter consequências graves num dispositivo eletrónico. Isto pode afetar a condutividade da solda e resultar numa falha do circuito. Para testar as juntas de soldadura a frio, ligue um multímetro aos terminais. Se o multímetro indicar uma resistência superior a 1000 ohms, a junta fria falhou.

A soldadura de uma placa de circuito impresso exige boas juntas de soldadura, que asseguram o funcionamento do produto. Geralmente, uma boa junta de solda será lisa, brilhante e conterá um contorno do fio soldado. Uma junta de solda de má qualidade pode provocar um curto-circuito na placa de circuito impresso e causar danos no dispositivo.

Adição de metal a PCBs

A adição de metal a PCBs com solda por imersão ou smd envolve a adição de um metal de enchimento à PCB antes da soldadura. A soldadura suave é o método mais comum para fixar pequenos componentes à placa de circuito impresso. Ao contrário da solda tradicional, a solda suave não derrete o componente, pois a solda não será capaz de aderir à superfície oxidada. Em vez disso, é adicionado um metal de enchimento, normalmente uma liga de estanho e chumbo.

Antes de soldar o componente, é importante preparar o ferro de soldar a 400degC. Este calor deve ser suficientemente elevado para derreter a solda na ponta. É útil estanhar a ponta antes de soldar para ajudar a transferir o calor. Além disso, é útil manter os componentes organizados para que a soldadura não seja stressante.

Soldadura por onda manual vs automatizada

O equipamento de soldadura por onda existe em várias formas, incluindo sistemas robóticos, manuais e de imersão selectiva. Existem várias vantagens e desvantagens em cada tipo. Deve comprar o que melhor se adapta às necessidades da sua operação. Por exemplo, uma operação simples deve considerar a compra do modelo mais simples. No entanto, deve também ter em conta o custo do equipamento. Na maioria dos casos, o equipamento de soldadura por onda manual custa menos do que uma máquina automatizada.

A soldadura manual é mais lenta do que a soldadura por onda automatizada e está sujeita a erros humanos. No entanto, a soldadura selectiva elimina estes problemas ao permitir que o operador programe pontos exactos para cada componente. Além disso, a soldadura selectiva não necessita de cola. Além disso, não requer paletes de solda por onda dispendiosas e é económica.

Problemas com a soldadura SMD

Os problemas de soldadura podem ocorrer por uma série de razões. Uma causa comum é o modelo de pasta incorreto quando se utiliza fluxo de solda ou o ajuste incorreto do alimentador de montagem. Outros problemas incluem solda insuficiente e má soldabilidade das peças ou almofadas. Estes erros podem levar a que o ponto de soldadura assuma formas inesperadas. Bolas de solda, pingentes de solda e buracos também podem resultar de uma soldadura incorrecta.

Outra razão comum para as juntas de solda não molharem é a limpeza incorrecta. Uma humidificação insuficiente significa que a solda não aderiu intimamente ao componente. Como resultado, os componentes não estão ligados e podem cair.

Métodos e processos de soldadura de pacotes de chips PCB

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Métodos e processos de soldadura de pacotes de chips PCB

A soldadura é uma parte crítica de um pacote de chips PCB. Os processos de soldadura envolvem uma combinação de técnicas, incluindo IV focada, convecção e IV não focada. Cada método envolve um aquecimento gradual da embalagem, seguido do arrefecimento de todo o conjunto.

Processo de soldadura

A soldadura é o processo de unir esferas de solda e outros materiais de solda a pacotes de chips PCB. Este processo é efectuado através de dois tipos de métodos. O método de convecção e o processo de refluxo. O primeiro tipo envolve um processo de aquecimento utilizando um fluxo que forma um líquido. Em ambos os processos, a temperatura máxima é controlada. No entanto, o processo de refluxo deve ser efectuado com precaução suficiente para evitar a formação de juntas de solda frágeis.

Dependendo dos componentes utilizados na placa de circuito impresso, o processo de soldadura pode ser suave ou duro. O tipo de ferro de soldar utilizado deve ser adequado ao tipo de componentes. O processo deve ser efectuado por um fornecedor de serviços de montagem e fabrico de placas de circuito impresso que tenha uma vasta experiência com placas de circuito impresso e saiba a forma exacta de implementar cada processo.

Dimensões dos pontos de soldadura

As dimensões das almofadas de solda num pacote de chips PCB são críticas para garantir que o desempenho do componente seja optimizado. Isto é especialmente verdadeiro na área de alta frequência, onde a colocação de componentes e as técnicas de soldadura podem não ser tão precisas quanto necessário. O padrão IPC-SM-782 é um documento de referência valioso para a colocação e soldagem ideais de componentes. No entanto, seguir cegamente os requisitos do documento pode resultar num desempenho de alta frequência abaixo do ideal ou em problemas de alta tensão. Para evitar estes problemas, a PCBA123 recomenda que as almofadas de solda sejam mantidas pequenas e numa única fila.

Para além das dimensões das placas, outros factores, como a colocação e o alinhamento dos componentes, também são importantes. A utilização de pads de tamanho incorreto pode resultar em problemas eléctricos, bem como limitar a capacidade de fabrico da placa. Por isso, é importante seguir os tamanhos e formas recomendados pela indústria para as placas de circuito impresso.

Fluxação

O fluxo é um componente importante do processo de soldadura. Remove as impurezas metálicas e os óxidos da superfície de soldadura para apresentar uma superfície limpa para juntas de soldadura de elevada integridade. O resíduo de fluxo é removido numa etapa final de limpeza, que dependerá do tipo de fluxo utilizado.

Existem muitos fluxos diferentes utilizados no processo de soldadura. Vão desde a resina à base de colofónia. Cada um deles serve um objetivo diferente e é classificado por nível de atividade. O nível de atividade da solução de fluxo é normalmente indicado como L (baixa atividade ou sem haletos) ou M (atividade média, 0 a 2% de haletos), ou H (alta atividade, até 3% de teor de haletos).

Um dos defeitos mais comuns são as bolas de solda no meio do chip. Uma solução comum para este problema é alterar o desenho do stencil. Outros métodos incluem a utilização de nitrogénio durante o processo de soldadura. Isto evita que a solda se vaporize, permitindo que a pasta forme uma ligação superior. Por fim, uma etapa de lavagem ajuda a remover qualquer grão e resíduo químico da placa.

Inspeção

Existem vários tipos diferentes de ferramentas de teste que podem ser utilizadas para inspecionar os pacotes de chips PCB. Algumas delas incluem testes em circuito, que utilizam sondas que se ligam a diferentes pontos de teste na PCB. Estas sondas podem detetar uma soldadura deficiente ou falhas nos componentes. Podem também medir níveis de tensão e resistência.

A soldadura incorrecta pode causar problemas nos circuitos da placa de circuito impresso. Os circuitos abertos ocorrem quando a solda não chega corretamente às almofadas ou quando a solda sobe para a superfície do componente. Quando isto acontece, as ligações não estão completas e os componentes não funcionam corretamente. Muitas vezes, isto pode ser evitado limpando cuidadosamente os orifícios e assegurando que a solda derretida cobre os cabos uniformemente. Caso contrário, uma cobertura de solda excessiva ou incompleta pode fazer com que os fios se molhem ou não molhem. Para evitar a humidificação, utilize solda de alta qualidade e equipamento de montagem de qualidade.

Outra forma comum de detetar defeitos em PCB é através da Inspeção Ótica Automatizada (AOI). Esta tecnologia utiliza câmaras para tirar fotografias HD do PCB. Em seguida, compara estas imagens com parâmetros pré-programados para identificar o estado dos defeitos dos componentes. Se for detectado algum defeito, a máquina marca-o em conformidade. O equipamento AOI é geralmente de fácil utilização, com operações e programação simples. No entanto, a AOI pode não ser útil para inspecções estruturais ou para PCBs com um grande número de componentes.

Retificação

Os processos de soldadura utilizados no fabrico de produtos electrónicos devem obedecer a determinadas normas e orientações. Em geral, uma máscara de solda deve ter pelo menos 75% de espessura para garantir juntas de solda fiáveis. As pastas de solda devem ser aplicadas diretamente nas placas de circuito impresso e não impressas em serigrafia. É preferível utilizar um estêncil e um gabarito adequados a um determinado tipo de embalagem. Estes estênceis utilizam uma lâmina de rodo de metal para aplicar a pasta de solda na superfície da embalagem.

Há várias vantagens em utilizar um processo de soldadura por onda em vez do método tradicional de pulverização de fluxo. O processo de soldadura por onda utiliza um processo mecânico de soldadura por onda para aderir peças a placas de circuito impresso com elevados níveis de estabilidade. Este método é mais caro, mas proporciona um método seguro e fiável de fixação de componentes electrónicos.

Introdução sobre a montagem SMT de uma face e de duas faces

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Introdução Sobre a montagem SMT de uma face e de duas faces

As montagens SMT de uma face e de duas faces diferem em termos de densidade dos componentes. As montagens SMT de uma face têm uma densidade mais elevada do que as montagens SMT de duas faces e requerem uma maior quantidade de calor para serem processadas. A maioria das empresas de montagem processa primeiro o lado de maior densidade. Isto minimiza o risco de queda de componentes durante o processo de aquecimento. Ambos os lados do processo de montagem por refluxo requerem a adição de adesivo SMT para manter os componentes no lugar durante a operação de aquecimento.

FR4 PCB

As placas de circuito impresso de uma face são as mais comuns. Numa placa de face única, todos os componentes estão localizados num dos lados da placa e a montagem só é necessária nesse lado. As placas de dupla face têm traços em ambos os lados da placa, o que reduz a sua pegada. As placas de dupla face também oferecem uma melhor dissipação de calor. O processo de fabrico das placas de dupla face é diferente do das PCB de face única. Durante o processo de dupla face, o cobre é removido da placa de dupla face e depois reinserido após um processo de gravação.

As placas de circuito impresso de uma só face são também mais fáceis de fabricar e menos dispendiosas. O fabrico de uma placa de circuito impresso de uma face inclui várias fases, incluindo o corte, a perfuração de orifícios, o tratamento do circuito, a resistência à soldadura e a impressão de texto. As PCB de uma face também são submetidas a medições eléctricas, tratamento de superfície e AOI.

Placa PI revestida a cobre

O processo de montagem da placa de cobre revestida de cobre PI de uma e duas faces envolve a utilização de uma película de cobertura de poliimida para laminar o cobre num dos lados da placa de circuito impresso. A placa revestida de cobre é então pressionada para a sua posição através de uma cola adesiva que abre numa posição específica. Posteriormente, a placa revestida a cobre é modelada com resistência anti-soldadura e o orifício de guia da peça é perfurado.

Uma placa de circuito impresso flexível de uma face é composta por uma placa PI revestida a cobre com uma camada condutora, normalmente uma folha de cobre enrolada. Este circuito flexível é coberto por uma película protetora após a conclusão do circuito. Uma placa de circuito impresso flexível de uma face pode ser fabricada com ou sem uma camada de cobertura, que actua como uma barreira protetora para proteger o circuito. As placas de circuito impresso de uma face têm apenas uma camada de condutores, razão pela qual são frequentemente utilizadas em produtos portáteis.

FR4

FR4 é um tipo de resina epóxi que é normalmente utilizado no fabrico de PCB. Este material oferece uma excelente resistência ao calor e às chamas. O material FR4 tem uma temperatura de transição vítrea elevada, o que é crucial para aplicações de alta velocidade. As suas propriedades mecânicas incluem resistência à tração e ao cisalhamento. A estabilidade dimensional é testada para garantir que o material não muda de forma ou perde a sua força em vários ambientes de trabalho.

As placas multicamadas FR4 de uma face e de dupla camada são constituídas por um núcleo isolante FR4 e um revestimento de cobre fino na parte inferior. Durante o fabrico, os componentes com orifícios de passagem são montados no lado dos componentes do substrato, com os condutores a passarem por trilhos ou almofadas de cobre no lado inferior. Em contrapartida, os componentes montados à superfície são montados diretamente no lado da solda. Embora sejam muito semelhantes em termos de estrutura e construção, a principal diferença reside na colocação dos condutores.

FR6

A montagem com tecnologia de montagem em superfície (SMT) é uma forma eficiente de fixar componentes electrónicos a placas de circuitos impressos sem necessidade de furos. Este tipo de tecnologia é adequado tanto para componentes com chumbo como para componentes sem chumbo. Com a técnica SMT de dupla face, a placa de circuito impresso (PCB) tem duas camadas condutoras - uma na parte superior e outra na parte inferior. A cobertura de cobre em ambos os lados da placa actua como um material condutor de corrente e ajuda na fixação dos componentes à placa de circuito impresso.

Para as placas de uma face, é fácil utilizar pilares de suporte simples. Para as placas de dupla face, é necessário um suporte adicional. A área livre à volta do painel deve ser de, pelo menos, 10 mm.

FR8

O processo de montagem de FR8 de face única e dupla face é semelhante ao processo de montagem geral, com algumas diferenças. Ambos os processos utilizam adesivo e pasta de solda. Seguem-se a limpeza, a inspeção e o teste. O produto acabado deve cumprir as especificações definidas pelo projetista.

As placas de uma face são mais comuns e ocupam menos espaço. No entanto, as placas de dupla face reduzem os requisitos de espaço e maximizam a dissipação de calor. Durante o processo de gravação, o cobre é removido do lado de dupla face. Este é reinserido após o processo.

Como fazer um modelo de cálculo de impedância de PCB

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Como fazer um modelo de cálculo de impedância de PCB

Utilizar um diagrama de Smith

O gráfico de Smith é uma ferramenta útil quando se pretende determinar a impedância de um circuito. É uma representação visual da resistência complexa versus frequência de um circuito elétrico. Também mostra o locus da impedância versus frequência, que é necessário para a análise de estabilidade e para evitar oscilações. Muitos PCs têm a capacidade de apresentar valores de impedância numericamente, mas o gráfico de Smith ajuda-o a visualizar as possibilidades.

O gráfico de Smith pode ser utilizado para avaliar o percurso do sinal entre os contactos de uma placa de circuito impresso e um dispositivo eletrónico. Este dispositivo pode ser um CI, um transístor ou um componente passivo. Também pode conter um circuito interno. Utilizando esta tabela, é possível determinar a impedância de uma placa de circuito e utilizá-la para conceber um circuito elétrico.

O gráfico de Smith pode ser usado para identificar os diferentes tipos de modelos de impedância encontrados no projeto de placas de circuito impresso. Ele tem três formas: limitada, não limitada e invertida. Um ponto no centro de um gráfico de Smith representa um modelo de impedância não limitado, enquanto um ponto no círculo externo representa um modelo de impedância invertido.

Ao utilizar um gráfico de Smith para calcular a impedância, pode facilmente fazer corresponder as impedâncias de origem e de destino. Em seguida, é possível calcular o tamanho da rede de casamento. O tamanho da rede correspondente depende da quantidade de deslocamento necessária entre a impedância de origem e a de destino. Além disso, os valores L e C em série e em paralelo deslocam um ponto ao longo das curvas de resistência e reactância constantes. Se a resistência diminuir, é possível adicionar mais valores de R ao final da linha.

Utilizar um solucionador de campos 3D

O cálculo da impedância da placa de circuito impresso é um passo necessário durante o processo de conceção da placa de circuito impresso. Envolve o cálculo da linha de transmissão ou da impedância do traço na PCB com base na configuração do projeto. Se a placa de circuito impresso for complexa ou contiver várias camadas, a utilização de um solucionador de campo 3D pode produzir o cálculo de impedância mais exato.

Os modelos de cálculo da impedância assumem normalmente que a secção transversal é retangular e que a corrente é perfeitamente devolvida. No entanto, as secções transversais reais podem ser poligonais e podem mesmo atravessar espaços na camada de referência. Isto pode causar distorções significativas nos sinais, especialmente em redes de alta velocidade.

O solucionador suporta dois tipos de portas: portas onduladas e portas concentradas. Em ambos os casos, é necessário definir explicitamente o tipo de porta que se pretende utilizar. É possível especificar um plano para a porta de onda usando a geometria ou defini-lo manualmente usando o tipo Wave Custom Size.

A maioria dos solucionadores de campo 3D gera modelos comportamentais de parâmetros S. Esses modelos são uma representação esquemática simplificada do dispositivo real. Como tal, eles exigem muitas iterações. Por exemplo, é possível criar uma simulação com vários modelos de circuito e comparar seus resultados.

Os cálculos de impedância de PCB são essenciais para o projeto de PCB. É importante modelar a impedância regulada da sua placa de circuito impresso, para que possa evitar incompatibilidades de impedância. Além disso, é importante trabalhar em estreita colaboração com o fabricante da placa de circuito impresso. O seu fabricante de PCB pode ter um departamento CAM dedicado que pode fornecer indicações adequadas para resolver questões de design relacionadas com a impedância. No entanto, é importante não entregar completamente o controlo das questões de impedância a uma entidade externa.

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.

Como lidar com a ligação à terra em projectos de alta frequência

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Como lidar com a ligação à terra em projectos de alta frequência

Os projectos de alta frequência têm de abordar a questão da ligação à terra. Há várias questões que precisam ser abordadas quando se trata de aterramento. Estas incluem a impedância dos condutores de ligação à terra e das ligações à terra, o caminho DC que domina os sinais de baixa frequência e a ligação à terra de ponto único.

Impedância dos condutores de ligação à terra

O elétrodo de terra de um sistema elétrico típico ligado à terra está em paralelo com as hastes de terra localizadas no lado da linha do serviço, transformadores e postes. A barra em teste é ligada ao elétrodo de terra. A resistência equivalente das hastes de aterramento do lado da linha é desprezível.

Um método de aterramento de ponto único é aceitável para freqüências abaixo de um MHz, mas é menos desejável para altas freqüências. Um cabo de aterramento de ponto único aumentará a impedância de aterramento devido à indutância do fio e à capacitância da trilha, enquanto a capacitância dispersa criará caminhos de retorno de aterramento não intencionais. Para circuitos de alta freqüência, o aterramento multiponto é necessário. No entanto, este método cria loops de terra que são susceptíveis à indução de campos magnéticos. Por conseguinte, é importante evitar a utilização de loops de terra híbridos, especialmente se o circuito contiver componentes sensíveis.

O ruído de terra pode ser um grande problema em circuitos de alta frequência, especialmente quando os circuitos retiram grandes correntes variáveis da alimentação. Esta corrente flui no retorno à terra comum e provoca uma tensão de erro, ou DV. Esta varia com a frequência do circuito.

Impedância dos condutores de ligação

Idealmente, a resistência dos condutores de ligação deve ser inferior a um mili-ohm. No entanto, a frequências mais elevadas, o comportamento de um condutor de ligação é mais complexo. Ele pode apresentar efeitos parasitas e capacitância residual em paralelo. Neste caso, o condutor de ligação torna-se um circuito ressonante paralelo. Pode também apresentar uma resistência elevada devido ao efeito de pele, que é o fluxo de corrente através da superfície exterior do condutor.

Um exemplo típico de um acoplamento de interferência conduzido é um motor ou circuito de comutação alimentado num microprocessador com um retorno à terra. Nesta situação, a impedância do condutor de ligação à terra é superior à sua frequência de funcionamento e é provável que provoque a ressonância do circuito. Por este motivo, os condutores de ligação são normalmente ligados em vários pontos, com diferentes comprimentos de ligação.

Caminho DC dominante para sinais de baixa frequência

É amplamente assumido que o domínio do caminho DC para sinais de baixa frequência é mais fácil de implementar do que circuitos de alta frequência. No entanto, este método tem várias limitações, especialmente em implementações integradas. Estas limitações incluem ruído de cintilação, desvios de corrente DC e grandes constantes de tempo. Além disso, esses projetos geralmente usam grandes resistores e capacitores, que podem produzir grande ruído térmico.

Em geral, a corrente de retorno de sinais de alta frequência seguirá o caminho de menor área de loop e menor indutância. Isto significa que a maioria da corrente do sinal regressa ao plano através de um caminho estreito diretamente abaixo do traço do sinal.

Ligação à terra de ponto único

A ligação à terra de ponto único é um elemento essencial na proteção de locais de comunicações contra raios. Para além de uma ligação eficaz, esta técnica oferece proteção estrutural contra raios. Ela foi amplamente testada em áreas propensas a raios e provou ser um método eficaz. No entanto, o aterramento de ponto único não é a única consideração.

Se a diferença de nível de potência entre os circuitos for grande, pode não ser prático utilizar uma ligação à terra de ponto único em série. A grande corrente de retorno resultante pode interferir com circuitos de baixa potência. Se a diferença de nível de potência for baixa, pode ser utilizado um esquema de ligação à terra de ponto único em paralelo. No entanto, este método tem muitas desvantagens. Além de ser ineficiente, o aterramento de ponto único requer uma quantidade maior de aterramento e também aumenta a impedância de aterramento.

Os sistemas de ligação à terra de ponto único são geralmente utilizados em projectos de baixa frequência. No entanto, se os circuitos forem operados em altas freqüências, um sistema de aterramento multiponto pode ser uma boa escolha. O plano de terra de um circuito de alta frequência deve ser partilhado por dois ou mais circuitos. Isto reduzirá as hipóteses de ocorrência de loops magnéticos.

Interferência de energia

As interferências de potência podem degradar o desempenho de um circuito e podem mesmo causar problemas graves de integridade do sinal. Assim, é imperativo lidar com as interferências de potência no projeto de alta frequência. Felizmente, existem métodos para lidar com estes problemas. As dicas seguintes ajudá-lo-ão a reduzir a quantidade de interferências de potência nos seus projectos de alta frequência.

Em primeiro lugar, é necessário compreender como ocorrem as interferências electromagnéticas. Existem dois tipos principais de interferência: contínua e de impulso. A interferência contínua tem origem em fontes naturais e artificiais. Ambos os tipos de interferência são caracterizados por um mecanismo de acoplamento e uma resposta. O ruído de impulso, por outro lado, ocorre de forma intermitente e num curto espaço de tempo.

Análise de falhas de defeitos de soldadura em placas de PCB estanhadas por imersão

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Análise de falhas de defeitos de soldadura em placas de PCB estanhadas por imersão

Os defeitos de soldadura são uma causa comum de falha de PCB. Existem vários tipos diferentes de defeitos que podem levar à falha do PCB. O artigo abaixo explora três tipos de defeitos: Humedecimento, revestimento através de fissuras no cilindro do furo e fluxos líquidos.

Defeitos de humidade

A exposição a factores ambientais durante o processo de fabrico pode afetar a capacidade de humedecimento das placas de circuito impresso de estanho de imersão. Isto pode reduzir o rendimento da montagem e a fiabilidade do segundo nível. Por conseguinte, é importante evitar ou corrigir defeitos de molhagem deficientes. Esta investigação explorou os efeitos de diferentes condições de temperatura na capacidade de humedecimento destas placas.

As almofadas de estanho de imersão apresentam uma variedade de defeitos que podem causar falhas no processo de montagem. Ao contrário da desumidificação, que é um defeito em que a junta de soldadura não se forma, os defeitos de humidificação ocorrem quando a solda fundida não adere à superfície molhável das almofadas ou componentes da PCB. Isto pode resultar em buracos ou vazios nas juntas de soldadura.

Os defeitos de não humidificação podem também causar problemas estruturais graves. Além disso, podem resultar em fraca condutividade eléctrica, componentes soltos e fraco desempenho da placa de circuito impresso.

Fissuração do cilindro do revestimento através do furo

Este estudo avaliou a fiabilidade de placas de circuito impresso estanhadas por imersão através de uma análise de falhas de defeitos de soldadura. Para tal, estudámos o comportamento dos intermetálicos no interior das juntas de soldadura por SEM. Comparámos os resultados das montagens envelhecidas e não envelhecidas para compreender como os intermetálicos afectam a fiabilidade da junta.

Os resultados da investigação mostram que o revestimento de níquel eletrolítico em placas de PCB estanhadas por imersão é caracterizado por fendas e fissuras profundas. Estes limites abertos são atribuídos ao ambiente corrosivo gerado durante o revestimento ENIG. Este problema pode ser resolvido através da introdução de um controlador de níquel no processo de revestimento. Esta contramedida ajuda a manter uma boa molhabilidade na almofada e a evitar a oxidação.

Fluxos líquidos

Esta análise de falhas de defeitos de soldadura também inclui a análise do fluxo utilizado no processo. A utilização de diferentes fluxos líquidos no processo de refluxo pode conduzir a resultados diferentes. Um método utilizado para analisar os efeitos do fluxo nos defeitos de soldadura em almofadas de PCB estanhadas por imersão consiste em montar os conjuntos flip-chip com chips de leitura na parte inferior.