Qual é a diferença entre SMD e NSMD?

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Qual é a diferença entre SMD e NSMD?

SMD e NSMD são dois tipos de semicondutores. Embora as suas almofadas sejam semelhantes em tamanho, os componentes NSMD têm dimensões mais pequenas. Em contrapartida, os SMD podem ser deslocados pelo ferro de soldar, enquanto um componente com furo passante pode ser fixado mecanicamente antes da soldadura.

As almofadas NSMD são mais pequenas

Existem várias diferenças entre os pads NSMD e os pads SMD. Em primeiro lugar, a máscara de solda dos pads NSMD é muito mais pequena. Isto permite que a borda da almofada deixe um pequeno espaço que não está presente nas almofadas SMD. A figura seguinte mostra uma vista superior e uma secção transversal de uma almofada do tipo NSMD.

Os pads NSMD são mais pequenos do que os pads SMD e são, por isso, mais adequados para esquemas de placas de alta densidade. Permitem também mais espaço entre as almofadas adjacentes e facilitam o encaminhamento dos traços. Como resultado, as almofadas NSMD são utilizadas em chips BGA de alta densidade. No entanto, as pastilhas NSMD são mais susceptíveis à delaminação, mas as práticas de fabrico normais devem evitar este problema.

Para além de serem mais pequenas, as almofadas NSMD são mais baratas de fabricar. Isto deve-se ao facto de serem fabricados com materiais menos dispendiosos. No entanto, isso não significa que sejam de qualidade inferior. A escolha entre NSMD ou SMD dependerá da sua aplicação. Por exemplo, uma placa com almofadas grandes necessitará de uma máscara de soldadura com uma abertura de máscara de soldadura maior do que uma placa com almofadas pequenas.

Quando se trata de fabricar componentes BGA, a conceção correcta das almofadas é crucial. As almofadas NSMD são mais pequenas porque têm aberturas de máscara de solda mais pequenas do que o diâmetro da almofada de cobre. As almofadas NSMD também correm o risco de ter uma saliência de solda assimétrica, que inclinará o dispositivo na placa de circuito impresso.

As almofadas NSMD são utilizadas para díodos

As almofadas NSMD são um tipo de almofadas de embalagem de díodos que diferem das almofadas SMD num aspeto importante: é deixado um espaço entre o bordo da almofada e a máscara de soldadura. A utilização de uma almofada do tipo NSMD pode resultar em melhores ligações de soldadura e em almofadas de embalagem com larguras de traço mais largas.

Os pontos de soldadura numa placa de circuito impresso podem ser definidos com máscara de soldadura ou sem máscara de soldadura. A almofada definida sem máscara de solda é caracterizada por um espaço entre a máscara de solda e a almofada de contacto circular. A solda flui sobre a parte superior e os lados da almofada de contacto para criar uma junta de solda de alta qualidade.

O diâmetro de uma almofada NSMD é frequentemente mais pequeno do que o diâmetro de uma almofada BGA. Este tamanho reduzido permite um encaminhamento mais fácil dos traços. No entanto, as almofadas NSMD podem ser mais propensas a delaminação do que as almofadas SMD. Por conseguinte, é necessário aderir a práticas de fabrico normalizadas para minimizar a possibilidade de delaminação das almofadas.

Ao soldar componentes BGA, o desenho da almofada desempenha um papel crucial. Um mau pad pode levar a uma fraca capacidade de fabrico e a dispendiosas horas de análise de falhas. Felizmente, existem directrizes simples para a conceção de blocos. Com um pouco de prática, pode fazer as almofadas NSMD correctas para os seus componentes BGA.

As almofadas NSMD são utilizadas para transístores

Ao utilizar almofadas NSMD para transístores, deve lembrar-se que uma almofada NSMD é mais pequena do que uma almofada SMD correspondente. Esta diferença deve-se ao facto de as almofadas NSMD terem uma abertura maior para o encaixe da máscara de solda. Isto permite uma maior área de superfície para as juntas de soldadura, uma maior largura de traço e uma maior flexibilidade nos orifícios de passagem. No entanto, esta diferença também significa que uma almofada NSMD tem maior probabilidade de cair durante o processo de soldadura.

O diâmetro de uma almofada de cobre é um fator chave para definir o tamanho de uma almofada NSMD. As almofadas NSMD são aproximadamente 20% mais pequenas do que uma esfera de solda, permitindo um melhor encaminhamento dos traços. Esta redução é necessária para chips BGA de alta densidade. No entanto, uma almofada NSMD é mais propensa a delaminação, mas as práticas de fabrico padrão devem minimizar este problema.

As almofadas NSMD são uma boa opção para a soldadura de transístores. Estes tipos de pastilhas são frequentemente utilizados em aplicações em que os transístores têm de ser soldados através de um orifício num substrato metálico. Isto torna o processo de soldadura mais fácil e menos moroso. No entanto, a desvantagem da utilização de um bloco NSMD é que não é possível obter o mesmo nível de controlo sobre o processo de soldadura que com um bloco SMD.

A outra grande vantagem da utilização de pads SMD é o facto de poderem ser facilmente fabricados. Este método é muito popular no fabrico de componentes electrónicos, pois é a forma mais económica de criar uma placa de alta qualidade. Além disso, a abordagem SMD é também uma boa forma de minimizar o número de variáveis envolvidas no seu projeto.

Os defeitos mais comuns de PCB e as suas soluções

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Os defeitos mais comuns de PCB e as suas soluções

Existem muitos problemas com as placas de circuito impresso, mas alguns deles são menos óbvios do que outros. Estes problemas são designados por falhas de implementação e requerem conhecimentos especializados para serem diagnosticados. Por exemplo, as descargas electrostáticas, as fugas químicas, as almofadas levantadas e o deslocamento de componentes são todas causas possíveis de falha. Para identificar os modos de falha, uma placa de circuito impresso deve ser testada até falhar.

Descarga eletrostática

A descarga eletrostática (ESD) é um problema comum nos circuitos electrónicos. Resulta do manuseamento incorreto de componentes electrónicos ou de um nível de tensão excessivo. Em muitos casos, os danos resultantes são latentes ou catastróficos. Este problema pode provocar o mau funcionamento parcial ou total de uma placa de circuito impresso.

Existem várias formas de detetar e reparar descargas electrostáticas. Embora algumas delas sejam visíveis e afectem o desempenho do produto, outras não. O primeiro método consiste em inspecionar o dispositivo para determinar se algum componente foi afetado. Nalguns casos, aparecerá um buraco minúsculo na placa de circuitos.

Fuga de produtos químicos

As fugas químicas de PCBs podem ser um problema para muitas indústrias. Embora os Estados Unidos tenham proibido a produção de PCB em 1977, estes continuam a ser encontrados no ambiente em níveis muito baixos. O ciclo ambiental é a principal fonte de PCBs no ambiente e estes são transportados através dos ecossistemas. Embora estes contaminantes tenham níveis baixos, podem ter efeitos graves nos seres humanos e no ambiente.

Para além da sua utilização na eletrónica, os PCB foram também utilizados na construção de edifícios escolares durante as décadas de 1950 a 1970. Muitas escolas tinham calafetagem e lâmpadas fluorescentes contendo PCB. O problema com estes produtos era que tinham fugas, causando contaminação noutros materiais de construção e no solo. Este facto provocou uma contaminação generalizada, razão pela qual foram proibidos.

Almofadas levantadas

As almofadas levantadas são causadas por uma série de factores, incluindo o excesso de calor e de força durante a soldadura. O resultado pode ser uma junta de soldadura insatisfatória. Estes defeitos requerem uma nova soldadura e podem levar a riscos de curto-circuito. Outras causas de almofadas levantadas incluem contaminação por poluentes, limpeza deficiente ou fluxo insuficiente. As almofadas levantadas podem afetar o funcionamento dos circuitos e o aspeto da placa.

As almofadas levantadas ocorrem mais frequentemente em camadas finas de cobre e em placas que não possuem revestimento. Identificar a causa raiz de uma elevação é crucial para evitar danos adicionais. No caso de placas de circuito de face única, o problema é frequentemente o resultado de uma soldadura por onda incorrecta. A elevação pode ser prevenida com extremo cuidado ao manusear PCBs e evitando força excessiva ao manusear componentes.

Deslocação de componentes

A deslocação de componentes é um dos defeitos mais comuns encontrados na montagem de PCB. Pode ser causado por uma série de factores, incluindo a colocação incorrecta de componentes. Por exemplo, um componente colocado de uma forma que não esteja corretamente orientada pode flutuar, resultando num realinhamento do componente.

Nalguns casos, a causa do deslocamento do componente deve-se à falta de correspondência entre as peças e a geometria da almofada. Isto faz com que o componente se desloque em direção à massa térmica mais próxima. Outras causas incluem cabos dobrados, componentes colocados incorretamente ou oxidação. Felizmente, há uma série de soluções para o deslocamento de componentes. Por exemplo, a adesão ao perfil de refusão correto, a redução do movimento durante o processo de montagem sem refusão e a utilização de um fluxo agressivo podem ajudar a minimizar o movimento dos componentes.

Defeitos da esfera de soldadura

Os defeitos de bola de solda são comuns no processo de montagem SMT. São essencialmente bolas de solda que se separam do corpo principal da solda. Para os evitar, deve ajustar a pressão de montagem no montador de chips para uma definição precisa. Isto evitará que a pasta de solda seja espremida para fora da almofada e aumentará a hipótese de a pasta de solda ser gerada corretamente.

Uma boa junta de soldadura é limpa, simétrica e tem uma forma côncava. Por outro lado, uma má junta de solda pode ser grande e ter uma haste longa. Outro defeito comum são as juntas perturbadas, que terão um aspeto escamoso, distorcido ou irregular.

Imagem térmica

A imagem térmica é uma ferramenta poderosa para o controlo de qualidade, acelerando as reparações de PCB e componentes. Ao identificar pontos quentes, as imagens térmicas podem apontar componentes defeituosos ou áreas que estão a consumir demasiada energia. Esta informação pode ajudar os projectistas a reduzir o consumo de energia e a prolongar a vida útil da bateria. As imagens térmicas também podem detetar áreas que têm uma má gestão térmica, exigindo mais arrefecimento, dissipadores de calor maiores ou mesmo uma nova conceção.

As imagens térmicas para defeitos de PCB também podem ajudar os projectistas e engenheiros a determinar a causa dos defeitos. Quando uma placa de teste não passa nos testes de controlo de qualidade, uma câmara termográfica pode revelar os problemas. Também pode mostrar as diferenças de temperatura entre duas áreas diferentes de uma placa, revelando como as duas diferem.

5 factores que afectam a qualidade da soldadura SMT

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5 factores que afectam a qualidade da soldadura SMT

Vários factores têm impacto na qualidade da soldadura SMT. Estes incluem o estado do equipamento, a qualidade da pasta de solda e a estabilidade. A compreensão destes factores ajudá-lo-á a melhorar os seus processos de soldadura SMT. A melhor maneira de melhorar a qualidade da soldadura SMT é implementar melhorias em todas as áreas.

Estabilidade

Num processo de fabrico em que os componentes são colocados numa placa de circuito impresso, a estabilidade das juntas de soldadura é importante para o desempenho do circuito. No entanto, em determinadas condições, o processo de soldadura pode ser instável. Nestas condições, a pasta de solda SnAgCu sem chumbo é utilizada para reduzir o stress térmico no substrato. Este tipo de pasta de solda tem uma vantagem sobre outros materiais: pode ser utilizado em vários substratos e pode ser aplicado dispensando a pasta na superfície do dispositivo.

Uma boa pasta de solda será estável a uma temperatura específica. A melhor forma de verificar a estabilidade da sua pasta de solda é utilizar um viscosímetro para medir a sua viscosidade. Uma boa pasta deve ter uma viscosidade entre 160 Pa*S e 200 Pa*S.

Repetibilidade

Durante o processo de soldadura, o fluxo é um ingrediente fundamental para o sucesso do processo de soldadura. Se o fluxo for insuficiente ou se existirem demasiadas impurezas, o processo de soldadura pode falhar. A melhor forma de garantir a repetibilidade da soldadura SMTS é preparar cuidadosamente os componentes e as placas de PCB antes da soldadura. É igualmente importante manter corretamente a temperatura do refluxo e evitar qualquer movimento do conjunto durante o refluxo. Por último, a liga deve ser analisada para detetar eventuais contaminantes.

Embora se recomende a utilização de soldas sem chumbo, a solda com chumbo pode ser utilizada em certos casos. No entanto, é importante notar que a solda com chumbo não tem o fluxo necessário para fazer juntas fiáveis. Como resultado, o processo de soldadura não é repetível.

Estado do equipamento

Muitos factores afectam a qualidade da soldadura SMT. Estes factores incluem o design das placas de circuito impresso, a qualidade da pasta de solda e o estado do equipamento utilizado para o fabrico. Cada um destes factores é fundamental para garantir a qualidade da soldadura por refluxo. Além disso, podem também influenciar os defeitos de soldadura. Para melhorar a qualidade da soldadura, é essencial utilizar excelentes desenhos de placas de circuito impresso.

Para além da seleção dos componentes, a precisão de montagem é outro fator que afecta a qualidade da junta de soldadura. O equipamento utilizado para a montagem deve ser de elevada precisão para que os componentes permaneçam estáveis. Além disso, o ângulo de montagem deve ser correto para garantir que o dispositivo polar está corretamente orientado. Além disso, a espessura do componente após a montagem deve ser adequada.

Qualidade da pasta de solda

Os defeitos de soldadura podem ser o resultado de uma variedade de factores. Muitas vezes, estes problemas são causados por uma conceção incorrecta da placa de circuito impresso. A conceção incorrecta das almofadas pode resultar em componentes que se deslocam ou em forma de lápide, bem como em defeitos de soldadura. Por esta razão, a conceção das almofadas de PCB deve ser cuidadosamente examinada para evitar estes problemas.

A temperatura e a humidade desempenham um papel importante na qualidade da pasta de solda. A temperatura ideal para aplicação é de cerca de 20 graus Celsius e a humidade adequada situa-se entre trinta e cinquenta por cento. Níveis elevados de humidade podem provocar a formação de bolas, o que afecta o processo de soldadura. A velocidade e a qualidade da lâmina de raspagem também são factores importantes que afectam a soldadura. Para obter os melhores resultados, a pasta de solda deve ser aplicada a partir do núcleo e em direção às extremidades da placa.

A velocidade, a pressão do raspador, a velocidade de descida do estêncil e o modo de limpeza do estêncil devem ser optimizados para obter a máxima impressão de pasta de solda. Uma velocidade incorrecta pode resultar numa impressão desigual da pasta de solda e pode reduzir a eficiência da produção. Outro parâmetro crítico é a frequência de limpeza do estêncil. Uma velocidade de limpeza do stencil demasiado alta ou demasiado baixa pode provocar uma acumulação de estanho, o que pode afetar a eficiência da produção.

Conceção de PCB

A conceção de placas de circuito impresso é um aspeto crítico da qualidade do fabrico. Envolve o posicionamento adequado dos componentes na placa para garantir que são montados corretamente. Deve incluir espaço suficiente para os orifícios de fixação mecânica. Caso contrário, os componentes delicados podem ser danificados. Além disso, as juntas de soldadura perto das pegadas dos componentes de montagem em superfície podem dar origem a curtos-circuitos. Por conseguinte, é essencial que a conceção da placa de circuito impresso permita a colocação correcta tanto dos componentes convencionais como dos componentes de montagem em superfície.

Para além da colocação correcta dos componentes, a conceção adequada da placa de circuito impresso também pode contribuir para a soldadura SMT. De acordo com as estatísticas da HP, cerca de 70 a 80 por cento das falhas de fabrico são causadas por defeitos na conceção da placa de circuito impresso. Os factores que afectam a conceção da placa de circuito impresso incluem a disposição dos componentes, a conceção da almofada térmica, os tipos de embalagem dos componentes e o método de montagem. A conceção da placa de circuito impresso deve também ter em conta os pontos de compatibilidade electromagnética (CEM) e as posições das vias.

Como o material de PCB de alta condutividade térmica resolverá o problema da dissipação de calor

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Como o material de PCB de alta condutividade térmica resolverá o problema da dissipação de calor

As PCB, também conhecidas como placas de circuito impresso, são estruturas em camadas feitas de folhas de cobre ensanduichadas entre camadas de vidro-epóxi. Estas camadas servem de suporte mecânico e elétrico para os componentes. As folhas de cobre de alta condutividade servem de circuito condutor na placa de circuito impresso, enquanto a camada de vidro-epóxi serve de substrato não condutor.

Material de PCB de elevada condutividade térmica

A condutividade térmica é a capacidade de um material transferir calor para fora de um dispositivo. Quanto mais baixa for a condutividade térmica, menos eficiente é o dispositivo. Materiais de alta condutividade térmica podem eliminar a necessidade de vias e produzir uma distribuição de temperatura mais uniforme. Isso também reduz o risco de expansão volumétrica localizada, que pode levar a pontos quentes perto de componentes de alta corrente.

Uma placa de circuito impresso típica de um computador pessoal pode ser constituída por dois planos de cobre e duas camadas de traços exteriores. A sua espessura é de cerca de 70 um e a sua condutividade térmica é de 17,4 W/mK. O resultado é que a PCB típica não é um condutor de calor eficiente.

Moedas de cobre

As moedas de cobre são pequenas peças de cobre incorporadas na placa de circuito impresso. São colocadas por baixo do componente que produz mais calor. A sua elevada condutividade térmica permite-lhes transferir o calor do componente quente para um dissipador de calor. Podem ser fabricadas em diferentes formas e tamanhos para se adaptarem às áreas pretendidas e podem ser metalizadas para garantir uma ligação estanque.

Vidro-epóxi

O problema da dissipação de calor está a tornar-se mais importante na eletrónica. O excesso de calor pode levar a um fraco desempenho e a uma falha prematura. Atualmente, as opções de dissipação de calor são limitadas, especialmente em ambientes extremos. Uma das soluções para este problema é a utilização de material PCB epóxi de vidro de alta temperatura, ou HDI-PCB. Este material é capaz de resolver este problema por ter uma condutividade térmica mais de duzentas vezes melhor do que o composto FR4.

A resina epóxi de vidro tem uma excelente resistência ao calor e à chama. Tem uma elevada temperatura de transição vítrea e uma elevada condutividade térmica. Pode servir como uma camada isolante e uma camada de dissipação de calor. Pode ser fabricada por impregnação ou revestimento. A condutividade térmica do PCB de epóxi de vidro melhora o desempenho e a estabilidade dos componentes electrónicos.

PCBs com núcleo metálico

Os fabricantes de placas de circuito impresso com núcleo metálico introduziram novos substratos de placas que podem suportar temperaturas elevadas. Isto permite-lhes aplicar seletivamente camadas de cobre mais espessas que têm uma condutividade térmica mais elevada. Este tipo de placa de circuito impresso permite uma melhor dissipação do calor e pode ser utilizado para padrões de circuitos finos e embalagens de chips de alta densidade.

Para além de oferecerem uma maior condutividade térmica, as PCB metálicas são também dimensionalmente estáveis. As PCB com núcleo metálico de alumínio têm uma alteração de tamanho de 2,5-3% quando aquecidas, o que as torna ideais para aplicações de alta potência. As suas propriedades de baixa expansão térmica também as tornam adequadas para uma elevada potência de comutação. O metal mais comummente utilizado para uma PCB com núcleo metálico é o alumínio, que é barato e reciclável. A sua elevada condutividade térmica permite um processo de arrefecimento rápido.

Outro problema associado à dissipação de calor é o risco de calor excessivo. O calor gerado pelos componentes que geram calor deve ser removido da placa, caso contrário a placa de circuito impresso não terá o melhor desempenho possível. Felizmente, existem atualmente novas opções para resolver este problema. As PCB com núcleo metálico de elevada condutividade térmica são um novo tipo de solução térmica que pode ultrapassar estes problemas.

Substratos FR4

As placas de circuito impresso são estruturas em camadas feitas de folhas de cobre e polímeros reforçados com vidro. Suportam e ligam componentes electrónicos. O cobre cria um circuito condutor dentro da PCB, enquanto a camada de vidro-epóxi actua como um substrato não condutor.

Os componentes de alta potência são melhor colocados perto do centro da placa de circuito impresso, em vez de nas extremidades. Isto deve-se ao facto de o calor se acumular perto das extremidades e se dispersar. Além disso, o calor dos componentes de alta potência deve ser colocado longe de dispositivos sensíveis, e o calor deve ser canalizado através da PCB.

O material de PCB de elevada condutividade térmica é a melhor solução para a dissipação de calor, permitindo uma rápida transferência de calor e evitando a acumulação de calor. As PCB de alta tecnologia utilizam uma base de cobre, alumínio ou cerâmica como material de substrato. Isto resolverá os problemas de dissipação de calor e tornará as PCB mais duradouras.

2 Notas sobre a engenharia inversa de PCB

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2 Notas sobre a engenharia inversa de PCB

Tomografia computorizada

A tomografia computorizada é uma ferramenta poderosa para a engenharia inversa de PCBs. Esta técnica utiliza raios X para obter imagens do interior de uma placa de circuitos. A imagem resultante pode ser usada para reconstruir a estrutura da placa. No entanto, a tomografia computorizada tem várias limitações. O seu campo de visão é pequeno, o que a torna menos eficaz para PCBs com grandes áreas de folha de cobre.

A tomografia computorizada não é uma boa escolha para todos os projectos de engenharia inversa. As tomografias podem resultar em resultados imprecisos. É melhor utilizar um método não destrutivo, que lhe dá uma maior margem de erro. As tomografias computorizadas são normalmente utilizadas neste processo, mas também é possível utilizar a tomografia de raios X para captar o interior de uma substância. Também pode extrair informações geométricas, o que pode ser extremamente útil para a reengenharia de placas de circuitos sem destruir o dispositivo.

As principais desvantagens da TC são o facto de os raios X poderem distorcer a imagem e causar muitos artefactos. Para além disso, os poderosos raios X podem danificar os chips IC. Para além disso, a placa tem de ser despovoada antes de se poder iniciar o processo.

Em contraste, a engenharia inversa de PCBs utiliza um método de desconstrução para compreender coisas complexas. Este método não se limita à engenharia de hardware; é utilizado no desenvolvimento de software e no mapeamento do ADN humano. Este processo começa com a placa de circuito impresso e vai até aos esquemas para analisar o seu funcionamento.

Outra vantagem da engenharia inversa de PCB é a capacidade de produzir imagens ópticas de alta resolução de uma placa com até seis camadas em poucas horas. Também tem um custo baixo. Os resultados podem ser enviados diretamente a um fabricante de PCBs para réplicas de PCBs.

A tomografia computorizada também pode ser utilizada para analisar PCBs multicamadas. Os resultados também podem ser utilizados para gerar uma lista de materiais. Recomenda-se o fornecimento de uma amostra de PCB quando é necessária a engenharia inversa de PCB. A placa de amostra deve ter pelo menos 10 mm de largura.

Outra vantagem da utilização da tomografia computorizada é que permite ao utilizador visualizar componentes individuais. Além disso, também pode determinar os controlos GD&T. Um PC-DMIS pode exportar características para polilinhas e ficheiros de passos. Isto permite ao utilizador visualizar as ligações feitas na placa de circuito impresso.

Radiografia

A engenharia inversa de raios X para PCB é uma técnica relativamente nova para identificar componentes numa placa de circuito impresso. Os métodos tradicionais dependem da remoção da camada da PCB, que é um processo demorado, propenso a erros e prejudicial. Os raios X para engenharia inversa de PCB, por outro lado, não requerem danos físicos na PCB e demoram muito menos tempo a avaliar. Este método também permite ao investigador extrair dados da placa de circuitos.

O raio-X para engenharia inversa de PCB é frequentemente utilizado para engenharia inversa, mas o custo de aquisição de uma máquina de inspeção deste tipo pode ser proibitivo para muitas pessoas. Um hacker de hardware, John McMaster, decidiu construir o seu próprio raio-X para usar no seu próprio laboratório e poupar dinheiro.

Outra consideração importante é a resolução do raio X. Os exames de levantamento de baixa resolução podem revelar os principais componentes de uma placa, mas é necessária uma resolução submicrónica para ver os traços e as interligações. Os actuais scanners de micro-CT e XRMs não têm a resolução necessária para tal. Além disso, a obtenção de imagens de uma placa de circuito impresso de grandes dimensões com uma resolução grosseira pode demorar horas. Além disso, o feixe de raios X pode ser endurecido e criar riscas e bandas.

A engenharia inversa de PCB é um processo de análise de produtos electrónicos existentes e de recriação dos mesmos com características superiores e custos mais baixos. Durante o processo, são gerados documentos que são enviados a um fabricante de PCB para o fabrico de uma réplica da PCB. Este método também pode ser utilizado para reduzir o tempo necessário para reparações e novas placas de circuito. Além disso, pode revelar se um determinado fabricante é ou não uma boa opção.

O processo começa com a limpeza da superfície de um PCB. Posteriormente, o raio X pode revelar informações ocultas dentro da peça. Além disso, pode ser utilizado para resolver problemas de qualidade e falhas. Também pode ser utilizado para criar modelos de design assistido por computador de superfícies internas e ligações de traços.

Coisas a saber antes de encomendar um projecto de PCB

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Coisas a saber antes de encomendar um projecto de PCB

Se vai encomendar um projecto de PCB, há alguns aspectos que deve ter em conta. Por exemplo, deve verificar duas vezes os seus traços antes de encomendar. Além disso, deve certificar-se de que a lista técnica e o ficheiro de perfuração correspondem. Além disso, deve escolher o material correcto.

Duplo controlo dos traços

Ao encomendar PCBs a um fabricante de PCBs, é crucial verificar novamente os traços e o espaçamento na sua placa. A espessura e a largura dos traços no seu projecto determinarão a quantidade de corrente que pode fluir através do circuito. Pode utilizar uma calculadora de largura de traço online para encontrar a largura de traço ideal. Isto reduzirá as hipóteses de quebra das ligações.

Verificação da lista técnica

O primeiro passo para encomendar componentes para PCB é verificar a lista técnica. Esta ajudará a evitar números de componentes em falta ou incorrectos. A utilização da lista técnica também é benéfica quando se trata de obter peças. A descrição do componente ajudará o comprador e a empresa de montagem a encontrar uma peça de substituição adequada. Isto também os ajudará a confirmar que as peças têm o NMP correcto.

É importante verificar a lista técnica antes de enviar o projecto de placa de circuito impresso a um fabricante. Isto porque mesmo um pequeno erro pode causar problemas durante o processo de montagem da placa de circuito impresso. Deve também manter um registo de todas as alterações feitas à lista técnica e rotulá-las claramente. A versão mais actualizada da lista técnica é a que deve ser utilizada.

Quando tiver a lista técnica, precisa de saber o custo do componente que está a encomendar. É importante saber exactamente quanto vai pagar. O preço dos seus componentes deve corresponder à lista técnica do seu projecto de PCB. Caso contrário, poderá ter de substituir os componentes ou mesmo alterar o projecto.

Verificar o ficheiro de perfuração

Pode verificar facilmente o seu ficheiro de perfuração antes de encomendar o seu projecto de PCB a uma empresa de fabrico de PCB. No entanto, há alguns aspectos importantes que deve ter em conta antes de efectuar uma encomenda. O primeiro passo é certificar-se de que o ficheiro está no formato correcto. Pode utilizar um visualizador de ficheiros gerber para verificar o seu ficheiro.

Um ficheiro de perfuração é um ficheiro secundário que explica onde os furos devem ser feitos na placa de circuito impresso. Este ficheiro deve ser enviado juntamente com os ficheiros Gerber. Se o seu ficheiro de perfuração não especificar as localizações ou tamanhos dos furos, a sua encomenda de PCB falhará a auditoria.

O ficheiro de perfuração também deve conter uma lista de ferramentas. Esta lista indica as ferramentas necessárias para cada furo do componente. A lista de ferramentas deve ser incorporada no ficheiro de perfuração ou enviada como um ficheiro de texto separado. O facto de não fornecer esta lista de ferramentas no desenho de fabrico eliminará as verificações automáticas e resultará em mais erros no que diz respeito à introdução de dados.

Escolher os materiais correctos

A escolha dos materiais certos para o seu projecto de PCB é essencial. As propriedades físicas dos materiais da placa de circuito impresso podem afectar significativamente o desempenho da placa. Por exemplo, uma constante dieléctrica mais baixa significa dieléctricos mais finos e menor espessura da placa, enquanto uma constante dieléctrica mais elevada conduz a perdas mais elevadas. Esta informação ajudá-lo-á a restringir a sua selecção de materiais para PCB e a encontrar aqueles que proporcionam o desempenho necessário.

De seguida, deve determinar o número de camadas de encaminhamento na sua placa de circuito impresso. Para um desenho simples de PCB, pode haver apenas uma ou duas camadas, enquanto um desenho moderadamente complexo pode precisar de quatro a seis camadas. Os projectos mais complicados podem necessitar de oito camadas ou mais. O número de camadas afectará directamente o custo do seu projecto de PCB.

Como saber o acabamento da superfície a partir da cor do PCB

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Como saber o acabamento da superfície a partir da cor do PCB

Se está a pensar como saber o acabamento da superfície de uma placa de circuito impresso, não é o único. A cor de uma placa de circuito impresso pode revelar o acabamento da sua superfície. Poderá também ver uma designação de cor chamada ENIG ou ouro duro, prata ou vermelho claro. Independentemente do que vir, deve certificar-se de que a placa de circuito impresso é revestida para proteger a superfície.

ENIG

O acabamento de superfície ENIG é um dos acabamentos mais populares para PCBs. É feito através da combinação de ouro e níquel. O ouro ajuda a proteger a camada de níquel da oxidação e o níquel actua como uma barreira de difusão. A camada de ouro tem uma baixa resistência de contacto e é normalmente uma camada fina. A espessura da camada de ouro deve ser compatível com os requisitos da placa de circuitos. Este acabamento de superfície ajuda a prolongar a vida útil da placa de circuitos. Tem também um excelente desempenho elétrico e melhora a condução eléctrica entre os componentes da placa de circuito impresso.

O acabamento de superfície ENIG tem um custo mais elevado, mas uma elevada taxa de sucesso. É resistente a múltiplos ciclos térmicos e apresenta boa soldabilidade e ligação de fios. É composto por duas camadas metálicas: uma camada de níquel protege a camada de cobre de base contra a corrosão e uma camada de ouro actua como uma camada anticorrosiva para o níquel. O ENIG é adequado para dispositivos que exigem elevados níveis de soldabilidade e tolerâncias apertadas. O ENIG também é isento de chumbo.

Ouro duro

O ouro duro é um acabamento de superfície de PCB dispendioso. É um acabamento durável e de alta qualidade, frequentemente reservado para componentes que sofrem um elevado nível de desgaste. O ouro duro é normalmente aplicado aos conectores de extremidade. A sua principal utilização é proporcionar uma superfície durável para componentes que são frequentemente accionados, tais como contactos de bateria ou contactos de teclado.

O ouro eletrolítico duro é uma camada revestida a ouro sobre uma camada de barreira de níquel. É o mais durável dos dois e é normalmente aplicado em áreas susceptíveis de desgaste. No entanto, este acabamento de superfície é muito caro e tem um baixo fator de soldabilidade.

Prata

Dependendo da composição da PCB, esta pode ser produzida com diferentes cores e acabamentos. As três cores mais comuns para superfícies de PCB são prata, ouro e vermelho claro. As PCB com um acabamento de superfície dourado são normalmente as mais caras, enquanto as com um acabamento prateado são mais baratas. O circuito na placa de circuito impresso é feito principalmente de cobre puro. Uma vez que o cobre oxida facilmente quando exposto ao ar, é muito importante proteger a camada exterior da placa de circuito impresso com um revestimento protetor.

Os acabamentos de superfície prateados podem ser aplicados utilizando duas técnicas diferentes. A primeira técnica é a imersão, na qual a placa é mergulhada numa solução que contém iões de ouro. Os iões de ouro presentes na placa reagem com o níquel e formam uma película que cobre a superfície. A espessura da camada de ouro deve ser controlada para que o cobre e o níquel possam permanecer soldáveis e o cobre seja protegido das moléculas de oxigénio.

Vermelho claro

O acabamento da superfície de um PCB pode ser brilhante, não brilhante ou vermelho claro. Um acabamento não brilhante tende a ter um aspeto mais poroso, e um acabamento brilhante tende a ser refletor e semelhante a uma casca dura. O verde é a cor de PCB mais popular e é também uma das mais baratas. É importante limpar as PCB antes de as utilizar para evitar a oxidação.

Embora a cor da máscara de solda não seja um reflexo direto do desempenho do PCB, alguns fabricantes utilizam-na como uma ferramenta de design. A cor é ideal para PCBs que exigem visibilidade brilhante e contrastes nítidos. As PCB vermelhas são também atractivas quando combinadas com serigrafias.

Paládio eletrolítico

A utilização do acabamento superficial de paládio sem eletrólise nas suas placas de circuito impresso evita a formação de almofadas pretas na placa e tem muitas vantagens, incluindo uma excelente soldabilidade e ligação de fios de alumínio e prata. Este tipo de acabamento também tem um prazo de validade extremamente longo. No entanto, também é mais caro do que outros acabamentos e requer um prazo de entrega mais longo.

O processo de acabamento de superfícies de PCB do ENEPIG envolve várias etapas, cada uma das quais requer um controlo cuidadoso. Na primeira etapa, o cobre é ativado, seguindo-se a deposição de níquel e paládio electroless. Em seguida, a placa de circuito impresso passa por um procedimento de limpeza, para remover resíduos de oxidação e poeira da superfície.

HASL sem chumbo

Se está à procura de uma nova placa de circuito impresso, pode perguntar-se como distinguir os acabamentos de superfície HASL sem chumbo das placas de circuito impresso à base de chumbo. Embora o HASL tenha um aspeto atraente, não é ideal para componentes de montagem em superfície. Este tipo de acabamento não é plano e os componentes maiores, como as resistências, não se podem alinhar corretamente. O HASL sem chumbo, por outro lado, é plano e não utiliza solda à base de chumbo. Em vez disso, utiliza uma solda à base de cobre que está em conformidade com a RoHS.

O HASL oferece uma soldabilidade de alta qualidade e pode suportar vários ciclos térmicos. Foi outrora o padrão da indústria, mas a introdução das normas RoHS fez com que deixasse de estar em conformidade. Hoje em dia, o HASL sem chumbo é mais aceitável em termos de impacto ambiental, bem como de segurança, e é uma escolha mais eficiente para componentes electrónicos. Também está mais em conformidade com a diretiva RoHS.

Dicas para saber sobre placas de circuito impresso FR4 semi-flexíveis

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Dicas para saber sobre placas de circuito impresso FR4 semi-flexíveis

FR4 is a flame-retardant material

Printed circuit boards made from FR4 are extremely durable. However, the cost of these boards is higher than the ones made from other materials. In addition, these boards tend to delaminate easily, and they emit a bad odor when soldered. This makes them unsuitable for high-end consumer electronics.

FR4 is a composite material that has excellent mechanical, electrical, and flame retardant properties. It is a yellow to light green material that withstands high temperatures. It is made of a fiberglass layer that gives the material its structural stability. The material also features an epoxy resin layer that provides it with its fire retardant properties.

FR4 PCBs can be produced with a varying thickness. The thickness of the material affects the weight of the board and its component compatibility. A thin FR4 material can help make a board lighter, which makes it more appealing to consumers. This material is also easy to ship and has excellent temperature resistance. However, it is not advisable for use in high-temperature environments, such as aerospace.

It has excellent thermal, mechanical, and electrical properties

FR-4 is a common printed circuit board substrate made from glass cloth impregnated with epoxy or hybrid resin. It is widely used in computers and servers and is well known for its excellent thermal, mechanical, and electrical properties. It can withstand high temperatures, which makes it an ideal choice for sensitive electronics.

However, FR4 semi-flex PCBs present some challenges when it comes to depth-controlling milling. In order to achieve good results with this type of material, the board’s remaining thickness must be uniform. The amount of resin and prepreg used must also be considered. The milling tolerance should be set appropriately.

Besides the excellent thermal, mechanical, and electrical properties, FR4 is lightweight and inexpensive. Its thinness is a major advantage over FR1 printed circuit boards. However, it should be noted that this material has a lower glass transition temperature than FR1 or XPC. FR4 PCBs are made from eight layers of glass fiber material. These boards can withstand temperatures between 120 degrees C and 130 degrees C.

It has a high signal loss compared to a high-frequency laminate

While the low cost and relative mechanical and electrical stability of FR4 makes it an attractive choice for many electronic applications, it is not appropriate for all applications. In cases where high-frequency signals are required, a high-frequency laminate is the better choice.

The dielectric constant of the laminate material plays a critical role in determining the best PCB. The higher the dielectric constant, the less signal loss the board will experience. This dielectric constant is a measure of the board’s ability to store electrical energy.

When comparing the signal loss of a printed circuit board with a high-frequency laminate, you can see that the former has a higher dielectric constant. In other words, the Semi-Flex FR4 material has a higher dielectric constant than the latter. A high dielectric constant is desirable for high-speed applications because it prevents signal loss.

FR-4 was not the first PCB material to be used for electronics. It was preceded by the FR-2 board, which was made from pressed phenolic-cotton paper. This material served as a bridge between discrete-wired hand-soldered circuits and FR-4. Some Magnavox advertisements advertised that the televisions were “hand-soldered”. FR-2 boards were often one-sided, but designers could solve the problem by using top-side jumpers and zero-ohm resistors.

It can be manufactured at a low cost

Semi-flex PCBs are flexible, and are ideal for applications where space is a consideration. While these PCBs are more expensive than conventional FR4 boards, the flexibility that they provide makes them ideal for many medical applications. Also, the flexibility that they provide is better suited to handling dynamic stress resulting from bent circuit boards.

Semi-flex PCBs are made with materials that are typically manufactured in rolls. These materials are then cut according to the final size of the product. For example, a roll of copper foil is cut to the desired shape, which then requires mechanical drilling to make the through-holes. Different hole diameters are used, which vary according to the needs of the customer.

However, the bending properties of this material can cause problems. For instance, FR4 is not suitable for bending at very high temperatures, as it tends to warp. To prevent such problems, it is necessary to ensure that the materials are made of a flexible material before they are etched or molded.

Como fazer o processo de panelização da matriz de placas PCB

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Como fazer o processo de panelização da matriz de placas PCB

As matrizes de placas incorporadas podem ser revestidas com painéis para reduzir os custos de fabrico. Este artigo aborda as diferentes opções disponíveis, incluindo a utilização de uma máquina de corte a laser, uma serra ou uma fresadora. O primeiro passo é desenhar a placa por si só. O projeto deve incluir a tabela e as dimensões de todo o painel.

As matrizes de placas incorporadas podem ser colocadas em painéis para reduzir os custos de fabrico

A colocação de placas incorporadas em painéis permite-lhe reduzir o número de componentes individuais e o custo global de fabrico. Pode colocar as placas lado a lado até uma largura de placa de 4 polegadas e 7,5 polegadas. A colocação de painéis permite-lhe poupar espaço no seu local de fabrico e evitar operações de montagem dispendiosas e demoradas.

A colocação de painéis ajuda a proteger a integridade de uma placa de circuito impresso, permitindo aos fabricantes de placas de circuito impresso da China produzir várias placas de uma só vez. No entanto, a montagem de placas de circuito impresso deve ser feita com cuidado. O processo pode causar uma grande quantidade de poeira e as placas montadas podem precisar de limpeza adicional antes do envio. Além disso, os componentes salientes podem cair nas partes adjacentes. Se as saliências forem suficientemente pequenas, podem ser utilizados "orifícios de separação" em cada placa para evitar esta situação.

Para construir um painel usando várias PCBs, é necessário primeiro construir um painel com pilhas de camadas de PCB compatíveis. Isso pode ser feito selecionando PCBs que compartilham o mesmo arquivo de design de PCB e criando um painel com várias PCBs. Em seguida, é possível usar os comandos de painelização para criar um painel composto por uma ou várias PCBs.

Utilização de uma máquina de corte a laser

A utilização de uma máquina de corte a laser para despanelizar uma matriz de placas de circuito impresso elimina a necessidade de uma fresadora de placas de circuito impresso. Ao contrário de outros métodos de corte, o roteamento a laser não requer uma matriz mecânica e é adequado para PCBs com tolerâncias apertadas. Também pode cortar através de substratos de circuitos flexíveis e fibras de vidro.

Ao contrário de uma serra, uma máquina de corte a laser pode apainelar a uma matriz de placas PCB de forma rápida e eficiente. Os lasers são mais adequados para placas finas, e a espessura ideal para uma matriz de placas PCB é de um mm. No entanto, se a placa tiver componentes pendentes, o laser pode danificá-los. Além disso, a utilização de uma máquina de corte a laser para revestir uma matriz de placas PCB pode deixar uma aresta rugosa, o que pode exigir trabalho adicional.

O tamanho do painel é outro fator a considerar. Se a placa de circuito impresso for mais larga do que o comprimento da matriz, é mais eficiente empilhar placas. No entanto, esta estratégia tem um inconveniente: resultará numa inclinação excessiva durante a soldadura com máquina de furos passantes.

Utilizar uma serra

O processo de painelização envolve a remoção de PCBs individuais de um painel de placas de PCB. Isto pode ser feito manualmente ou com uma lâmina de serra. Em ambos os casos, o material laminado na parte superior e inferior da placa de circuito impresso é removido. O centro da placa de circuito impresso é deixado intacto para manter o formato da matriz da placa.

A forma mais comum e mais barata de colocar um conjunto de placas PCB em painéis é utilizando uma serra. Uma serra permite-lhe separar as placas individuais utilizando ranhuras em V. Este método permite-lhe separar as placas de forma fácil e rápida. É um método relativamente simples e a serra ajuda-o a cortar as placas com precisão.

Uma outra técnica para revestir uma matriz de placas de circuito impresso é a fresagem de separadores. Este processo fresa a placa de circuito ao longo dos contornos. Esta técnica preserva as pontes de material que mantêm a placa no lugar durante o processo de fabrico. No entanto, não é adequada para grandes transformadores ou outros componentes pesados. No entanto, reduz a carga colocada na placa de circuito impresso e pode reduzir o risco de lascar.

Utilizar um router

Se estiver a utilizar uma tupia para realizar o processo de painelização da matriz de placas PCB, esteja ciente dos riscos envolvidos. A primeira coisa que deve saber é que as tupias geram pó e vibração. Se os painéis forem muito espessos, deverá utilizar uma máquina de corte a laser. Em alternativa, pode utilizar uma ferramenta de lâmina de gancho. Este método é menos eficiente, mas muito mais barato.

Outro método de painelização é o encaminhamento de ranhuras em V, que utiliza separadores perfurados para manter os PCBs no lugar. Estes separadores podem ter de três a cinco orifícios. As vantagens deste método incluem flexibilidade e facilidade de despanelização. No entanto, este método não é recomendado para PCBs com formas irregulares ou pequenos orifícios.

Utilizar uma ferramenta de lâmina em forma de gancho

Quando se procede ao painelamento de uma matriz de placas PCB, é importante seguir o procedimento correto. A utilização da ferramenta errada pode resultar numa placa partida. Para evitar isto, é importante medir cuidadosamente a placa PCB e cortar cada painel à profundidade correcta. Além disso, certifique-se de que deixa um mínimo de 0,05 polegadas de espaço na extremidade de cada painel.

Existem muitos métodos diferentes de painelização. Alguns métodos são mais eficazes do que outros. Alguns métodos requerem a utilização de uma ferramenta de lâmina em forma de gancho, que é cara e ineficaz quando se trabalha com tábuas mais grossas. Outros métodos requerem a utilização de uma tupia de desnudamento, que pode causar poeiras e outros problemas.