Dicas para conhecer as placas de circuito impresso

Quando se olha para um circuito elétrico, nota-se que é composto por uma variedade de componentes. Os condensadores, por exemplo, são utilizados para manter uma carga eléctrica numa placa de circuito, libertando-a quando necessário. Os indutores, por sua vez, armazenam energia num campo magnético. Por fim, existem os díodos, que permitem que a corrente eléctrica flua apenas num sentido, evitando danos causados por um fluxo errado.

Tipos comuns de placas de circuito impresso

Existem dois tipos comuns de placas de circuitos: PCBs e breadboards. As PCB são utilizadas para fins de prototipagem e permitem-lhe reutilizar componentes. No entanto, não são tão rígidas ou completas como as placas de circuito impresso. Qualquer um destes tipos pode levar muito tempo a fazer e custar dinheiro a comprar. As placas de circuito impresso são uma óptima forma de testar os seus circuitos antes de os colocar numa placa de circuito impresso completa.

O material mais comum utilizado para fabricar placas de circuitos é o FR-4. Este material tem boas propriedades de isolamento e é capaz de resistir ao arco elétrico. O FR-4 está disponível numa variedade de graus com diferentes propriedades eléctricas. Normalmente, o FR-4 é classificado a 130 graus Celsius. Outro tipo de placa de circuito é conhecido como placa de núcleo de alumínio, que é frequentemente laminada em FR-4. Este tipo de placa de circuito impresso é utilizado para circuitos electrónicos que requerem um elevado nível de arrefecimento.

Componentes comuns

Os componentes mais comuns de uma placa de circuitos são as resistências, os condensadores e os transístores. Estes dispositivos armazenam e transmitem carga eléctrica, dissipando-a também sob a forma de calor. São feitos de uma variedade de materiais e são codificados por cores de acordo com o seu valor de resistência. Os transístores, por sua vez, transferem energia eléctrica e são utilizados como amplificadores em placas de circuitos. Existem vários tipos diferentes, incluindo os tipos bipolar e radial.

Os principais materiais utilizados para fabricar placas de circuitos são o cobre e o FR-4. O laminado revestido a cobre é um tipo de placa com cobre não gravado. O material FR-4 é o tipo mais comum utilizado atualmente. Os laminados revestidos a cobre são um desenvolvimento mais recente. As não homogeneidades estão a tornar-se cada vez mais importantes no fabrico de placas de circuitos. Estas diferenças podem resultar em variações na constante dieléctrica da placa de circuitos.

Utilizações comuns

As placas de circuitos desempenham um papel fundamental na produção de muitos dispositivos electrónicos, incluindo monitores de computador, dispositivos de gravação e televisores. Também se encontram no interior de sistemas de entretenimento, como jogos de vídeo e leitores de DVD. Do mesmo modo, são utilizadas em electrodomésticos como máquinas de café, micro-ondas e despertadores. Para além destas utilizações comuns, os PCB são também utilizados em ambientes industriais, incluindo em maquinaria que requer alta potência e está sujeita a um manuseamento brusco e a produtos químicos agressivos.

As placas de circuito impresso têm muitas vantagens em relação aos circuitos tradicionais com fios. São leves, podem ser facilmente reparadas e constituem uma forma económica de criar e manter sistemas complexos. A sua versatilidade levou a avanços significativos na eletrónica em áreas que vão desde os computadores aos dispositivos médicos. Atualmente, até os automóveis dependem de PCBs para o seu bom funcionamento.

Materiais comuns

Existem muitos materiais diferentes utilizados nas placas de circuito impresso. Por exemplo, o FR4 é um laminado comum. Este material apresenta uma temperatura de transição vítrea (GTT) de cerca de 135 graus Celsius e um CTE de cerca de 3,8 a 4,6. Outros laminados utilizam poliimida, um material de alta temperatura com uma elevada resistência eléctrica. Alguns outros materiais são especialmente formulados para aplicações de alta frequência e micro-ondas.

O cobre é o material condutor mais comum utilizado nas placas de circuito impresso. Este material é utilizado na camada de base e é aplicado nas placas de circuito impresso para proporcionar a rigidez necessária. Em alternativa, são utilizados epóxis para fazer a camada de substrato. No entanto, não têm a durabilidade da fibra de vidro.

Processos comuns

Na montagem de placas de circuitos, os processos comuns incluem a soldadura, a gravação e o acabamento de superfícies. O acabamento da superfície protege a placa da corrosão e ajuda no processo de soldadura. Um exemplo de acabamento de superfície é o nivelamento de solda por ar quente, que envolve revestir a placa com fluxo e mergulhá-la em solda derretida. Em seguida, é utilizado um jato de ar quente de alta pressão para remover o excesso de solda dos orifícios da placa e alisar a superfície da solda.

O primeiro passo do revestimento de cobre envolve a colocação do painel num banho de revestimento de cobre, que contém sulfato de cobre e ácido sulfúrico. Uma fina camada de cobre é então depositada no painel. Esta camada é depois protegida com um banho de estanho. Após a cura da camada de cobre, a placa de circuito estanhada é removida do banho de estanho, que actua como uma barreira à corrosão.

Problemas comuns de fabrico

Um revestimento de cobre insuficiente pode levar a placas de circuito defeituosas. O revestimento de cobre é fundamental para que a corrente eléctrica passe através da placa. Um revestimento de cobre insuficiente pode ser facilmente detectado através de um software de conceção de PCB ou por um fabricante de PCB. É também fundamental limpar bem os orifícios após a perfuração para evitar bolhas de ar.

A conceção da placa de circuito impresso é a primeira defesa contra problemas comuns de fabrico. A utilização de uma boa conceção de PCB pode ajudar a evitar descargas electrostáticas e erros de soldadura. Os engenheiros de fabrico e os projectistas devem comunicar entre si para antecipar problemas e criar um plano que resolva essas questões. Erros simples podem transformar-se em falhas dispendiosas, pelo que é crucial obter o melhor design possível. Além disso, recorrer a um designer experiente pode ajudar a evitar erros que podem passar despercebidos.