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Fabricação de PCBs Inclui: O processo de fabricação de PCB é muito importante para qualquer pessoa envolvida na indústria eletrônica. Placas de circuito impresso, PCB, são amplamente utilizados como base para circuitos eletrônicos. Placas de circuito impresso são usadas para fornecer a base mecânica sobre a qual o circuito pode ser construído. Conseqüentemente, praticamente todos os circuitos usam placas de circuito impresso e são projetados e usados em quantidades de milhões..
Embora os PCBs sejam a base de praticamente todos os circuitos eletrônicos atuais, eles tendem a ser considerados garantidos. No entanto, a tecnologia nesta área da electrónica está a avançar. Os tamanhos das pistas estão diminuindo, o número de camadas nas placas está aumentando para acomodar o aumento da conectividade necessária, e as regras de design estão sendo melhoradas para garantir que dispositivos SMT menores possam ser manuseados e os processos de soldagem usados na produção possam ser acomodados. O processo de fabricação de PCB pode ser alcançado de várias maneiras e há uma série de variantes. Apesar das muitas pequenas variações, as principais etapas do processo de fabricação de PCB são as mesmas.
Constituintes do PCB: Placas de circuito impresso, PCB, pode ser feito de uma variedade de substâncias. O mais amplamente utilizado em uma forma de placa à base de fibra de vidro conhecida como FR4. Isto proporciona um grau razoável de estabilidade sob variação de temperatura e não quebra gravemente, embora não seja excessivamente caro. Outros materiais mais baratos estão disponíveis para os PCBs em produtos comerciais de baixo custo. Para projetos de radiofrequência de alto desempenho onde a constante dielétrica do substrato é importante, e baixos níveis de perda são necessários, então placas de circuito impresso baseadas em PTFE podem ser usadas, embora sejam muito mais difíceis de trabalhar.
Para fazer uma PCB com trilhas para os componentes, placa revestida de cobre é obtida pela primeira vez. Isto consiste no material do substrato, normalmente FR4, com revestimento de cobre normalmente em ambos os lados. Este revestimento de cobre consiste em uma fina camada de folha de cobre colada à placa. Esta ligação é normalmente muito boa para FR4, mas a própria natureza do PTFE torna isso mais difícil, e isso acrescenta dificuldade ao processamento de PCBs de PTFE.
Processo básico de fabricação de PCB: Com as placas PCB escolhidas e disponíveis, o próximo passo é criar as trilhas necessárias na placa e remover o cobre indesejado. A fabricação dos PCBs é normalmente realizada por meio de um processo de ataque químico. A forma mais comum de ataque usado com PCBs é o cloreto férrico.
Para obter o padrão correto de trilhas, um processo fotográfico é usado. Normalmente, o cobre nas placas de circuito impresso nuas é coberto com uma fina camada de material fotorresistente.. Em seguida, é exposto à luz através de um filme fotográfico ou máscara fotográfica detalhando as trilhas necessárias. Desta forma, a imagem das trilhas é passada para o fotorresistente. Com isso completo, o fotorresistente é colocado em um revelador de modo que apenas as áreas da placa onde os trilhos são necessários sejam cobertas pelo resist.
A próxima etapa do processo é colocar as placas de circuito impresso no cloreto férrico para gravar as áreas onde não são necessários trilhos ou cobre.. Conhecendo a concentração do cloreto férrico e a espessura do cobre na placa, ele é colocado na espuma de ataque e pelo tempo necessário. Se as placas de circuito impresso forem colocadas na gravação por muito tempo, então alguma definição é perdida, pois o cloreto férrico tenderá a prejudicar o fotorresistente.
Embora a maioria Placas PCB estão fabricando usando processamento fotográfico, outros métodos também estão disponíveis. Uma delas é usar uma fresadora especializada de alta precisão. A máquina é então controlada para moer o cobre nas áreas onde o cobre não é necessário. O controle é obviamente automatizado e conduzido a partir de arquivos gerados pelo software de design de PCB. Esta forma de fabricação de PCB não é adequada para grandes quantidades, mas é uma opção ideal em muitos casos onde são necessárias quantidades muito pequenas de um protótipo de PCB..
Outro método que às vezes é usado para um protótipo de PCB é imprimir tintas resistentes à corrosão no PCB usando um processo de serigrafia..
Placas de circuito impresso multicamadas: Com o aumento da complexidade dos circuitos eletrônicos, nem sempre é possível fornecer toda a conectividade necessária usando apenas os dois lados da PCB. Isso ocorre bastante comumente quando microprocessadores densos e outras placas similares estão sendo projetadas. Quando este for o caso, são necessárias placas multicamadas. Fabricação de placas de circuito impresso multicamadas, embora use os mesmos processos das placas de camada única, requer um grau consideravelmente maior de precisão e controle do processo de fabricação.
As placas são feitas usando placas individuais muito mais finas, um para cada camada, e estes são então unidos para produzir o PCB geral. À medida que o número de camadas aumenta, portanto, as placas individuais devem ficar mais finas para evitar que o PCB acabado fique muito grosso. Além disso, o registro entre as camadas deve ser muito preciso para garantir que todos os furos se alinhem.
Para unir as diferentes camadas, a placa é aquecida para curar o material de ligação. Isto pode levar a alguns problemas de warp. Grandes placas multicamadas podem ter uma deformação distinta se não forem projetadas corretamente. Isto pode ocorrer particularmente se, por exemplo, uma das camadas internas é um plano de potência ou um plano de terra. Embora isso por si só seja bom, se algumas áreas razoavelmente significativas tiverem que ser deixadas livres de cobre. Isso pode criar tensões dentro do PCB que podem levar à deformação.
Furos e vias de PCB:Buracos, frequentemente chamados de furos ou vias são necessários dentro de uma PCB para conectar as diferentes camadas em diferentes pontos. Furos também podem ser necessários para permitir que componentes com chumbo sejam montados na PCB. Além disso, alguns furos de fixação podem ser necessários. Normalmente as superfícies internas dos furos possuem camada de cobre para que conectem eletricamente as camadas da placa. Esses “banhado através de furos” são produzidos usando um processo de galvanização. Desta forma, as camadas da placa podem ser conectadas.
A perfuração é então realizada usando máquinas de perfuração controladas numericamente, os dados fornecidos pelo software de design CAD de PCB. É importante notar que reduzir o número de diferentes tamanhos de furos pode ajudar a reduzir o custo de fabricação da placa de circuito impresso.. Pode ser necessário que alguns furos existam apenas no centro da placa, por exemplo, quando as camadas internas da placa precisam ser conectadas. Esses “vias cegas” são perfurados nas camadas relevantes antes que as camadas de PCB sejam unidas.
Revestimento de solda PCB e resistência à solda: Quando um PCB é soldado é necessário manter as áreas que não serão soldadas protegidas por uma camada chamada resistência à solda.. A adição desta camada ajuda a evitar curtos-circuitos indesejados nas placas PCB causados pela solda. A resistência à solda normalmente consiste em uma camada de polímero e protege a placa contra solda e outros contaminantes. A cor da resistência de solda é normalmente verde profundo ou vermelho.
Para habilitar os componentes adicionados à placa, com chumbo ou SMT para soldar facilmente na placa, áreas expostas da placa são normalmente “estanhado” ou banhado com solda. Ocasionalmente placas, ou áreas das placas podem ser banhadas a ouro. Isto pode ser aplicável se alguns dedos de cobre forem usados para conexões de borda. Como o ouro não manchará, e oferece boa condutividade, proporciona uma boa conexão a baixo custo.
Serigrafia PCB:Muitas vezes é necessário imprimir texto e colocar outras pequenas identificações impressas em um PCB. Isso pode ajudar na identificação do conselho, e também na marcação de locais de componentes para auxiliar na localização de falhas, etc.. Uma serigrafia gerada pelo software de design de PCB é usada para adicionar as marcações à placa, após a conclusão dos outros processos de fabricação da placa nua.
Protótipo de PCB: Como parte de qualquer processo de desenvolvimento, normalmente é aconselhável fazer um protótipo antes de iniciar a produção total.. O mesmo se aplica às placas de circuito impresso, onde um protótipo de PCB normalmente é fabricado e testado antes da produção completa.. Normalmente, um protótipo de PCB precisará ser fabricado rapidamente, pois sempre há pressão para concluir a fase de design de hardware do desenvolvimento do produto. Como o objetivo principal do protótipo de PCB é testar o layout real, muitas vezes é aceitável usar um processo de fabricação de PCB ligeiramente diferente, pois apenas uma pequena quantidade de placas de protótipo de PCB será necessária. No entanto, é sempre aconselhável manter-se o mais próximo possível do processo final de fabricação da PCB para garantir que poucas alterações sejam feitas e poucos elementos novos sejam introduzidos na placa de circuito impresso final..
O processo de fabricação de PCB é um elemento essencial do ciclo de vida da produção de eletrônicos. A fabricação de PCB emprega muitas novas áreas de tecnologia e isso permitiu que melhorias significativas fossem feitas tanto na redução dos tamanhos dos componentes quanto nos trilhos usados, e na confiabilidade das placas.
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