O que é placa de circuito impresso (PCB) | Tudo que você precisa saber

"O PCB, também conhecido como placa de circuito impresso, é feito de diferentes folhas de um material não condutor, é usado para apoiar fisicamente e conectar os componentes com soquetes montados na superfície. Mas quais são as funções de uma placa PCB? Leia o seguinte conteúdo para obter mais informações úteis! ---- FMUSER "

Você está procurando respostas para as seguintes perguntas:

O que uma placa de circuito impresso faz?
Como é chamado um circuito impresso?
Do que é feita uma placa de circuito impresso?
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Por que é chamada de placa de circuito impresso?
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Como você identifica uma placa de circuito?
Como funciona uma placa de circuito?

Ou talvez você não tenha certeza se sabe as respostas para essas perguntas, mas não se preocupe, pois an especialista em eletrônica e engenharia de RF, FMUSER apresentará tudo o que você precisa saber sobre a placa PCB.

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Conteúdo

1) O que é uma placa de circuito impresso?
2) Por que é chamada de placa de circuito impresso?
3) Diferentes tipos de PCBs (placas de circuito impresso) 
4) Indústria de placas de circuito impresso em 2021
5) Do que é feita uma placa de circuito impresso?
6) Material fabricado projetado para PCBs mais populares
7) Componentes da placa de circuito impresso e como eles funcionam
8) Função de placa de circuito impresso - Por que precisamos de PCB?
9) Princípio de montagem de PCB: através do orifício vs montado na superfície

O que é uma placa de circuito impresso?

Informações Básicas de Placa de PCB

Apelido: PCB é conhecido como placa de circuito impresso (PWB) ou placa de fiação gravada (EWB), você também pode ligar para a placa PCB como Placa de circuito, PC Boardou PCB 

Definição: De um modo geral, uma placa de circuito impresso se refere a um placa fina ou uma folha plana de isolamento feito de diferentes folhas de um material não condutor, como fibra de vidro, epóxi composto ou outro material laminado, que é a base do tabuleiro usada para fisicamente apoiar e conectar o componentes de soquete montados na superfície como transistores, resistores e circuitos integrados na maioria dos eletrônicos. Se você considerar uma placa PCB como uma bandeja, então os "alimentos" na "bandeja" serão o circuito eletrônico, bem como outros componentes conectados a ela. PCB relaciona-se a muitas terminologias profissionais, você pode encontrar mais sobre terminologia PCB de sopro página!

Veja também: Glossário de terminologia PCB (para iniciantes) | Design PCB

Um PCB preenchido com componentes eletrônicos é chamado de conjunto de circuito impresso (PCA), Montagem da placa de circuito impresso or Montagem de PCB (PCBA), placas de circuito impresso (PWB) ou "placas de circuito impresso" (PWC), mas PCB-Printed Circuit Board (PCB) ainda é o nome mais comum.

A placa principal de um computador é chamada de "placa de sistema" ou "placa-mãe",

* O que é uma placa de circuito impresso?

De acordo com a Wikipedia, uma placa de circuito impresso se refere a:
"Uma placa de circuito impresso suporta mecanicamente e conecta eletricamente componentes elétricos ou eletrônicos usando trilhas condutoras, almofadas e outros recursos gravados de uma ou mais camadas de folha de cobre laminado em e / ou entre as camadas de folha de um substrato não condutor."

A maioria dos PCBs são planos e rígidos, mas substratos flexíveis podem permitir que as placas caibam em espaços complicados.

Uma coisa interessante é que, embora as placas de circuito mais comuns sejam feitas de plástico ou fibra de vidro e compostos de resina e usem vestígios de cobre, uma grande variedade de outros materiais pode ser usada. 

NOTA: PCB também pode significar "Bloco de Controle de Processo, "uma estrutura de dados em um kernel do sistema que armazena informações sobre um processo. Para que um processo seja executado, o sistema operacional deve primeiro registrar as informações sobre o processo no PCB.

Leia também: Processo de fabricação de PCB | 16 etapas para fazer uma placa PCB

A estrutura de uma placa PCB

Uma placa de circuito impresso é composta por diferentes camadas e materiais, que juntos realizam diferentes ações para trazer mais sofisticação aos circuitos modernos. Neste artigo, discutiremos todos os diferentes materiais de composição e itens da placa de circuito impresso em detalhes.

Uma placa de circuito impresso, como o exemplo da imagem, possui apenas uma camada condutora. Um PCB de camada única é muito restritivo; a realização do circuito não fará uso eficiente das áreas disponíveis, e o projetista pode ter dificuldade em criar as interconexões necessárias.

* A composição de uma placa PCB

O material de base ou substrato da placa de circuito impresso, onde todos os componentes e equipamentos da placa de circuito impresso são suportados, geralmente é de fibra de vidro. Se levados em consideração os dados de fabricação de PCB, o material mais popular para fibra de vidro é o FR4. O núcleo sólido FR4 fornece à placa de circuito impresso sua força, suporte, rigidez e espessura. Uma vez que existem diferentes tipos de placas de circuito impresso, como PCBs normais, PCBs flexíveis, etc., eles são construídos com plástico flexível de alta temperatura.

A incorporação de camadas condutoras adicionais torna o PCB mais compacto e fácil de projetar. Uma placa de duas camadas é uma grande melhoria em relação a uma placa de camada única, e a maioria dos aplicativos se beneficia de ter pelo menos quatro camadas. Uma placa de quatro camadas consiste na camada superior, na inferior e em duas camadas internas. (“Superior” e “inferior” podem não parecer uma terminologia científica típica, mas são, no entanto, as designações oficiais no mundo do design e fabricação de PCBs.)

Veja também: Design de PCB | Fluxograma do processo de fabricação de PCB, PPT e PDF

Por que é chamada de placa de circuito impresso?

Primeira placa PCB da história

A invenção da placa de circuito impresso é creditada a Paul Eisler, um inventor austríaco. Paul Eisler desenvolveu pela primeira vez a placa de circuito impresso quando estava trabalhando em um aparelho de rádio em 1936, mas as placas de circuito não foram usadas em massa até depois dos anos 1950. A partir de então, a popularidade dos PCBs começou a crescer rapidamente.

As placas de circuito impresso evoluíram de sistemas de conexão elétrica que foram desenvolvidos na década de 1850, embora o desenvolvimento que levou à invenção da placa de circuito possa ser rastreado desde a década de 1890. Tiras ou hastes de metal eram originalmente usadas para conectar grandes componentes elétricos montados em bases de madeira. 

*Tiras de metal usadas na conexão de componentes

Com o tempo, as tiras de metal foram substituídas por fios conectados a terminais de parafuso e as bases de madeira foram substituídas por chassis de metal. Porém, designs menores e mais compactos eram necessários devido às necessidades operacionais crescentes dos produtos que usavam placas de circuito.

Em 1925, Charles Ducas, dos Estados Unidos, apresentou um pedido de patente para um método de criação de um caminho elétrico diretamente em uma superfície isolada, imprimindo através de um estêncil com tintas eletricamente condutoras. Esse método deu origem ao nome de "fiação impressa" ou "circuito impresso".

* Patentes de placas de circuito impresso e Charles Ducas com o primeiro conjunto de rádio usando chassi de circuito impresso e bobina aérea. 

Mas a invenção da placa de circuito impresso é creditada a Paul Eisler, um inventor austríaco. Paul Eisler desenvolveu pela primeira vez a placa de circuito impresso quando estava trabalhando em um aparelho de rádio em 1936, mas as placas de circuito não foram usadas em massa até depois dos anos 1950. A partir de então, a popularidade dos PCBs começou a crescer rapidamente.

A História do Desenvolvimento de PCBs

● 1925: Charles Ducas, um inventor americano, patenteou o primeiro projeto de placa de circuito ao fazer o estêncil de materiais condutores em uma placa de madeira plana.
● 1936: Paul Eisler desenvolve a primeira placa de circuito impresso para uso em um aparelho de rádio.
● 1943: Eisler patenteia um projeto de PCB mais avançado que envolve a gravação dos circuitos em folha de cobre em substrato não condutor reforçado com vidro.
● 1944: Os Estados Unidos e a Grã-Bretanha trabalham juntos para desenvolver fusíveis de proximidade para uso em minas, bombas e projéteis de artilharia durante a Segunda Guerra Mundial.
● 1948: O Exército dos Estados Unidos libera tecnologia de PCB para o público, promovendo um amplo desenvolvimento.
● 1950: Os transistores são introduzidos no mercado de eletrônicos, reduzindo o tamanho geral dos eletrônicos, tornando mais fácil incorporar PCBs e melhorando drasticamente a confiabilidade dos eletrônicos.
● 1950-1960: Os PCBs evoluem para placas frente e verso com componentes elétricos em um lado e impressão de identificação no outro. As placas de zinco são incorporadas aos projetos de PCB e materiais e revestimentos resistentes à corrosão são implementados para evitar a degradação.
● 1960:  O circuito integrado - IC ou chip de silício - é introduzido em designs eletrônicos, colocando milhares e até dezenas de milhares de componentes em um único chip - melhorando significativamente a potência, velocidade e confiabilidade dos componentes eletrônicos que incorporam esses dispositivos. Para acomodar os novos ICs, o número de condutores em um PCB teve que aumentar dramaticamente, resultando em mais camadas dentro do PCB médio. E, ao mesmo tempo, como os chips IC são tão pequenos, os PCBs começam a ficar menores e as conexões de soldagem tornam-se mais difíceis.
● 1970: As placas de circuito impresso estão incorretamente associadas ao bifenil policlorado químico prejudicial ao meio ambiente, que também era abreviado como PCB na época. Essa confusão resulta em confusão pública e preocupações com a saúde da comunidade. Para reduzir a confusão, as placas de circuito impresso (PCBs) são renomeadas como placas de fiação impressa (PWB) até que as placas químicas de circuito impresso sejam eliminadas nos anos 1990.
● 1970 - 1980: Máscaras de solda de materiais poliméricos finos são desenvolvidas para facilitar a aplicação de solda nos circuitos de cobre sem fazer ponte entre os circuitos adjacentes, aumentando ainda mais a densidade do circuito. Um revestimento de polímero com imagem fotográfica é desenvolvido posteriormente e pode ser aplicado diretamente aos circuitos, seco e modificado por exposição fotográfica posteriormente, melhorando ainda mais a densidade do circuito. Este se torna um método de fabricação padrão para PCBs.
● década de 1980:  Uma nova tecnologia de montagem é desenvolvida, chamada de tecnologia de montagem em superfície - ou SMT, para abreviar. Anteriormente, todos os componentes do PCB tinham terminais de fio soldados em orifícios nos PCBs. Esses buracos ocuparam um espaço valioso que era necessário para roteamento de circuito adicional. Os componentes SMT foram desenvolvidos e rapidamente se tornaram o padrão de fabricação, que eram soldados diretamente em pequenas almofadas no PCB, sem a necessidade de orifícios. Os componentes SMT proliferaram rapidamente, tornando-se o padrão da indústria e trabalharam para substituir os componentes do orifício, novamente melhorando a potência funcional, o desempenho e a confiabilidade, bem como reduzindo os custos de fabricação eletrônica.
● 1990: Os PCBs continuam a diminuir de tamanho conforme o software de design e fabricação auxiliado por computador (CAD / CAM) se torna mais proeminente. O projeto de computadorização automatiza muitas etapas no projeto de PCB e facilita projetos cada vez mais complexos com componentes menores e mais leves. Os fornecedores de componentes trabalham simultaneamente para melhorar o desempenho de seus dispositivos, reduzir seu consumo elétrico, aumentar sua confiabilidade e, ao mesmo tempo, reduzir custos. Conexões menores permitem o rápido aumento da miniaturização do PCB.
● 2000: Os PCBs tornaram-se menores, mais leves, com contagens de camadas muito mais altas e mais complexos. Projetos de PCB de circuito flexível e multicamadas permitem muito mais funcionalidade operacional em dispositivos eletrônicos, com PCBs cada vez menores e de custo mais baixo.

Veja também: Como reciclar uma placa de circuito impresso residual? | Coisas que você deve saber

Diferente Tipos de PCBs (Pplacas de circuito impresso) 

Os PCBs são frequentemente classificados com base na frequência, no número de camadas e no substrato usado. Alguns tipos de choupo são discutidos abaixo:

● PCBs de um lado / PCBs de camada única
● PCBs de dupla face / PCBs de camada dupla
● PCBs multicamadas
● PCBs flexíveis
● PCBs rígidos
● PCBs Rigid-Flex
● PCBs de alta frequência
● PCBs de alumínio

1. PCBs de um lado / PCBs de camada única
As placas de circuito impresso de um lado são o tipo básico de placas de circuito, que contêm apenas uma camada de substrato ou material de base. Um lado do material de base é revestido com uma fina camada de metal. O cobre é o revestimento mais comum devido ao seu bom funcionamento como condutor elétrico. Esses PCBs também contêm uma máscara protetora de solda, que é aplicada na parte superior da camada de cobre junto com uma camada de serigrafia. 

* Diagrama de PCB de camada única

Algumas vantagens oferecidas por PCBs de um lado são:
● PCBs de um lado são utilizados para produção de volume e têm baixo custo.
● Esses PCBs são utilizados para circuitos simples, como sensores de potência, relés, sensores e brinquedos eletrônicos.

O modelo de baixo custo e alto volume significa que eles são comumente usados ​​para uma variedade de aplicações, incluindo calculadoras, câmeras, rádio, equipamento estéreo, unidades de estado sólido, impressoras e fontes de alimentação.

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2. PCBs de dupla face / PCBs de camada dupla
Os PCBs de dupla face possuem ambos os lados do substrato com uma camada condutora de metal. Orifícios na placa de circuito permitem que as peças de metal sejam fixadas de um lado ao outro. Esses PCBs conectam os circuitos em qualquer um dos dois esquemas de montagem, ou seja, tecnologia de orifício e tecnologia de montagem em superfície. A tecnologia de furo passante envolve a inserção de componentes de chumbo através dos furos pré-perfurados na placa de circuito, que são soldados às almofadas nos lados opostos. A tecnologia de montagem em superfície envolve componentes elétricos a serem colocados diretamente na superfície das placas de circuito. 

* Diagrama de PCB de camada dupla

As vantagens oferecidas pelos PCBs de dupla face são:
● A montagem em superfície permite que mais circuitos sejam fixados à placa em comparação com a montagem através do orifício.
● Esses PCBs são utilizados em uma ampla variedade de aplicações, incluindo sistemas de telefonia móvel, monitoramento de energia, equipamentos de teste, amplificadores e muitos outros.

PCBs de montagem em superfície não utilizam fios como conectores. Em vez disso, muitos cabos pequenos são soldados diretamente à placa, o que significa que a própria placa é usada como uma superfície de fiação para os diferentes componentes. Isso permite que os circuitos sejam concluídos usando menos espaço, liberando espaço para permitir que a placa conclua mais funções, geralmente em velocidades mais altas e mais leve do que uma placa através do orifício permitiria.

Os PCBs de dupla face são normalmente usados ​​em aplicações que requerem um nível intermediário de complexidade de circuito, como controles industriais, fontes de alimentação, instrumentação, sistemas HVAC, iluminação LED, painéis automotivos, amplificadores e máquinas de venda automática.

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3. PCBs multicamadas
Os PCBs multicamadas têm placas de circuito impresso, que compreendem mais de duas camadas de cobre, como 4L, 6L, 8L, etc. Esses PCBs expandem a tecnologia usada em PCBs de dupla face. Várias camadas de uma placa de substrato e materiais isolantes separam as camadas em PCBs multicamadas. Os PCBs são compactos e oferecem benefícios de peso e espaço. 

* Diagrama de PCB multicamadas

Algumas vantagens oferecidas por PCBs multicamadas são:
● Os PCBs multicamadas oferecem um alto nível de flexibilidade de design.
● Esses PCBs desempenham um papel importante em circuitos de alta velocidade. Eles fornecem mais espaço para padrões de condutores e potência.

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4. PCBs flexíveis
Os PCBs flexíveis são construídos em um material de base flexível. Esses PCBs vêm em formatos de um lado, dois lados e multicamadas. Isso ajuda a reduzir a complexidade dentro da montagem do dispositivo. Ao contrário dos PCBs rígidos, que usam materiais imóveis como a fibra de vidro, as placas de circuito impresso flexíveis são feitas de materiais que podem se flexionar e se mover, como o plástico. Como os PCBs rígidos, os PCBs flexíveis vêm em formatos simples, duplos ou multicamadas. Como eles precisam ser impressos em um material flexível, o PCB flexível custa mais para ser fabricado.

* Diagrama de PCB flexível

Ainda assim, os PCBs flexíveis oferecem muitas vantagens sobre os PCBs rígidos. A mais importante dessas vantagens é o fato de serem flexíveis. Isso significa que eles podem ser dobrados sobre as bordas e enrolados nos cantos. Sua flexibilidade pode levar a economias de custo e peso, uma vez que um único PCB flexível pode ser usado para cobrir áreas que podem receber vários PCBs rígidos.

Os PCBs flexíveis também podem ser usados ​​em áreas que podem estar sujeitas a riscos ambientais. Para fazer isso, eles são simplesmente construídos com materiais que podem ser à prova d'água, à prova de choque, resistentes à corrosão ou resistentes a óleos de alta temperatura - uma opção que os PCBs rígidos tradicionais podem não ter.

Algumas vantagens oferecidas por esses PCBs são:
● Os PCBs flexíveis ajudam a diminuir o tamanho da placa, o que os torna ideais para várias aplicações onde é necessária alta densidade de rastreamento de sinal.
● Esses PCBs são projetados para condições de trabalho, onde a temperatura e a densidade são a principal preocupação.

Os PCBs flexíveis também podem ser usados ​​em áreas que podem estar sujeitas a riscos ambientais. Para fazer isso, eles são simplesmente construídos com materiais que podem ser à prova d'água, à prova de choque, resistentes à corrosão ou resistentes a óleos de alta temperatura - uma opção que os PCBs rígidos tradicionais podem não ter.

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5. PCBs rígidos
PCBs rígidos referem-se aos tipos de PCBs cujo material de base é fabricado a partir de um material sólido e que não pode ser dobrado. Os PCBs rígidos são feitos de um material de substrato sólido que evita que a placa se torça. Possivelmente, o exemplo mais comum de um PCB rígido é uma placa-mãe de computador. A placa-mãe é uma placa de circuito impresso multicamadas projetada para alocar eletricidade da fonte de alimentação e, ao mesmo tempo, permitir a comunicação entre todas as várias partes do computador, como CPU, GPU e RAM.

*Os PCBs rígidos podem ser qualquer coisa, desde um simples PCB de camada única até um PCB de oito ou dez camadas multicamadas

Os PCBs rígidos constituem talvez o maior número de PCBs fabricados. Esses PCBs são usados ​​em qualquer lugar em que seja necessário que o próprio PCB seja configurado em um formato e permaneça assim pelo resto da vida útil do dispositivo. Os PCBs rígidos podem ser qualquer coisa, desde um simples PCB de camada única até um PCB de oito ou dez camadas multicamadas.

Todos os PCBs rígidos têm construções de camada única, camada dupla ou multicamadas, portanto, todos compartilham os mesmos aplicativos.

● Esses PCBs são compactos, o que garante a criação de uma variedade de circuitos complexos ao seu redor.

● As placas de circuito impresso rígidas oferecem fácil reparo e manutenção, pois todos os componentes estão claramente identificados. Além disso, os caminhos de sinal são bem organizados.

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6. PCBs Rigid-Flex
Os PCBs rígidos e flexíveis são uma combinação de placas de circuito rígidas e flexíveis. Eles compreendem várias camadas de circuitos flexíveis conectados a mais de uma placa rígida.

* Diagrama de PCB Flex-rigid

Algumas vantagens oferecidas por esses PCBs são:
● Esses PCBs são construídos com precisão. Portanto, é usado em várias aplicações médicas e militares.
● Por serem leves, esses PCBs oferecem 60% de economia de peso e espaço.

Os PCBs flex-rígidos são mais freqüentemente encontrados em aplicações onde espaço ou peso são as principais preocupações, incluindo telefones celulares, câmeras digitais, marca-passos e automóveis.

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7. PCBs de alta frequência
Os PCBs de alta frequência são usados ​​na faixa de frequência de 500 MHz a 2 GHz. Esses PCBs são usados ​​em várias aplicações críticas de frequência, como sistemas de comunicação, PCBs de micro-ondas, PCBs de microfita, etc.

Os materiais de PCB de alta frequência geralmente incluem laminado de epóxi reforçado com vidro de grau FR4, resina de óxido de polifenileno (PPO) e Teflon. O teflon é uma das opções mais caras disponíveis por causa de sua constante dielétrica pequena e estável, pequenas quantidades de perda dielétrica e baixa absorção de água em geral.

* PCBs de alta frequência são placas de citcuit projetadas para transmitir sinais em um giaghertz

Muitos aspectos precisam ser considerados ao escolher uma placa de PCB de alta frequência e seu tipo correspondente de conector de PCB, incluindo constante dielétrica (DK), dissipação, perda e espessura dielétrica.

O mais importante deles é o Dk do material em questão. Os materiais com alta probabilidade de alteração da constante dielétrica costumam ter alterações na impedância, o que pode interromper os harmônicos que compõem um sinal digital e causar uma perda geral da integridade do sinal digital - uma das coisas para as quais os PCBs de alta frequência são projetados evitar.

Outras coisas a serem consideradas ao escolher as placas e os tipos de conectores de PC a serem usados ​​ao projetar uma PCB de alta frequência são:

● Perda dielétrica (DF), que afeta a qualidade da transmissão do sinal. Uma quantidade menor de perda dielétrica pode causar uma pequena perda de sinal.
● Expansão térmica. Se as taxas de expansão térmica dos materiais usados ​​para construir o PCB, como folha de cobre, não forem as mesmas, os materiais podem se separar devido às mudanças na temperatura.
● Absorção de água. A ingestão de grandes quantidades de água afetará a constante dielétrica e a perda dielétrica do PCB, especialmente se for usado em ambientes úmidos.
● Outras resistências. Os materiais utilizados na construção de uma PCB de alta frequência devem ser classificados com alta resistência ao calor, resistência ao impacto e resistência a produtos químicos perigosos, conforme necessário.

FMUSER é o especialista na fabricação de PCBs de alta frequência, oferecemos não apenas PCBs de baixo custo, mas também suporte online para o design de seus PCBs, Contacte-nos para mais informações!

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8. PCBs com suporte de alumínio
Esses PCBs são usados ​​em aplicações de alta potência, pois a construção em alumínio ajuda na dissipação de calor. PCBs com suporte de alumínio são conhecidos por oferecer um alto nível de rigidez e um baixo nível de expansão térmica, o que os torna ideais para aplicações com alta tolerância mecânica. 

* Diagrama de PCB de alumínio

Algumas vantagens oferecidas por esses PCBs são:

▲ Baixo custo. O alumínio é um dos metais mais abundantes na Terra, representando 8.23% do peso do planeta. O alumínio é fácil e barato de minerar, o que ajuda a cortar gastos no processo de fabricação. Assim, construir produtos com alumínio é menos caro.
▲ Ecologicamente correto. O alumínio não é tóxico e é facilmente reciclável. Devido à facilidade de montagem, fabricar placas de circuito impresso em alumínio também é uma boa forma de economizar energia.
▲ Dissipação de calor. O alumínio é um dos melhores materiais disponíveis para dissipar o calor dos componentes essenciais das placas de circuito. Em vez de dispersar o calor no restante da placa, ele transfere o calor para o ar livre. O PCB de alumínio esfria mais rápido do que um PCB de cobre de tamanho equivalente.
▲ Durabilidade do material. O alumínio é muito mais durável do que materiais como fibra de vidro ou cerâmica, especialmente para testes de queda. O uso de materiais de base mais resistentes ajuda a reduzir os danos durante a fabricação, transporte e instalação.

Todas essas vantagens tornam a PCB de alumínio uma excelente escolha para aplicações que requerem altas saídas de energia dentro de tolerâncias muito restritas, incluindo semáforos, iluminação automotiva, fontes de alimentação, controladores de motor e circuitos de alta corrente.

Além de LEDs e fontes de alimentação. Os PCBs com suporte de alumínio também podem ser usados ​​em aplicações que requerem um alto grau de estabilidade mecânica ou onde o PCB pode estar sujeito a altos níveis de estresse mecânico. Eles estão menos sujeitos à expansão térmica do que uma placa à base de fibra de vidro, o que significa que os outros materiais na placa, como folha de cobre e isolamento, terão menos probabilidade de se desprender, aumentando ainda mais a vida útil do produto.

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Indústria de placas de circuito impresso em 2021

O mercado global de PCBs pode ser segmentado com base no tipo de produto em flex (FPCB flexível e PCB rígido-flex), substrato de IC, interconexão de alta densidade (HDI) e outros. Com base no tipo laminado de PCB, o mercado pode ser dividido em PR4, epóxi de alta Tg e poliimida. O mercado pode ser dividido com base nas aplicações em produtos eletrônicos de consumo, automotivos, médicos, industriais e militares / aeroespaciais, etc.

O crescimento do mercado de PCB durante o período histórico foi apoiado por vários fatores, como o mercado de eletrônicos de consumo em expansão, crescimento na indústria de dispositivos de saúde, maior necessidade de PCB dupla face, um aumento na demanda por recursos de alta tecnologia automotivos , e aumento da renda disponível. O mercado também enfrenta alguns desafios, como controles rígidos da cadeia de suprimentos e inclinação para componentes COTS.

O mercado de placas de circuito impresso deve registrar um CAGR de 1.53% durante o período de previsão (2021 - 2026) e foi avaliado em US $ 58.91 bilhões em 2020, e está projetado para valer US $ 75.72 bilhões em 2026 durante o período de 2021- 2026. O mercado experimentou um rápido crescimento nos últimos anos, principalmente devido ao desenvolvimento contínuo de dispositivos eletrônicos de consumo e à crescente demanda por PCBs em todos os equipamentos eletrônicos e elétricos.

A adoção de PCBs em veículos conectados também acelerou o mercado de PCBs. São veículos totalmente equipados com tecnologias com e sem fio, o que permite que os veículos se conectem a dispositivos de computação como smartphones com facilidade. Com essa tecnologia, os motoristas podem desbloquear seus veículos, iniciar sistemas de controle de temperatura remotamente, verificar o status da bateria de seus carros elétricos e rastrear seus carros usando smartphones.

A proliferação da tecnologia 5G, PCB impresso em 3D, outras inovações como o PCB biodegradável e o aumento no uso de PCB em tecnologias vestíveis e atividades de fusões e aquisições (M&A) são algumas das últimas tendências existentes no mercado.

Além disso, a demanda por dispositivos eletrônicos, como smartphones, smartwatches e outros dispositivos, também impulsionou o crescimento do mercado. Por exemplo, de acordo com o estudo US Consumer Technology Sales and Forecast, conduzido pela Consumer Technology Association (CTA), a receita gerada por smartphones foi avaliada em US $ 79.1 bilhões e US $ 77.5 bilhões em 2018 e 2019, respectivamente.

A impressão 3D provou ser parte integrante de uma das grandes inovações do PCB recentemente. Espera-se que a eletrônica impressa em 3D, ou PEs 3D, revolucionem a maneira como os sistemas elétricos são projetados no futuro. Esses sistemas criam circuitos 3D imprimindo um item de substrato camada por camada e, em seguida, adicionando uma tinta líquida sobre ele que contém funcionalidades eletrônicas. As tecnologias de montagem em superfície podem então ser adicionadas para criar o sistema final. 3D PE pode potencialmente fornecer imensos benefícios técnicos e de fabricação para empresas de fabricação de circuitos e seus clientes, especialmente em comparação com PCBs 2D tradicionais.

Com a eclosão do COVID-19, a produção de placas de circuito impresso foi impactada por constrangimentos e atrasos na região Ásia-Pacífico, especialmente na China, durante os meses de janeiro e fevereiro. As empresas não fizeram grandes mudanças em suas capacidades de produção, mas a fraca demanda na China apresenta alguns problemas de cadeia de abastecimento. O relatório da Semiconductor Industry Association (SIA), em fevereiro, indicou possíveis impactos comerciais de longo prazo fora da China relacionados ao COVID-19. O efeito da redução da demanda pode se refletir na receita das empresas no 2T20.

O crescimento do mercado de PCB está fortemente ligado à economia global e à tecnologia estrutural como smartphones, 4G / 5G e data centers. A queda do mercado em 2020 é esperada devido ao impacto da Covid-19. A pandemia freou a fabricação de eletrônicos de consumo, smartphones e automóveis e, assim, diminuiu a demanda por PCBs. O mercado apresentaria recuperação gradual devido à retomada das atividades manufatureiras para dar um impulso à economia global.

Do que é feita uma placa de circuito impresso?

O PCB é geralmente feito de quatro camadas de material unidas por calor, pressão e outros métodos. Quatro camadas de um PCB são feitas de substrato, cobre, máscara de solda e serigrafia.

Cada placa será diferente, mas a maioria compartilhará alguns dos elementos. Aqui estão alguns dos materiais mais comuns usados ​​na fabricação de placas de circuito impresso:

Os seis componentes básicos de uma placa de circuito impresso padrão são:

● A camada central - contém resina epóxi reforçada com fibra de vidro
● Uma camada condutora - contém vestígios e almofadas para compor o circuito (geralmente com cobre, ouro, prata)
● Camada de máscara de solda - tinta de polímero fina
● Sobreposição de serigrafia - tinta especial que mostra as referências dos componentes
● Uma solda de estanho - usada para anexar componentes a orifícios ou almofadas de montagem em superfície

Pré-impregnado
Prepreg é um tecido de vidro fino que é revestido com resina e seco, em máquinas especiais chamadas tratadores de prepreg. O vidro é o substrato mecânico que mantém a resina no lugar. A resina - geralmente FR4 epóxi, poliimida, Teflon e outros - começa como um líquido que é revestido no tecido. Conforme o pré-impregnado passa pelo tratador, ele entra em uma seção do forno e começa a secar. Assim que sai do tratador, está seco ao toque.

Quando o pré-impregnado é exposto a temperaturas mais altas, geralmente acima de 300º Fahrenheit, a resina começa a amolecer e derreter. Uma vez que a resina no pré-impregnado derrete, ela atinge um ponto (denominado termoendurecível) onde então endurece novamente para se tornar rígida novamente e muito, muito forte. Apesar dessa resistência, o pré-impregnado e o laminado tendem a ser muito leves. Folhas pré-impregnadas, ou fibra de vidro, são usadas para fabricar muitas coisas - de barcos a tacos de golfe, aeronaves e pás de turbinas eólicas. Mas também é crítico na fabricação de PCBs. Folhas pré-impregnadas são o que usamos para colar o PCB e também são usadas para construir o segundo componente de um PCB - laminado.

* Empilhamento de PCB-diagrama de visão lateral

Laminado
Os laminados, às vezes chamados de laminados revestidos de cobre, são criados pela cura sob altas temperaturas e camadas de tecido de pressão com uma resina termoendurecível. Este processo forma a espessura uniforme que é essencial para o PCB. Uma vez que a resina endurece, os laminados de PCB são como um composto de plástico, com folhas de folha de cobre em ambos os lados. Se sua placa tiver uma contagem de camadas alta, o laminado deve ser feito de vidro tecido para estabilidade dimensional. 

PCB compatível com RoHS
Os PCBs em conformidade com a RoHS são aqueles que seguem a Restrição de Substâncias Perigosas da União Europeia. A proibição diz respeito ao uso de chumbo e outros metais pesados ​​em produtos de consumo. Todas as partes do tabuleiro devem estar livres de chumbo, mercúrio, cádmio e outros metais pesados.

Máscara de solda
Soldermask é o revestimento epóxi verde que cobre os circuitos nas camadas externas da placa. Os circuitos internos são enterrados nas camadas de prepreg, portanto, não precisam ser protegidos. Mas as camadas externas, se deixadas desprotegidas, irão oxidar e corroer com o tempo. Soldermask fornece essa proteção para os condutores do lado de fora do PCB.

Nomenclatura - Silkscreen
Nomenclatura, ou às vezes chamada de silkscreen, são as letras brancas que você vê no topo do revestimento da máscara de solda em um PCB. A serigrafia é geralmente a camada final da placa, o que permite ao fabricante da placa de circuito impresso escrever etiquetas nas áreas importantes da placa. É uma tinta especial que mostra os símbolos e referências de componentes para as localizações dos componentes durante o processo de montagem. Nomenclatura é a inscrição que mostra onde cada componente é inserido na placa e, às vezes, também fornece a orientação do componente. 

Ambas as máscaras de solda e nomenclatura são normalmente verdes e brancas, embora você possa ver outras cores como vermelho, amarelo, cinza e preto usadas, essas são as mais populares.

Soldermask protege todos os circuitos nas camadas externas do PCB, onde não temos a intenção de anexar componentes. Mas também precisamos proteger os orifícios e almofadas de cobre expostos onde planejamos soldar e montar os componentes. Para proteger essas áreas e fornecer um bom acabamento soldável, geralmente usamos revestimentos metálicos, como níquel, ouro, solda de estanho / chumbo, prata e outros acabamentos finais projetados apenas para fabricantes de PCB.

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Material fabricado projetado para PCBs mais populares

Os projetistas de PCB enfrentam vários recursos de desempenho quando analisam a seleção de materiais para seu projeto. Algumas das considerações mais populares são:

Constante dielétrica - um indicador chave de desempenho elétrico
Retardância de chama - crítico para a qualificação UL (veja acima)
Temperaturas de transição vítrea mais altas (Tg) - para suportar o processamento de montagem em temperatura mais alta
Fatores de perda mitigados - importante em aplicações de alta velocidade, onde a velocidade do sinal é valorizada
Força mecânica incluindo cisalhamento, tração e outros atributos mecânicos que podem ser exigidos do PCB quando colocado em serviço
Performance térmica - uma consideração importante em ambientes de serviço elevados
estabilidade dimensional - ou quanto o material se move, e com que consistência ele se move, durante a fabricação, ciclos térmicos ou exposição à umidade

Aqui estão alguns dos materiais mais populares usados ​​na fabricação de placas de circuito impresso:

O substrato: laminado epóxi FR4 e pré-impregnado - fibra de vidro
FR4 é o material de substrato de PCB mais popular do mundo. A denotação 'FR4' descreve uma classe de materiais que atendem a certos requisitos definidos pelos padrões NEMA LI 1-1998. Os materiais FR4 têm boas características térmicas, elétricas e mecânicas, bem como uma relação resistência / peso favorável que os torna ideais para a maioria das aplicações eletrônicas. Os laminados e pré-impregnados FR4 são feitos de tecido de vidro, resina epóxi e geralmente são o material de PCB de menor custo disponível. Também pode ser feito de materiais flexíveis que às vezes também podem ser esticados. 

É especialmente popular para PCBs com contagens de camadas inferiores - construções simples, de dois lados em multicamadas, geralmente com menos de 14 camadas. Além disso, a resina epóxi de base pode ser misturada com aditivos que podem melhorar significativamente seu desempenho térmico, desempenho elétrico e sobrevivência / classificação de chama UL - melhorar significativamente sua capacidade de ser usado em contagens de camadas mais altas cria aplicações de maior estresse térmico e maior desempenho elétrico a um custo menor para projetos de circuitos de alta velocidade. Os laminados e pré-impregnados FR4 são muito versáteis, adaptáveis ​​com técnicas de fabricação amplamente aceitas com rendimentos previsíveis.

Laminados de poliimida e pré-impregnado
Os laminados de poliimida oferecem desempenho em temperatura mais alta do que os materiais FR4, bem como uma ligeira melhora nas propriedades de desempenho elétrico. Os materiais de poliimidas custam mais do que o FR4, mas oferecem maior capacidade de sobrevivência em ambientes agressivos e com temperaturas mais altas. Eles também são mais estáveis ​​durante a ciclagem térmica, com menos características de expansão, tornando-os adequados para construções de contagem de camadas mais altas.

Laminados de Teflon (PTFE) e camadas de ligação
Os laminados de teflon e os materiais de ligação oferecem excelentes propriedades elétricas, tornando-os ideais para aplicações de circuitos de alta velocidade. Os materiais de teflon são mais caros do que a poliimida, mas fornecem aos projetistas os recursos de alta velocidade de que precisam. Os materiais de teflon podem ser revestidos em tecido de vidro, mas também podem ser fabricados como um filme sem suporte ou com cargas especiais e aditivos para melhorar as propriedades mecânicas. A fabricação de PCBs de Teflon geralmente requer uma força de trabalho exclusivamente qualificada, equipamento e processamento especializados e uma antecipação de rendimentos de fabricação mais baixos.

Laminados flexíveis
Os laminados flexíveis são finos e fornecem a capacidade de dobrar o design eletrônico, sem perder a continuidade elétrica. Eles não têm tecido de vidro como suporte, mas são construídos em filme plástico. Eles são igualmente eficazes dobrados em um dispositivo para um único cabo flexível para instalar a aplicação, pois são flexíveis dinâmicos, onde os circuitos serão dobrados continuamente durante a vida útil do dispositivo. Os laminados flexíveis podem ser feitos de materiais de alta temperatura, como poliimida e LCP (polímero de cristal líquido), ou materiais de custo muito baixo, como poliéster e PEN. Como os laminados flexíveis são muito finos, a fabricação de circuitos flexíveis também pode exigir uma força de trabalho especialmente qualificada, equipamento e processamento especializados e uma antecipação de menores rendimentos de fabricação.

Outros

Existem muitos outros laminados e materiais de ligação no mercado, incluindo BT, éster de cianato, cerâmica e sistemas misturados que combinam resinas para obter características de desempenho elétrico e / ou mecânico distintas. Como os volumes são muito mais baixos do que FR4 e a fabricação pode ser muito mais difícil, eles geralmente são considerados alternativas caras para projetos de PCB.

O processo de montagem da placa de circuito impresso é complexo, envolvendo interação com muitos componentes pequenos e conhecimento detalhado das funções e posicionamento de cada peça. Uma placa de circuito não funcionará sem seus componentes elétricos. Além disso, diferentes componentes são usados ​​dependendo do dispositivo ou produto ao qual se destina. Como tal, é importante ter um conhecimento profundo dos diferentes componentes que entram na montagem da placa de circuito impresso.

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Componentes da placa de circuito impresso e como eles funcionam
Os seguintes 13 componentes comuns são usados ​​na maioria das placas de circuito impresso:

● resistores
● Transistores
● capacitores
● indutores
● Diodos
● transformadores
● Circuitos integrados
● Osciladores de cristal
● Potenciômetro
● SCR (retificador controlado por silício)
● Sensores
● Interruptores / relés
● Baterias

1. Resistores - Controle de Energia 
Os resistores são um dos componentes mais comumente usados ​​em PCBs e são provavelmente os mais simples de entender. Sua função é resistir ao fluxo de corrente dissipando energia elétrica na forma de calor. Sem resistores, outros componentes podem não ser capazes de lidar com a tensão e isso pode resultar em sobrecarga. Eles vêm em uma infinidade de tipos diferentes, feitos de uma variedade de materiais diferentes. O resistor clássico mais familiar para o aquarista são os resistores de estilo 'axial' com terminais em ambas as extremidades e o corpo inscrito com anéis coloridos.

2. Transistores - Amplificador de Energia
Os transistores são cruciais para o processo de montagem da placa de circuito impresso devido à sua natureza multifuncional. Eles são dispositivos semicondutores que podem conduzir e isolar e podem atuar como interruptores e amplificadores. Eles são menores em tamanho, têm uma vida útil relativamente longa e podem operar em fontes de tensão mais baixas com segurança, sem uma corrente de filamento. Os transistores vêm em dois tipos: transistores de junção bipolar (BJT) e transistores de efeito de campo (FET).

3. Capacitores - armazenamento de energia
Capacitores são componentes eletrônicos passivos de dois terminais. Eles agem como baterias recarregáveis ​​- para reter temporariamente a carga elétrica e liberá-la sempre que mais energia for necessária em outro lugar do circuito. 

Você pode fazer isso coletando cargas opostas em duas camadas condutoras separadas por um material isolante ou dielétrico. 

Os capacitores são frequentemente classificados de acordo com o condutor ou material dielétrico, o que dá origem a muitos tipos com características variadas, desde capacitores eletrolíticos de alta capacitância, diversos capacitores de polímero até os capacitores de disco de cerâmica mais estáveis. Alguns têm aparência semelhante a resistores axiais, mas o capacitor clássico é um estilo radial com os dois terminais saindo da mesma extremidade.

4. Indutores - Aumento de Energia
Indutores são componentes eletrônicos passivos de dois terminais que armazenam energia (em vez de armazenar energia eletrostática) em um campo magnético quando uma corrente elétrica passa por eles. Indutores são usados ​​para bloquear correntes alternadas enquanto permitem a passagem de correntes diretas. 

Indutores são freqüentemente usados ​​para filtrar ou bloquear certos sinais, por exemplo, bloqueando interferência em equipamento de rádio ou usados ​​em conjunto com capacitores para fazer circuitos sintonizados, para manipular sinais AC em fontes de alimentação comutadas, ou seja. Receptor de TV.

5. Diodos - Redirecionamento de energia 
Diodos são componentes semicondutores que atuam como interruptores unidirecionais para correntes. Eles permitem que as correntes passem facilmente em uma direção que permite que a corrente flua em apenas uma direção, do ânodo (+) para o cátodo (-), mas restringe as correntes de fluir na direção oposta, o que poderia causar danos.

O diodo mais popular entre os entusiastas é o diodo emissor de luz ou LED. Como a primeira parte do nome sugere, são usados ​​para emitir luz, mas quem já tentou soldar sabe, é um diodo, por isso é importante acertar a orientação, caso contrário, o LED não acenderá .

6. Transformadores - Transferência de energia
A função dos transformadores é transferir energia elétrica de um circuito para outro, com aumento ou diminuição da tensão. Os transformadores gerais transferem energia de uma fonte para outra por meio de um processo denominado "indução". Assim como os resistores, eles regulam tecnicamente a corrente. A maior diferença é que eles fornecem mais isolamento elétrico do que resistência controlada, “transformando” a tensão. Você pode ter visto grandes transformadores industriais em postes telegráficos; estes reduzem a voltagem das linhas de transmissão aéreas, normalmente várias centenas de milhares de volts, para as poucas centenas de volts normalmente necessárias para uso doméstico.

Os transformadores de PCB consistem em dois ou mais circuitos indutivos separados (chamados enrolamentos) e um núcleo de ferro macio. O enrolamento primário é para o circuito da fonte - ou de onde a energia virá - e o enrolamento secundário é para o circuito receptor - para onde a energia está indo. Os transformadores dividem grandes quantidades de tensão em correntes menores e mais gerenciáveis ​​para não sobrecarregar ou sobrecarregar o equipamento.

7. Circuitos integrados - usinas de força
ICs ou circuitos integrados são circuitos e componentes que foram encolhidos em wafers de material semicondutor. O grande número de componentes que cabem em um único chip é o que deu origem às primeiras calculadoras e agora poderosos computadores, de smartphones a supercomputadores. Geralmente são os cérebros de um circuito mais amplo. O circuito é tipicamente envolto em um invólucro de plástico preto que pode vir em todos os formatos e tamanhos e ter contatos visíveis, sejam eles condutores que se estendem para fora do corpo ou blocos de contato diretamente sob como chips BGA, por exemplo.

8. Osciladores de cristal - temporizadores precisos
Os osciladores de cristal fornecem o relógio em muitos circuitos que requerem elementos de temporização precisos e estáveis. Eles produzem um sinal eletrônico periódico fazendo com que um material piezoelétrico, o cristal, oscile fisicamente, daí o nome. Cada oscilador de cristal é projetado para vibrar em uma frequência específica e é mais estável, econômico e tem um fator de forma pequeno em comparação com outros métodos de temporização. Por esse motivo, eles são comumente usados ​​como temporizadores precisos para microcontroladores ou, mais comumente, em relógios de pulso de quartzo.

9. Potenciômetros - Resistência Variada
Os potenciômetros são uma forma de resistor variável. Eles estão comumente disponíveis nos tipos rotativo e linear. Girando o botão de um potenciômetro rotativo, a resistência é variada conforme o contato deslizante é movido sobre um resistor semicircular. Um exemplo clássico de potenciômetros rotativos é o controlador de volume em rádios, onde o potenciômetro rotativo controla a quantidade de corrente para o amplificador. O potenciômetro linear é o mesmo, exceto que a resistência é variada movendo o contato do controle deslizante no resistor linearmente. Eles são ótimos quando o ajuste fino é necessário no campo.  

10. SCR (retificador controlado por silício) - Controle de alta corrente
Também conhecidos como tiristores, os retificadores controlados por silício (SCR) são semelhantes aos transistores e diodos - na verdade, eles são essencialmente dois transistores trabalhando juntos. Eles também têm três terminais, mas consistem em quatro camadas de silício em vez de três e funcionam apenas como interruptores, não amplificadores. Outra diferença importante é que apenas um único pulso é necessário para ativar a chave, enquanto a corrente deve ser aplicada continuamente no caso de um único transistor. Eles são mais adequados para comutar grandes quantidades de energia.

11. Sensores
Sensores são dispositivos cuja função é detectar mudanças nas condições ambientais e gerar um sinal elétrico correspondente a essa mudança, que é enviado a outros componentes eletrônicos do circuito. Os sensores convertem energia de um fenômeno físico em energia elétrica e, portanto, eles são, na verdade, transdutores (convertem energia de uma forma em outra). Eles podem ser qualquer coisa, desde um tipo de resistor em um detector de temperatura de resistência (RTD) a LEDs que detectam sinais de entrada, como em um controle remoto de televisão. Existe uma grande variedade de sensores para vários estímulos ambientais, por exemplo, umidade, luz, qualidade do ar, toque, som, umidade e sensores de movimento.

12. Interruptores e relés - Botões de energia
Um componente básico e facilmente esquecido, a chave é simplesmente um botão liga / desliga para controlar o fluxo de corrente no circuito, alternando entre um circuito aberto ou fechado. Eles variam um pouco na aparência física, desde o controle deslizante, rotativo, botão de pressão, alavanca, alternador, interruptores de chave e a lista continua. Da mesma forma, um relé é uma chave eletromagnética operada por meio de um solenóide, que se torna uma espécie de ímã temporário quando a corrente flui através dele. Eles funcionam como interruptores e também podem amplificar pequenas correntes para correntes maiores.

13. Baterias - Fornecimento de energia
Em teoria, todo mundo sabe o que é uma bateria. Talvez o componente mais comprado desta lista, as baterias são usadas por mais do que apenas engenheiros eletrônicos e amadores. As pessoas usam este pequeno dispositivo para alimentar seus objetos do dia-a-dia; controles remotos, lanternas, brinquedos, carregadores e muito mais.

Em um PCB, uma bateria basicamente armazena energia química e a converte em energia eletrônica utilizável para alimentar os diferentes circuitos presentes na placa. Eles usam um circuito externo para permitir que os elétrons fluam de um eletrodo para o outro. Isso forma uma corrente elétrica funcional (mas limitada).

A corrente é limitada pelo processo de conversão de energia química em energia elétrica. Para algumas baterias, esse processo pode terminar em questão de dias. Outros podem levar meses ou anos antes que a energia química seja totalmente gasta. É por isso que algumas baterias (como as baterias de controles remotos ou controladores) precisam ser trocadas a cada poucos meses, enquanto outras (como baterias de relógios de pulso) levam anos antes de se esgotarem.

Função de placa de circuito impresso - Por que precisamos de PCB?

Os PCBs são encontrados em quase todos os dispositivos eletrônicos e de computação, incluindo placas-mãe, placas de rede e placas gráficas para circuitos internos encontrados em unidades de disco rígido / CD-ROM. Em termos de aplicativos de computação em que traços condutores finos são necessários, como laptops e desktops, eles servem como base para muitos componentes internos do computador, como placas de vídeo, placas controladoras, placas de interface de rede e placas de expansão. Todos esses componentes se conectam à placa-mãe, que também é uma placa de circuito impresso.

Os PCBs também são feitos por um processo fotolitográfico em uma versão em escala maior da forma como os caminhos condutores nos processadores são feitos. 

Embora os PCBs sejam frequentemente associados a computadores, eles são usados ​​em muitos outros dispositivos eletrônicos além dos PCs. Por exemplo, a maioria das TVs, rádios, câmeras digitais, telefones celulares e tablets incluem uma ou mais placas de circuito impresso. No entanto, os PCBs encontrados em dispositivos móveis parecem semelhantes aos encontrados em computadores desktop e eletrônicos grandes, mas eles são normalmente mais finos e contêm circuitos mais finos.

Ainda assim, a placa de circuito impresso é amplamente usada em quase todos os equipamentos / dispositivos precisos, de pequenos dispositivos de consumo a enormes peças de maquinaria. A FMUSER fornece uma lista dos 10 principais usos comuns de PCB (placa de circuito impresso) na vida diária.

Aplicação	Exemplo
Dispositivos Médicos	● Sistemas de imagens médicas ● Monitores ● Bombas de infusão ● Dispositivos internos
● Sistemas de imagens médicas: TC, COs scanners AT e ultrassônicos costumam usar PCBs, assim como os computadores que compilam e analisam essas imagens. ● Bombas de infusão: As bombas de infusão, como as bombas de insulina e analgesia controlada pelo paciente, fornecem quantidades precisas de um fluido a um paciente. Os PCBs ajudam a garantir que esses produtos funcionem de maneira confiável e precisa. ● monitores: Monitores de frequência cardíaca, pressão arterial, glicose no sangue e muito mais dependem de componentes eletrônicos para obter leituras precisas. ● Dispositivos internos: Marca-passos e outros dispositivos usados ​​internamente requerem pequenos PCBs para funcionar. Conclusão:  O setor médico está continuamente apresentando mais usos para a eletrônica. À medida que a tecnologia se aprimora e placas menores, mais densas e confiáveis ​​se tornam possíveis, as PCBs terão um papel cada vez mais importante na área da saúde.

Aplicação	Exemplo
Aplicações militares e de defesa	● Equipamentos de comunicação: ● Sistemas de controle: ● Instrumentação:
● Equipamentos de comunicação: Os sistemas de comunicação de rádio e outras comunicações críticas requerem PCBs para funcionar. ● Sistemas de controle: Os PCBs estão no centro dos sistemas de controle de vários tipos de equipamentos, incluindo sistemas de bloqueio de radar, sistemas de detecção de mísseis e muito mais. ● Instrumentação: Os PCBs permitem indicadores que os militares usam para monitorar ameaças, conduzir operações militares e operar equipamentos. Conclusão:  Os militares costumam estar na vanguarda da tecnologia, portanto, alguns dos usos mais avançados dos PCBs são para aplicações militares e de defesa. Os usos de PCBs nas forças armadas variam amplamente.

Aplicação	Exemplo
Equipamentos de proteção e segurança	● Câmeras de segurança: ● Detectores de fumaça: ● Fechaduras eletrônicas ● Sensores de movimento e alarmes contra roubo
● Câmeras de segurança: As câmeras de segurança, sejam usadas em ambientes internos ou externos, dependem de PCBs, assim como os equipamentos usados ​​para monitorar as filmagens de segurança. ● Detectores de fumaça: Os detectores de fumaça, bem como outros dispositivos semelhantes, como detectores de monóxido de carbono, precisam de PCBs confiáveis ​​para funcionar. ● Fechaduras eletrônicas: As fechaduras eletrônicas modernas também incorporam PCBs. ● Sensores de movimento e alarmes contra roubo: Sensores de segurança que detectam movimento também contam com PCBs. Conclusão:  Os PCBs desempenham um papel essencial em muitos tipos diferentes de equipamentos de segurança, especialmente à medida que mais desses tipos de produtos estão ganhando a capacidade de se conectar à Internet.

Aplicação	Exemplo
LEDs	● Iluminação residencial ● Expositores automotivos ● Telas de computador ● Iluminação médica ● Iluminação de montra
● Iluminação residencial: A iluminação LED, incluindo lâmpadas inteligentes, ajuda os proprietários a iluminar sua propriedade com mais eficiência. ● Iluminação da vitrine: As empresas podem usar LEDs para sinalização e iluminar suas lojas. ● Expositores automotivos: Indicadores de painel, faróis, luzes de freio e muito mais podem usar PCBs de LED. ● Monitores de computador: Os PCBs de LED alimentam muitos indicadores e telas em laptops e desktops. ● Iluminação médica: Os LEDs fornecem luz brilhante e emitem pouco calor, tornando-os ideais para aplicações médicas, especialmente aquelas relacionadas à cirurgia e medicina de emergência. Conclusão:  Os LEDs estão se tornando cada vez mais comuns em uma variedade de aplicações, o que significa que os PCBs provavelmente continuarão a desempenhar um papel mais proeminente na iluminação.

Aplicação	Exemplo
Componentes Aeroespaciais	● Fontes de alimentação ● Equipamento de monitoramento: ● Equipamento de comunicação
● Suprimentos de energia: Os PCBs são um componente chave no equipamento que alimenta uma variedade de aeronaves, torres de controle, satélites e outros sistemas. ● Equipamento de monitoramento: Os pilotos usam vários tipos de equipamentos de monitoramento, incluindo acelerômetros e sensores de pressão, para monitorar o funcionamento da aeronave. Esses monitores costumam usar PCBs. ● Equipamento de comunicação: A comunicação com o controle de solo é uma parte vital para garantir viagens aéreas seguras. Esses sistemas críticos dependem de PCBs. Conclusão:  Os eletrônicos usados ​​em aplicações aeroespaciais têm requisitos semelhantes aos usados ​​no setor automotivo, mas os PCBs aeroespaciais podem ser expostos a condições ainda mais adversas. Os PCBs podem ser usados ​​em uma variedade de equipamentos aeroespaciais, incluindo aviões, ônibus espaciais, satélites e sistemas de comunicação de rádio.

Aplicação	Exemplo
Equipamento industrial	● Equipamento de fabricação ● Equipamento de energia ● Equipamento de medição ● Dispositivos internos
● Equipamento de fabricação: A eletrônica baseada em PCB alimenta furadeiras e prensas elétricas usadas na fabricação. ● Equipamento de energia: Os componentes que alimentam muitos tipos de equipamentos industriais usam PCBs. Este equipamento de energia inclui inversores de energia DC para AC, equipamento de cogeração de energia solar e muito mais. ● Equipamento de medição: Frequentemente, os PCBs alimentam equipamentos que medem e controlam a pressão, temperatura e outros fatores. Conclusão:  À medida que a robótica, a tecnologia industrial IoT e outros tipos de tecnologia avançada se tornam mais comuns, novos usos para PCBs estão surgindo no setor industrial.

Aplicações	Exemplo
Aplicações Marítimas	● Sistemas de navegação ● Sistemas de comunicações ● Sistemas de controle
● Sistemas de navegação: Muitas embarcações marítimas dependem de PCBs para seus sistemas de navegação. Você pode encontrar PCBs em sistemas de GPS e radar, bem como em outros equipamentos. ● Sistemas de comunicação: Os sistemas de rádio que as tripulações usam para se comunicar com os portos e outros navios requerem PCBs. ● Sistemas de controle: Muitos dos sistemas de controle em embarcações marítimas, incluindo sistemas de gerenciamento de motor, sistemas de distribuição de energia e sistemas de piloto automático, usam PCBs. Conclusão:  Esses sistemas de piloto automático podem ajudar na estabilização do barco, manobras, minimizando o erro de rumo e gerenciando a atividade do leme.

Aplicação	Exemplo
Eletrónica de Consumo	● Dispositivos de comunicação ● Computadores ● Sistemas de entretenimento ● Eletrodomésticos
● Dispositivos de comunicação: Smartphones, tablets, smartwatches, rádios e outros produtos de comunicação requerem PCBs para funcionar. ● Computadores: Os computadores pessoais e empresariais apresentam PCBs. ● Sistemas de entretenimento: Produtos relacionados ao entretenimento, como televisores, aparelhos de som e consoles de videogame, todos dependem de PCBs. ● Eletrodomésticos: Muitos eletrodomésticos também possuem componentes eletrônicos e PCBs, incluindo geladeiras, micro-ondas e cafeteiras. Conclusão:  O uso de PCBs em produtos de consumo certamente não está diminuindo. A proporção de americanos que possuem um smartphone é agora de 77 por cento e está crescendo. Muitos dispositivos que antes não eram eletrônicos estão agora ganhando funcionalidade eletrônica avançada e se tornando parte da Internet das Coisas (IoT).

Aplicação	Exemplo
Componentes Automotivos	● Sistemas de entretenimento e navegação ● Sistemas de controle ● Sensores
● Sistemas de entretenimento e navegação: Aparelhos de som e sistemas que integram navegação e entretenimento contam com PCBs. ● Sistemas de controle: Muitos sistemas que controlam as funções básicas do carro dependem de componentes eletrônicos alimentados por PCBs. Isso inclui sistemas de gerenciamento do motor e reguladores de combustível. ● Sensores: À medida que os carros se tornam mais avançados, os fabricantes estão incorporando cada vez mais sensores. Esses sensores podem monitorar pontos cegos e alertar os motoristas sobre objetos próximos. Os PCBs também são necessários para os sistemas que permitem que os carros estacionem automaticamente em paralelo. Conclusão:  Esses sensores são parte do que permite que os carros sejam autônomos. Espera-se que veículos totalmente autônomos se tornem comuns no futuro, razão pela qual um grande número de placas de circuito impresso é usado.

Aplicação	Exemplo
Equipamentos de Telecomunicações	● Torres de telecomunicações ● Equipamento de comunicação de escritório ● Visores e indicadores LED
● Torres de telecomunicações: As torres de celular recebem e transmitem sinais de telefones celulares e requerem PCBs que podem suportar ambientes externos. ● Equipamento de comunicação de escritório: Muitos dos equipamentos de comunicação que você pode encontrar em um escritório requerem PCBs, incluindo sistemas de comutação telefônica, modems, roteadores e dispositivos de Voice over Internet Protocol (VoIP). ● Visores e indicadores de LED: O equipamento de telecomunicações geralmente inclui telas e indicadores LED, que utilizam PCBs. Conclusão:  A indústria de telecomunicações está em constante evolução, assim como os PCBs que o setor usa. À medida que geramos e transferimos mais dados, PCBs poderosos se tornarão ainda mais importantes para as comunicações.

A FMUSER sabe que qualquer indústria que usa equipamentos eletrônicos requer PCBs. Qualquer que seja o aplicativo para o qual você está usando seus PCBs, é importante que eles sejam confiáveis, acessíveis e projetados para atender às suas necessidades. 

Como especialista na fabricação de PCBs de transmissor de rádio FM, bem como fornecedora de soluções de transmissão de áudio e vídeo, a FMUSER também sabe que você está procurando PCBs de qualidade e orçamento para o seu transmissor de transmissão FM. Contacte-nos imediatamente para consultas gratuitas sobre placa PCB!

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Princípio de montagem de PCB: através do orifício vs. montado na superfície

Nos últimos anos, especialmente no campo de semicondutores, é necessária uma maior demanda por maior funcionalidade, tamanho menor e utilidade adicional. E existem dois métodos de colocar componentes em uma placa de circuito impresso (PCB), que é a montagem através do furo (THM) e a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Eles variam em diferentes recursos, vantagens e desvantagens, vamos ver um olhar!

Componentes de orifício

Existem dois tipos de componentes de montagem através do orifício: 

Componentes de chumbo axial - passe por um componente em linha reta (ao longo do “eixo”), com a extremidade do cabo saindo do componente em uma das extremidades. Ambas as extremidades são então colocadas através de dois orifícios separados na placa, proporcionando ao componente um ajuste mais próximo e plano. Esses componentes são preferidos quando se procura um ajuste confortável e compacto. A configuração do condutor axial pode vir na forma de resistores de carbono, capacitores eletrolíticos, fusíveis e diodos emissores de luz (LEDs).

Componentes radiais de chumbo - sobressaem da placa, com seus terminais localizados em um lado do componente. Os terminais radiais ocupam menos área de superfície, o que os torna preferíveis para placas de alta densidade. Os componentes radiais estão disponíveis como capacitores de disco de cerâmica.

* Condutor axial (superior) vs. Condutor radial (inferior)

Os componentes do condutor axial passam por um componente em linha reta ("axialmente"), com cada extremidade do fio do condutor saindo do componente em uma das extremidades. Ambas as extremidades são então colocadas através de dois orifícios separados na placa, permitindo que o componente se encaixe mais próximo e nivelado. 

Geralmente, a configuração do condutor axial pode vir na forma de resistores de carbono, capacitores eletrolíticos, fusíveis e diodos emissores de luz (LEDs).

Componentes radiais de chumbo, por outro lado, projetam-se da placa, pois seus terminais estão localizados em um lado do componente. Ambos os tipos de componentes de furo passante são componentes de chumbo "gêmeos".

Os componentes do condutor radial estão disponíveis como capacitores de disco de cerâmica, enquanto a configuração do condutor axial pode vir na forma de resistores de carbono, capacitores eletrolíticos, fusíveis e diodos emissores de luz (LEDs).

E os componentes de chumbo axial são usados ​​por sua adaptação à placa, os terminais radiais ocupam menos área de superfície, tornando-os melhores para placas de alta densidade

Montagem através do orifício (THM)
A montagem através do orifício é o processo pelo qual os terminais dos componentes são colocados em orifícios perfurados em uma placa de circuito impresso nua, é uma espécie de antecessor da Tecnologia de Montagem em Superfície. O método de montagem através do furo, em uma instalação de montagem moderna, ainda é considerado uma operação secundária e está sendo usado desde a introdução dos computadores de segunda geração. 

O processo era uma prática padrão até o surgimento da tecnologia de montagem em superfície (SMT) na década de 1980, época em que se esperava que ele fosse completamente eliminado através do orifício. No entanto, apesar de uma queda acentuada na popularidade ao longo dos anos, a tecnologia de furo passante provou ser resiliente na era do SMT, oferecendo uma série de vantagens e aplicações de nicho: a saber, confiabilidade, e é por isso que a montagem através de furo substitui o antigo ponto construção pontual.

* Conexão ponto a ponto

Os componentes do orifício são mais usados ​​para produtos de alta confiabilidade que requerem conexões mais fortes entre as camadas. Enquanto os componentes SMT são fixados apenas por solda na superfície da placa, os condutores dos componentes do orifício passam pela placa, permitindo que os componentes resistam a mais tensões ambientais. É por isso que a tecnologia through-hole é comumente usada em produtos militares e aeroespaciais que podem sofrer acelerações extremas, colisões ou altas temperaturas. A tecnologia through-hole também é útil em aplicativos de teste e prototipagem que às vezes requerem ajustes e substituições manuais.

No geral, o desaparecimento completo dos orifícios da montagem do PCB é um amplo equívoco. Exceto os usos acima para a tecnologia de furo passante, deve-se sempre ter em mente os fatores de disponibilidade e custo. Nem todos os componentes estão disponíveis como pacotes SMD e alguns componentes do orifício são mais baratos.

Veja também: Through Hole vs Surface Mount | Qual é a diferença?

Tecnologia de montagem em superfície (SMT)
SMT o processo pelo qual os componentes são montados diretamente na superfície do PCB. 

A tecnologia de montagem em superfície era conhecida originalmente como “montagem planar”, por volta de 1960 e tornou-se amplamente usada em meados dos anos 80.

Hoje em dia, praticamente todo hardware eletrônico é fabricado com SMT. Tornou-se essencial para o projeto e fabricação de PCBs, tendo melhorado a qualidade e o desempenho das PCBs em geral, e reduzido consideravelmente os custos de processamento e manuseio.  

Os componentes usados ​​para a tecnologia de montagem em superfície são chamados de pacotes de montagem em superfície (SMD). Esses componentes têm guias abaixo ou ao redor do pacote. 

Existem muitos tipos diferentes de embalagens SMD com diferentes formatos e feitos de diferentes materiais. Esses tipos de pacotes são divididos em diferentes categorias. A categoria “Componentes passivos retangulares” inclui principalmente os resistores e capacitores SMD padrão. As categorias “Small Outline Transistor” (SOT) e “Small Outline Diode” (SOD), são usadas para transistores e diodos. Existem também pacotes que são usados ​​principalmente para circuitos integrados (ICs) como Op-Amps, transceptores e microcontroladores. Exemplos de pacotes usados ​​para CIs são: “Circuito integrado de pequeno contorno” (SOIC), “Quad Flat Pack” (QFN) e “Ball Grid Array” (BGA).

Os pacotes mencionados acima são apenas alguns exemplos dos pacotes SMD disponíveis. Existem muitos mais tipos de pacotes com diferentes variantes disponíveis no mercado.

As principais diferenças entre o SMT e a montagem através do orifício são 
(a) SMT não requer que furos sejam perfurados através de um PCB
(b) Os componentes SMT são muito menores
(c) Os componentes SMT podem ser montados em ambos os lados da placa. 

A capacidade de caber um grande número de componentes pequenos em um PCB permitiu PCBs muito mais densos, de melhor desempenho e menores.

Em uma palavra: a maior diferença em comparação com a montagem através do furo é que não há necessidade de fazer furos no PCB para criar uma conexão entre os trilhos no PCB e os componentes. 

Os cabos do componente farão contato direto com os chamados PADs em um PCB. 

Os condutores do componente do orifício, que passam pela placa e conectam as camadas da placa, foram substituídos por "vias" - pequenos componentes que permitem uma conexão condutiva entre as diferentes camadas de um PCB e que atuam essencialmente como condutores do orifício . Alguns componentes de montagem em superfície, como BGAs, são componentes de alto desempenho com condutores mais curtos e mais pinos de interconexão que permitem velocidades mais altas. 

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