Perspectiva do Mercado de PCB: Tendências, Inovações e Previsão de Crescimento

Placas de circuito impresso, ou PCBs, estão constantemente sendo melhoradas e modificadas para atender às demandas sempre crescentes da eletrônica industrial. No mercado de PCB da APAC, fabricantes de placas estão tomando cuidado especial com material de laminado e componentes de sinal em montagens PCB de lado duplo e lado único.

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Uma análise regional de qualquer setor indicaria uma tendência para dispositivos compactos que requerem PCBs com flexibilidade suficiente e capacidade de alta velocidade para transmitir sinais sem impedimentos em praticamente qualquer configuração.

A década de 2020 deve ver a adaptação universal de dispositivos sem fio portáteis à medida que a Internet das Coisas, ou IoT, assume todas as áreas da vida. Até 2024, o mercado global de PCBs deve atingir US$ 70 bilhões. Os fabricantes de produtos que testemunharão o maior crescimento nos negócios são aqueles que podem atender a estas demandas e satisfazer as necessidades rapidamente cambiantes de um público experiente em tecnologia.

Tendências e Mercado Atual de PCB

Previsões de tendências para o início dos anos 2020 centram-se em opções de computação menores e mais flexíveis. O impulso entre fabricantes de PCB para atender a estas demandas estimulou certas tendências dentro do mercado, como:

1. Interconexão de Alta Densidade

Uma das tendências mais significativas no mercado de PCB é a disseminação de interconexão de alta densidade, ou HDI, que foi desenvolvida em resposta à crescente demanda por meios mais rápidos e compactos de interconectividade entre dispositivos. Com HDI, fabricantes podem produzir em massa produtos sem fio menores com maior capacidade de roteamento e transmissão de sinal mais rápida.

Graças ao poder do HDI, fabricantes agora podem desenvolver unidades com stackup de PCB mais simples. HDI foi desenvolvido em tandem com tecnologia anti-interferência como every layer interconnect (ELIC) e any layer interconnect (ALIC).

2. Placas de Alta Potência

À medida que a tecnologia de computador se torna mais avançada e dispositivos requerem mais energia e poder de processamento, fabricantes estão produzindo PCBs de maior potência. Algumas das placas mais recentes operam em 48V e superiores. Estes desenvolvimentos foram inspirados pela disseminação da energia solar, pois painéis solares geralmente operam em níveis de energia de alta faixa. Estes PCBs de alta potência são essenciais nos dispositivos de computador de hoje para a montagem de pacotes de bateria. Placas de alta potência também são mais capazes de resistir a interferência.

3. Internet das Coisas

Um desenvolvimento contínuo durante os anos 2010 foi a rápida disseminação e sofisticação aumentada da Internet das Coisas, que combina todos os dispositivos do dia a dia em uma rede integrada que pode ser controlada remotamente por tecnologia sem fio.

Exemplos de tecnologia IoT foram implementados em casas e escritórios inteligentes. No futuro próximo, a tecnologia poderia se estender a automóveis inteligentes. Para atender aos desafios colocados pela IoT, fabricantes de PCB estão enfrentando padrões de segurança intensificados.

4. PCBs Flexíveis

Um dos desenvolvimentos mais recentes na tecnologia de circuito impresso foi o aparecimento e expansão de PCBs flexíveis, que podem ser dobrados e enrolados em várias formas e usados em dispositivos de computação e sem fio mais complexos.

O desenvolvimento de PCBs flexíveis ocorreu em tandem com demanda aumentada para dispositivos sem fio menores. Com PCBs flexíveis, fabricantes de dispositivos têm o potencial de fabricar produtos de computação mais compactos e flexíveis.

5. Componentes Comerciais Prontos (COTS)

A década de 2020 deve ver um vasto aumento em componentes Commercial-Off-the-Shelf, ou COTS, à medida que números crescentes de organizações buscam um conjunto mais generalizado de soluções tecnológicas.

No passado, empresas privadas buscavam soluções únicas e personalizadas para suas necessidades de computação de negócios. À medida que mais empresas operam em ambientes não convencionais, a ampla gama de opções e recursos fornecidos por COTS estão se tornando uma opção mais prática. A tendência também foi encorajada por desenvolvimentos recentes em fabricação espacial.

6. Controle da Cadeia de Suprimentos de Componentes

À medida que organizações se tornam mais informatizadas e desenvolvem necessidade de operar remotamente através de vastas distâncias, a demanda aumentou por segurança avançada em componentes tecnológicos. Um dos principais objetivos tem sido erradicar componentes falsificados de estruturas de computação. Para esse fim, fabricantes de PCB estão usando simulações de realidade aumentada e realidade virtual durante a montagem de placas e unidades.

O Futuro dos PCBs e Tendências de Mercado Esperadas

Na década de 2020, tecnologia inteligente inevitavelmente assumirá certos aspectos de processos industriais e vida cotidiana. Com a demanda aumentada por comunicação perfeita entre computadores, dispositivos móveis, máquinas, automóveis e eletrodomésticos estacionários, fabricantes de PCB focarão em inovações adaptadas para a revolução inteligente.

As seguintes tendências de mercado em design de PCB se estenderão por todos os cantos dos setores público e privado, desde uso industrial e empresarial até eletrônicos de consumo:

1. PCBs de Alta Densidade

Na próxima década, a tecnologia de computação deve fazer uso aumentado de placas de circuito de alta densidade, também conhecidas como PCBs HDI. Devido à sua construção, HDIs oferecem uma gama mais complexa de capacidades.

Placas HDI são favorecidas por seu peso leve e tamanho compacto. Com HDIs, fabricantes de produtos podem anexar mais componentes em cada lado de uma placa de circuito impresso. Como tal, fabricantes de produtos podem oferecer dispositivos menores com funcionalidade aprimorada. A natureza compacta de HDIs também tornou possível produzir tais placas em muito menos tempo que PCBs mais tradicionais.

HDIs também oferecem desempenho elétrico superior a placas padrão. Em HDIs, componentes são colocados em proximidade mais próxima com somas aumentadas de transistores. Com esta composição, HDIs transmitem sinais mais fortes e confiáveis e usam menos energia.

Análises de preço também mostraram que HDIs aumentam a relação custo-benefício da fabricação de placas. Graças ao tamanho compacto e número reduzido de camadas necessárias para HDIs, as placas requerem menos materiais que PCBs padrão.

2. Câmeras

À medida que câmeras se tornam comuns entre empresas nos setores comercial e industrial, PCBs serão aprimorados para atender aos novos e melhorados recursos dos principais fabricantes de câmeras.

Placas serão feitas para acomodar especificações de mega-pixels mais altas, e estas câmeras gerarão resolução e clareza otimizadas em câmeras fotográficas e de vigilância. Dessa forma, empresas poderão apresentar fotos com clareza e detalhes ideais para sites e brochuras.

PCBs também serão projetados para aprimorar recursos de zoom nas câmeras do futuro. Em breve, algumas das menores câmeras no mercado poderão ter a capacidade de dar zoom em sujeitos a grandes distâncias.

Melhorias na tecnologia de PCB também permitirão que fabricantes de câmeras aprimorem a clareza de congelamento de objetos em movimento. Enquanto movimento tipicamente causaria imagens borradas com câmeras antigas, a tecnologia de câmera de hoje torna possível capturar movimento em clareza cristalina.

Graças a componentes de PCB aprimorados, câmeras futuras também serão equipadas com recursos avançados de filtragem que poderiam reduzir a quantidade de edição de foto necessária para brochuras, sites ou comunicados de imprensa.

3. Impressão 3D

Em todo o setor industrial, impressão 3D está sendo usada para produzir protótipos para uma gama de produtos. Em alguns casos, a tecnologia é usada para produzir produtos para uso público. As impressoras usadas neste processo consistem em componentes tecnológicos complexos que requerem PCBs de alta capacidade. Indústrias que começaram a implementar impressão 3D incluem:

• Vestuário: A tecnologia para impressão 3D já foi amplamente aceita na indústria de vestuário, onde impressões 3D são usadas para projetar protótipos de sapatos, cintos, bolsas e joias.
• Automotiva: Impressão 3D também foi usada na indústria automotiva para construir protótipos de novos modelos.
• Alimentos: Alguns inovadores na indústria de alimentos usaram impressão 3D para experimentar novos produtos, como doces de chocolate, massas e biscoitos.
• Aeroespacial: A indústria aeroespacial até explorou a possibilidade de usar a tecnologia no espaço sideral, onde astronautas poderiam produzir sua própria comida em naves espaciais. Todas tais produções requerem tecnologia de PCB ideal.

Impressão 3D também está sendo adotada em fabricação baseada em nuvem. Isso permite que empresas com equipes geograficamente dispersas se comuniquem via servidores em nuvem e façam upload de novos designs de qualquer local. Por exemplo, no momento em que um novo design é carregado no banco de dados de uma empresa em Sydney, ele pode ser imediatamente impresso com tecnologia 3D na sede da empresa em Nova York.

4. Escritórios e Fábricas Inteligentes

Graças à Internet das Coisas impulsionada por PCB, funções computadorizadas e automatizadas gradualmente assumirão o ambiente de trabalho em espaços de escritório e plantas de prensagem.

A revolução já está em andamento com numerosos escritórios que agora estão equipados com arsenais tecnológicos nos quais computadores, impressoras, dispositivos portáteis, câmeras de vigilância, sistemas HVAC e telas de apresentação estão todos conectados a sistemas sem fio e remotamente programáveis por pessoal autorizado.

Em fábricas, capacidades IoT são esperadas para aumentar eficiência e auxiliar na implementação de automação. De um sistema de computação centralizado, engenheiros podem controlar a velocidade e ritmo de esteiras transportadoras e a intensidade de cada aplicação acionada por máquina. Máquinas e ferramentas serão fabricadas com PCBs que receberão sinais destes sistemas de computação no local.

A Internet das Coisas também está assumindo o setor varejista, onde clientes agora podem fazer auto-checkout. De sistemas de computador centralizados, equipe de computação pode controlar e gerenciar uma gama de funções em toda a loja, como ativação e desligamento de luzes e regulação de ar condicionado e sistemas de aquecimento.

5. PCBs de Alta Velocidade

A década de 2020 deve ver uma necessidade aumentada de PCBs com características físicas que possam manter integridade de sinal em uma gama de ambientes de alta velocidade. À medida que produtos se tornam mais compactos, mas de alto desempenho e usados em situações desafiadoras, placas de circuito impresso estão sendo projetadas para contornar todos os possíveis problemas que poderiam causar atrasos de sinal.

No passado, montadores de placas prestavam atenção principalmente à colocação de componentes e padrão de roteamento básico. Hoje, mais consideração é colocada na largura e proximidade de sinais. Dessa forma, placas mais novas estão melhor equipadas para lidar com problemas como crosstalk, emissões, atenuação e reflexões.

PCBs de alta velocidade são construídos na premissa de Integridade de Sinal, um conceito concebido para contornar os desafios colocados por possível interferência que poderia afetar a transmissão de um dado sinal. Seja você enviando um sinal analógico ondulado ou digital ligado/desligado, a transmissão pode ser impactada por uma variedade de fatores intervenientes.

Consequentemente, um sinal enviado poderia finalmente gerar respostas indesejáveis, como reflexão, ringing ou ruído. Em PCBs de alta velocidade, cada um destes desafios é levado em consideração com posicionamentos de componentes projetados para atender a uma gama mais ampla de desafios.

6. Adaptabilidade a Dispositivos Menores

A demanda por dispositivos de computação menores levou à popularidade crescente de PCBs flexíveis, que podem ser montados para acomodar virtualmente qualquer tipo de design. A tendência também foi estimulada pela necessidade de PCBs que tenham flexibilidade para suportar uma gama mais ampla de condições operacionais. Com PCBs flexíveis, fabricantes podem encaixar placas em dispositivos de formatos estranhos, e também projetar produtos para ambientes mais quentes e extremos.

Um dos principais benefícios de PCBs flexíveis é sua natureza leve e portátil, o que torna este tipo de placa adequado para dispositivos minúsculos comercializados para uso móvel diário. A flexibilidade do material base torna PCBs nesta categoria mais adequados para situações de alto estresse, além de usos que consistem em movimentos rápidos em direções aleatórias.

Antes da introdução de PCBs flexíveis, fabricantes de produtos frequentemente tinham que modificar suas ideias de design à gama de formas e dimensões que poderiam ser acomodadas por placas de circuito rígidas.

Consequentemente, fabricantes de produtos eram incapazes de produzir dispositivos que oferecessem o mesmo tipo de portabilidade e operabilidade de alto estresse que alguns dos produtos de hoje. Agora, a dinâmica inverteu porque PCBs flexíveis tornam possível para fabricantes modificar placas para conformar às necessidades de um dado dispositivo.

7. PCBs Biodegradáveis

PCBs biodegradáveis foram tornados possíveis com o uso de fibras naturais derivadas de matéria de frutas e glúten de trigo. Caules de banana, por exemplo, contêm fibras que podem se decompor naturalmente, mas também podem ser usadas para PCBs quando misturadas com propriedades adequadas para eletrônicos. Nos próximos anos, placas feitas com produtos biodegradáveis provavelmente se espalharão pela indústria de computação e setor industrial.

A mudança para PCBs biodegradáveis foi impulsionada pela necessidade de reduzir lixo tecnológico em locais de descarte. Por muitos anos, PCBs simplesmente iam para o lixo uma vez que componentes ficavam obsoletos por tecnologia mais nova.

Enquanto caixas de computador e outros componentes metálicos podiam simplesmente ser reciclados, PCBs simplesmente acabavam em lixeiras. Graças ao advento de PCBs biodegradáveis, empresas podem reduzir sua pegada de carbono dispensando placas da maneira natural.

PCBs tradicionalmente foram feitos de plásticos resistentes a fogo que consistem em produtos que não se decompõem, como epóxi e fibra de vidro. Felizmente, compósitos feitos de glúten de trigo e fibras de banana produzem constantes dielétricas que estão dentro da faixa aceitável para dispositivos eletrônicos.

Placas de Circuito Impresso da Millennium Circuits Limited

Inovações em PCB estão se expandindo a uma taxa cada vez mais rápida para atender às demandas intensificadas dos setores industrial e comercial. Para manter seus produtos atualizados com estas demandas, é essencial ter PCBs com flexibilidade e capacidade de alta velocidade para trabalhar em uma vasta gama de dispositivos compactos e realizar transmissão IoT impecável.

Na Millennium Circuits Limited, oferecemos uma ampla gama de PCBs para organizações ao redor do mundo. Sediada em Harrisburg, Pensilvânia, fornecemos PCBs flexíveis e rígidos com capacidade de transmissão doméstica e internacional. Contate a Millennium Circuits Limited para obter um orçamento em nossos produtos, especiais e serviços de PCB.