10 Perguntas Essenciais ao Escolher um Serviço de Fabricação de PCB

Placas de Circuito Impresso (PCBs) são o coração de todo equipamento eletrônico. Você pode querer fabricar um PCB para seu projeto DIY ou precisar de grandes volumes de circuitos para seu negócio. Em qualquer caso, você precisa fazer parceria com uma empresa de fabricação de PCB que entregue o trabalho. Mas você sabe que existem várias considerações na escolha do serviço de fabricação?

Fazer perguntas é crucial para garantir um lote funcional e de alta qualidade de PCBs ao final do serviço. Neste artigo, falaremos sobre as 10 principais perguntas a considerar para seu serviço de fabricação.

1. Serviços de Fabricação de PCB — Projeto e Layout de PCB

Você deve projetar seu PCB considerando muitas questões antes de fabricá-los. A primeira etapa envolve preparar um esquema do PCB e enviá-lo para uma boa avaliação de integridade de sinal durante o projeto, pois a retificação pode ser complexa após a fabricação. Use software de projeto de PCB confiável para completar o projeto. Você pode usar diferentes programas como Eagle, Altium Designer, Circuit Maker, AutoCAD, etc. Agora, vamos explorar as perguntas críticas desta etapa.

PCBs são as mais recentes revoluções em eletrônica. São feitos de plástico fabricado com trilhas de cobre no lugar de fios condutores. Isso torna esses circuitos compactos e convenientes em comparação com protoboards artesanais. Os componentes de um PCB são soldados para fornecer maior robustez.

PCBs garantem segurança, pois há chances mínimas de curto-circuito ou fiação incorreta. A precisão garantida por computador na produção de PCBs é uma razão significativa para optar por eles.

Aqui estão as principais coisas que um fabricante de placas de circuito pode fazer por você:

· PCB Padrão

Um produto essencial e eficaz dos fabricantes de PCB são PCBs padrão, empregados em diversas indústrias como telecomunicações, sistemas de segurança, equipamentos audiovisuais, displays LED, controle de processo, sistemas de sinalização de tráfego, iluminação, etc.

Dependendo dos seus requisitos, esses fabricantes podem oferecer PCBs de face única, dupla face ou multicamadas (até 24 camadas). Você também pode encontrar prototipagem rápida especializada para todos os PCBs padrão em fabricantes competentes.

· PCBs com Núcleo Metálico (MC-PCB)

LEDs estão substituindo rapidamente alternativas de iluminação convencionais, pois são mais eficientes em custo e energia. O único inconveniente dos LEDs é que geram muito calor durante o uso. PCBs padrão não conseguem lidar com esse calor. Aqui entram os PCBs com núcleo metálico, especializados em dissipação de calor e que podem aumentar a longevidade dos LEDs.

1. Como Garantir um Esquema de PCB Livre de Erros e Preciso?

Projetistas usam o esquema para definir a função do PCB e determinar a colocação dos componentes. Um esquema adequado e livre de erros é crucial para o funcionamento correto do seu PCB.

Você deve garantir a escolha do tamanho de painel de PCB apropriado. Muitos projetistas esquecem que precisam selecionar um tamanho de placa que atenda aos requisitos do equipamento. O tamanho adequado permitirá manter os traços no comprimento mínimo necessário, evitar desperdício de área do PCB e manter baixo o custo dos materiais.

Se você busca produção em massa, as especificações e o projeto do seu PCB devem ser otimizados para isso. Uma placa pequena pode atender suas necessidades, mas pode não ser adequada para produção em massa.

O engenheiro eletrônico também deve escolher o espaçamento de grade correto para evitar problemas de espaçamento. As partes do PCB devem se encaixar na grade, pois isso evita mau funcionamento. Você deve buscar alternativas ou usar produtos personalizados se alguns componentes não funcionarem com a grade.

Outra forma de reduzir erros é usar a Verificação de Regras de Projeto (DRC) do software de PCB sempre que possível. Muitos projetistas deixam para o final, o que permite que pequenos erros e más escolhas de projeto se acumulem. Projetistas devem verificar cada etapa aplicável com DRC para não terminar com uma linha de erros ao final do projeto.

Usar DRC frequentemente evita o trabalho de passar por mudanças massivas no final.

2. Quais são as Melhores Práticas para Colocação de Componentes em PCB?

Todos os componentes em um PCB têm seu local designado. Você deve escolher a colocação correta para todos os detalhes considerando fatores como ruído elétrico, gerenciamento térmico e funcionalidade.

Projetistas mantêm uma ordem específica para garantir colocação adequada. Primeiro, os conectores são colocados, seguidos por circuitos de potência e circuitos de precisão. Depois, o projetista coloca os componentes de circuitos críticos, finalizando com todos os outros elementos.

Você também deve identificar os pontos de teste críticos e os componentes da aplicação. Eles devem ser colocados próximos aos pontos de teste para que falhas possam ser detectadas prontamente.

Impressão em silkscreen também ajuda muito a simplificar o processo de fabricação de PCB e evitar trabalho extra. Você pode marcar elementos, direção de conexão, componentes e funcionalidades para que o fabricante não tenha problema em identificar os diferentes aspectos do seu PCB.

3. Qual Largura de Traço Você Deve Usar?

Largura de traço é uma consideração importante ao projetar um PCB. Traços são as linhas de cobre que percorrem todo o PCB e conectam os diferentes componentes e conectores. Os traços no PCB são feitos para permitir apenas um limite específico de corrente antes de serem danificados.

Quando a corrente flui através de um traço, ele começa a aquecer devido à resistência inerente. A temperatura continuará a subir com o aumento da corrente e, após um ponto, o traço queimará, tornando a placa inútil.

A largura mínima de traço que você pode usar é 1,0 mm/A. A largura é adequada para tipos comuns de PCB, que usam 1,0 oz/ft² de cobre.

Você também pode usar uma fórmula para determinar a largura de traço necessária do seu PCB. Primeiro, calcule a área com a seguinte fórmula:

Área[mils²] = (Corrente[Amps] / (k × (Aumento_Temp[°C])^b))^(1/c)

O valor para camadas internas segundo IPC 2221 é:

k = 0,024, b = 0,44, c = 0,725

O valor para camadas externas é:

k = 0,048, b = 0,44, c = 0,725

Você pode usar a fórmula para até 35 Amps de corrente, aumento de temperatura de 10 a 100 °C, e 0,5 a 3 onças por pé quadrado de cobre.

Agora, vamos abordar as perguntas sobre especificações de PCB.

2. Serviços de Fabricação de PCB — Especificações de PCB

Você precisará determinar várias coisas sobre seu PCB durante o processo de fabricação. Explicaremos as diferenças e vantagens de todos os aspectos para uma decisão informada.

4. Como Escolher entre PCB de Face Única e PCB de Dupla Face?

PCBs de Face Única

PCBs são encontrados em uma ampla gama de dispositivos eletrônicos e servem para conectar componentes eletrônicos. Em placas de face única, você encontrará cobre condutivo e elementos eletrônicos em um lado e conexões de fiação condutiva no outro.

São frequentemente usados em eletrônicos como impressoras, câmeras, calculadoras e rádios. PCBs de face única são amplamente utilizados porque têm um processo de fabricação primário e direto.

As placas são adequadas para projetos de circuito de baixa densidade e não complexos e têm baixo custo de produção devido ao design básico. Todos os fabricantes de PCB podem entender e produzir PCBs de face única.

O design simples resulta em menos erros de fabricação e podem ser produzidos rapidamente em grandes volumes.

PCBs de Dupla Face

PCBs de dupla face vêm com camada superior e inferior e traços em dois lados. Você pode usar componentes eletrônicos e cobre condutivo em ambos os lados, resultando em cruzamento de caminhos. São adequados para projetos de circuito de alta densidade e não precisam de soldagem ponto a ponto.

PCBs são difíceis de produzir devido ao design complexo. Mas estão em alta demanda para circuitos complexos usados em equipamentos de tecnologia superior. Você encontra PCBs de dupla face em máquinas de venda automática, sistemas de iluminação, amplificadores e painéis de veículos.

As placas fornecem uma camada extra para acomodar componentes e você tem espaço para conexões adicionais. Também pode reduzir o tamanho da placa, pois ambos os lados são utilizáveis. Isso reduz o custo de fabricação.

5. Como Selecionar Material do Núcleo do PCB?

O núcleo ou substrato do seu PCB é a base não condutiva e fornece resistência à placa inteira. Você pode usar diferentes materiais para seu PCB com suas vantagens e desvantagens. Escolha seu material baseado no resultado necessário, aplicação, fatores ambientais e outros aplicáveis ao PCB.

O material do núcleo determina o desempenho e nível de integração do PCB. O material deve ser durável e fornecer desempenho regular. Você também deve considerar outros fatores térmicos, elétricos e físicos como flexibilidade, resistência à temperatura, constante dielétrica, resistência à tração, resistência dielétrica, adesão, etc.

Aqui estão os materiais mais comumente usados para PCB:

FR-4:

É de longe o material mais comum para núcleos de PCB. A folha de laminado epóxi é reforçada com vidro para fornecer resistência extra. O "FR" no nome significa retardante de chama, e o material também é resistente à água. Você beneficia-se de uma excelente relação resistência-peso do FR-4.

PTFE (Teflon):

PTFE é ideal para aplicações de alta frequência e alta velocidade, pois o material plástico não oferece resistência. Também pode ser usado para equipamentos com tolerâncias apertadas devido à sua flexibilidade. Várias indústrias usam PTFE em seus PCBs por ser muito leve e também retardante de chama. Vantagens incluem versatilidade, resistência do material e estabilidade térmica.

Metal:

Algumas aplicações requerem metais como ferro, alumínio e cobre. O material é ideal para Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) e vem com durabilidade mecânica. Você obtém longa vida útil em PCBs metálicos.

Agora, discutiremos as considerações de acabamento de superfície de PCB.

3. Serviços de Fabricação de PCB — Acabamento de Superfície de PCB

6. Qual Acabamento de Superfície é Adequado para PCB?

Um acabamento de superfície é aplicado ao PCB para proteger a circuitaria de cobre e garantir soldagem adequada. Selecionar o acabamento correto é essencial para a montagem bem-sucedida dos componentes eletrônicos.

Atualmente, Níquel Químico com Imersão em Ouro (ENIG) tornou-se um acabamento popular. É livre de chumbo e adequado para componentes complexos como flip chips e BGAs. O acabamento metálico duplo de níquel é caro pois usa ouro para proteger o níquel.

HASL é amplamente usado por seu baixo custo e durabilidade. Mas frequentemente leva a superfícies irregulares, inadequadas para componentes de superfície complexos. HASL também pode ser livre de chumbo e reparável.

Preservativo Orgânico de Soldabilidade (OSP) é um acabamento orgânico à base de água para pads de cobre. A solução ecológica não é tão durável quanto HASL.

Você também pode usar imersão em prata, excelente alternativa ao ENIG. O material é ideal para revestimento flat pack e passo fino, mas pode ser caro. Imersão em estanho também está disponível para acabamento e é adequada para produtos de passo fino.

Agora, descobriremos mais sobre montagem de PCB.

4. Serviços de Fabricação de PCB — Montagem de PCB

A Lista de Materiais (BOM) de um PCB é montada na placa. O processo de montagem envolve colocar componentes eletrônicos diretamente na placa. Você pode usar processos manuais e automáticos, então vamos saber mais.

7. Serviços de Fabricação de PCB — Qual Processo de Montagem de PCB Você Deve Usar?

Fabricantes usam diferentes métodos para montar PCBs, e os dois principais são Tecnologia Furo Passante (THT) e Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT).

THT

Componentes que terminam com fio ou terminal podem usar THT para montar o PCB. Vias ou furos no PCB permitem que o terminal ou fio passe e seja fixado com solda. Capacitores, bobinas e outros itens grandes são adequados para THT, pois você pode colocá-los manualmente. Alguns fabricantes também usam processos automatizados de montagem THT.

Primeiro, os componentes são colocados manual ou automaticamente na placa. Uma verificação é realizada para encontrar discrepâncias e depois passa para um forno onde pasta de solda é aplicada sobre os terminais.

THT não é adequado para grandes volumes, pois o processo se torna cansativo e demorado se feito manualmente.

SMT

SMT é adequado para produção em massa, pois máquinas fazem todo o trabalho. Também é ideal para componentes pequenos que têm terminais ou pinos em vez de fio.

Um estêncil cuida da soldagem, após o que os componentes são fixados nos pontos soldados. Uma máquina é usada para pegar as peças e colocá-las delicadamente no PCB. Em seguida, a pasta de solda passa por um forno para endurecer e fixar os componentes.

8. Serviços de Fabricação de PCB — Como Calcular seu Custo de Montagem de PCB?

Sua Lista de Materiais (BOM) de um PCB é montada na placa. O custo de montagem depende de muitos fatores. Custos de mão de obra diferem conforme regiões — é muito mais barato fabricar PCB na China do que na América do Norte.

Você deve considerar o tempo de entrega do seu pedido. Se quiser entrega rápida, pode precisar pagar extra, pois o fabricante pode adiar outros trabalhos para terminar seu projeto.

O custo de produção por placa diminui em volumes maiores, resultando em custo geral baixo. Pode custar mais fabricar pequenos lotes de PCBs. Você também deve considerar a tecnologia em uso — SMT é mais barato devido à automação, enquanto THT custa mais.

Agora, vamos ao último capítulo.

5. Serviços de Fabricação de PCB — Testes de PCB

9. Como Garantir Funcionamento Adequado do PCB?

Muitos testes precisam ser realizados para garantir a funcionalidade do PCB. Os testes significativos são isolamento e continuidade de circuito, que determinam a qualidade do processo de fabricação.

O teste de continuidade busca desconexões no circuito, enquanto o teste de isolamento determina curtos-circuitos.

Você também pode realizar outros testes como o teste "cama de pregos", fixando molas nos pontos de teste. Então, 200g de pressão são aplicados para testar a durabilidade dos pontos de teste.

10. Serviços de Fabricação de PCB — Que Verificação de Qualidade Você Deve Realizar?

Você pode conduzir um teste visual do PCB com régua e lupa. Procure defeitos cosméticos como rugosidade ou arranhões na superfície e verifique a posição dos pads.

Inspecione a integridade dos padrões condutivos e verifique se as vias foram furadas adequadamente. Teste a qualidade do revestimento e fluxo de chapeamento para garantir que estão claros e firmes.

Conclusão

Seus PCBs sairão exatamente como o projeto se você considerar todas as perguntas acima. É sempre melhor ser cuidadoso do que deixar o fabricante decidir por você. Fazer as perguntas certas resulta no sucesso do seu projeto e maior rentabilidade.

Se você procura o serviço certo de Fabricação de PCB, não precisa procurar mais. Trabalhamos com produtos PCB oferecendo serviços altamente especializados. Converse com nossos especialistas hoje para saber como podemos ajudar com tudo, desde PCB personalizado até serviço de montagem.