Fabricação de PCB: O Processo de Produção Completo

A fabricação de PCB envolve muitos processos. Fabricantes usam procedimentos únicos para melhorar qualidade e eficiência. Qualquer designer, engenheiro ou fabricante precisa conhecer esses processos individuais para selecionar o método certo e garantir o sucesso do projeto.

Hoje examinamos os processos individuais na fabricação de placas de circuito impresso, para que você possa escolher o método ideal para máxima eficiência. Determine os requisitos do seu projeto e selecione os processos aplicáveis.

Como Identificar o Tamanho Especial do PCB

PCBs podem ter qualquer formato ou tamanho conforme sua aplicação. Veja os formatos e tamanhos especiais disponíveis.

Formatos Especiais de PCB

PCBs costumam ser quadrados ou retangulares, mas podem ser feitos em qualquer forma:

• Redondo
• Formato "L"
• Polígono
• Oval

Não há limite para as formas possíveis, cada uma atendendo a propósitos diferentes e encaixando em diversos gabinetes.

Ferramentas de design de PCB permitem criar placas de vários formatos. Use a janela de edição e escolha um novo design conforme sua necessidade. Também é possível criar ou editar formas usando o editor.

Fabricação de PCB — Tamanhos Especiais

Assim como os formatos, os tamanhos também variam. Falamos aqui de tamanhos de painel. O padrão da indústria é 18 x 24 polegadas. Outros formatos incluem 12 x 18, 21 x 29 polegadas, entre outros.

Escolha o tamanho adequado à sua aplicação.

Agora exploraremos diferentes materiais de PCB.

Vários Tipos de Materiais Especiais para PCB

PCBs podem ser feitos de epóxi, Teflon, metal e outros materiais. Alguns materiais especiais incluem:

TG 150

TG refere-se à temperatura de transição vítrea, indicando a resistência ao calor do material. Quanto maior o TG, maior a resistência. TG 150 é um material de alta resistência térmica, feito de epóxi reforçado com fibra de vidro retardante a chamas, também conhecido como FR-4, suportando altas temperaturas.

Fabricação de PCB — TG 170

TG 170 tem resistência ao calor superior ao TG 150, adequado para aplicações eletrônicas de alta temperatura. O material resiste efetivamente ao calor e passa ao estado líquido acima de 170°C.

PCB Rogers

Rogers é uma empresa especializada em PCBs de alta frequência. Usam laminados FR-4 e Teflon para propriedades de alta frequência. São mais caros que fibra de vidro, mas resistentes a perdas em altas frequências.

Selecione o material conforme os requisitos do seu projeto.

Na Montagem de PCB: Máscara de Solda e Silk-screen Especiais

Uma máscara de solda é uma camada permanente aplicada às PCBs. Protege trilhas e interfaces de cobre, previne pontes de solda condutivas e elimina curtos-circuitos.

O que é Máscara de Solda Fotoimaginável com Tinta Líquida (LPI)?

LPI é uma fórmula de tinta que pode ser pulverizada na PCB e exposta a luz UV para desenvolver padrões desejados.

O que é Máscara de Solda Fotoimaginável de Filme Seco?

Após desenvolvimento, solda-se componentes nos pads de cobre usando as aberturas no padrão. Aplica-se filme seco por vácuo, seguido de cura térmica da camada de cobre.

O que é Máscara de Solda Líquida de Epóxi?

É a máscara mais barata, aplicada via silk-screen. Epóxi é um polímero termofixo usado em diversas aplicações eletrônicas.

Fabricação de PCB — O que é Silk-screen?

Silk-screen são as marcações ou letras para identificar componentes e peças da PCB. Usa tintas de várias cores (branco, vermelho, preto, amarelo). Três processos de aplicação:

• Impressão manual em tela
• LPI (Liquid Photo Imaging)
• DLP (Direct Legend Printing)

Agora exploraremos vias e furos de PCB.

Fabricação de PCB — Furos e Vias

Vias oferecem caminho condutivo para sinais elétricos na PCB. Usam furos metalizados e podem ser de diferentes tipos. Detalhamento dos processos especiais de via:

• Furo de contra-alésagem (back drill/counterbore): furos padrão para parafusos sextavados. Back drills eliminam transmissão e conexão para prevenir reflexão e dispersão.
• Vias tampadas (plugged vias): preenchidas com máscara ou material não condutor após metalização de cobre.
• Vias cegas e enterradas (buried and blind vias): via cega conecta camada interna a uma externa sem atravessar a placa. Vias enterradas conectam pelo menos duas camadas internas, invisíveis externamente. Ideais para PCBs com restrição de espaço.
• Furo interno (inner hole): processo para PCBs multicamadas.
• Micro via: microfuros feitos a laser, criando conexões elétricas em PCBs multicamadas.
• Vias tendadas (tenting vias): cobre o furo e anel anular com máscara de solda, reduzindo pads condutivos visíveis.
• Fresamento de furo cego (milling blind shot): remoção de cobre para criar PCB conforme layout. Processo livre de químicos, ao contrário da gravação.

Fabricação de PCB — Tratamento de Superfície Importante para Montagem

PCBs geralmente têm acabamento superficial para proteção e soldabilidade ideal. Principais acabamentos:

Ouro Duro (Hard Gold)

Adequado para teclados e dedos de conectores de borda. Muito durável, mas caro. Camada de ouro sobre barreira de níquel. Processo trabalhoso e com etapas extras.

Fabricação de PCB — Níquel Paládio

Acabamento que confere resistência à abrasão, melhora condutividade e protege camadas de cobre. Processo simples, mas não adequado para PCBs de alta densidade.

Imersão Estanho/Prata/Ouro

Imersão prata: ideal para trilhas finas, processo simples. Difícil teste elétrico, possíveis problemas de durabilidade na soldagem.
Imersão estanho: para solda sem chumbo, adequado para SMT. Requer armazenamento cuidadoso, não ideal para contatos de chave.
Imersão ouro (ENIG): acabamento padrão, superfície plana para SMT. Usável em furos passantes e painéis espessos. Alta resistência a ataques ambientais.

Fabricação de PCB — Dedos de Ouro (Gold Fingers)

Pontos de conexão sofrem contínua inserção e remoção, vulneráveis a falhas. Conectores recebem banho de ouro ou outros metais para reforçar conectores de borda, suportando desgaste.

Veremos agora as implicações de ferramental para PCBs.

Fabricação de PCB — Teste Elétrico: Passos Importantes para Detectar Funcionamento

Após tratamento superficial, testa-se a função da PCB. Dois testes principais: continuidade de circuito e verificação de isolamento.

Testa-se para garantir ausência de circuitos abertos ou curtos. O teste elétrico também determina integridade de interconexões passantes e trilhas.

Às vezes usa-se teste de sonda voadora (flying probe), com sondas móveis verificando desempenho elétrico de cada rede em PCB virgem. Essencial para garantir qualidade e desempenho do lote.

Fabricação de PCB — Precauções

Fabricação de PCB — Ferramental (Tooling)

Tooling é o processo de criação de PCBA, a programação para controle de montagem pick-and-place. Feito uma vez por projeto, sem necessidade de repetição.

Livre de Halogênio (Halogen Free)

Alguns materiais de PCB da família dos halogênios podem ser tóxicos. Elementos halogênios incluem: Bromo, Flúor, Iodo, Cloro, Astato. PCBs livres de halogênio têm níveis muito baixos para promover segurança e saúde.

Fabricação de PCB — HF / CIT

Tecnologia CIT imprime cobre em substratos flexíveis como PET. Processo de baixo custo ideal para prototipagem rápida. HF (PCB de alta frequência) usa geralmente material PTFE, adequado para aplicações acima de 1 GHz.

Fabricação de PCB — Conclusão

Na WellPCB, oferecemos serviço completo e produtos de alta qualidade. Envie seus documentos e receba orçamento imediato! Temos dez anos de experiência usando processos únicos para suas necessidades. Escolha o método adequado para máxima eficiência e funcionalidade. Fabricamos PCBs com os métodos certos para que seu projeto seja rentável. Entre em contato para saber mais sobre nossos processos.