Dominando Placas Microcircuito: Dicas e Truques Essenciais de Design

A tecnologia de hoje é bem diferente do que tínhamos no passado. Curiosamente, o tamanho de componentes elétricos está ficando significativamente menor. E o mesmo vale para placas de circuito impresso. A redução de tamanho agora permite fabricantes de PCB desenvolver placas microcircuito. Estes designs micro são cerca de metade do tamanho do PCB regular. No entanto, placas menores requerem novas regras de design. Então, este artigo ensinará como construir uma placa microcircuito. Você também aprenderá as diretrizes de design micro PCB e o que pode fazer com estes circuitos.

O que é uma Placa Microcircuito?

Micro PCB

Microcircuitos são como PCBs regulares mas com designs menores. Estas placas têm trilhas e vias menores que tornam possível projetar circuitos menores.

Uma placa microcircuito tem métodos de design diferentes comparados aos métodos de design PCB padrão. Também é mais avançada - já que você não pode usar materiais e processos tradicionais para fabricá-las. O método que funciona para projetar placas microcircuito é Fotolitografia.

Curiosamente, PCBs tradicionais têm largura mínima de linha de 75 mícrons, enquanto placas microcircuito podem ir até 30.

PCB Tradicional

Como Fazer uma Placa Microcircuito

Você deve primeiro considerar o quão pequeno você quer suas linhas finas. Se você está trabalhando com 30 mícrons, não precisará da camada de cobre regular de uma onça. Quanto mais você reduz sua largura de linha, mais sua espessura reduz.

No entanto, trilhas de cobre mais finas não podem causar problemas à sua placa de circuito. Mas, haverá problemas se você estiver trabalhando com aplicações de alta corrente. Felizmente, uma correção fácil seria usar trilhas mais largas e específicas para lidar com o fluxo de alta corrente.

Embora linhas finas de 30 mícrons sejam robustas e confiáveis, abuso físico pode causar danos. Você pode usar máscaras de solda para torná-las mais duráveis à força física.

Também, aderir cobre à superfície da sua placa de circuito pode ser complicado. No entanto, você pode usar métodos para aderir seus micro traços à superfície da sua placa.

Além disso, você terá que observar o limite físico para suas vias pequenas. Se você estiver projetando abaixo de 50 ou 2 mícrons, revestir as paredes dos furos da sua placa pode não ser fácil, e você pode criar vias de baixa qualidade.

A espessura do seu laminado também determina o diâmetro mínimo da sua Via.

Também, escolher novas tecnologias sobre tecnologia de placa de circuito tradicional economizaria tempo, esforço e custo.

Dicas e Truques para Criar o Menor PCB

Furos e Trilhas PCB

1. Existem muitas coisas a notar ao projetar placas microcircuito. Estes fatores incluem largura mínima de trilha, furo de furação, folga mínima de máscara de solda, tamanho de texto e muitos outros. Na verdade, combinar estes fatores ajudará a determinar o tamanho da sua placa de circuito.

2. Outra dica para criar PCBs pequenos é sempre considerar suas vias cegas e enterradas (bed of nails). Além disso, estes fatores são essenciais ao design da sua placa e ajudam a tornar a menor placa possível.

3. O papel das vias é conectar trilhas dentro das camadas da placa. Também, opções mais tradicionais podem reduzir o espaço de roteamento do design da sua placa. Mas, você precisará encontrar alternativas se não quiser uma placa grande. Vias cegas podem conectar camadas externas e internas enquanto reduzem espaço de roteamento. Por outro lado, vias enterradas conectam várias camadas internas, não externas. Portanto, você não precisará de amplo espaço na placa, e terá um produto estável.

4. Também, não ignore o espaçamento entre seus componentes. Se seu design mantém seus componentes eletrônicos próximos, consumirá seu espaço de roteamento de trilhas.

5. Além disso, um componente com mais pinos precisaria de mais espaço. Portanto, o espaçamento adequado tornará mais fácil soldar suas peças na placa microcircuito.

6. Por fim, sempre use numeração de pinos padrão para sua placa. Manterá as coisas orientadas e reduzirá riscos durante inspeção e soldagem. Dessa forma, você terá menos preocupações de fabricação enquanto reduz o tamanho da sua placa de circuito.

Aplicações de Placa Microcircuito

A necessidade de PCBs pequenos continua a crescer conforme a tecnologia miniaturiza. Agora, placas microcircuito podem funcionar com diferentes aplicações. Algumas destas aplicações incluem:

• LED
• Semicondutor
• Micro-ondas
• Industrial
• Instrumentação
• Eletrônica de potência
• Manufatura por contrato
• Equipamentos médicos

Diretrizes de Design Micro PCB

Aqui está uma diretriz para ajudá-lo a projetar micro PCBs.

1. Tamanhos de Furos

Furos Grandes PCB

Ao projetar micro PCBs, você precisa eliminar todo elemento de designs PCB tradicionais. Portanto, precisará fazer remodelagem completa para sua aplicação caber em tamanho menor.

No entanto, esta tarefa pode ser bem desafiadora se você só domina os métodos de designs tradicionais. Na verdade, um erro que você precisa evitar é criar furos grandes.

Sem dúvida, seu micro PCB não será tão eficaz se os furos forem muito grandes. Em vez disso, você só produzirá um micro PCB abaixo do padrão ou não funcional. Portanto, é essencial que você só trabalhe com o fabricante adequado.

Fabricantes podem servir como especialistas que ajudam a fabricar um design micro PCB - até seus padrões.

2. Micro vias

Micro vias PCB

Você precisará de um design HDI multicamadas para PCBs por causa da tecnologia HDI. Então, camadas de cobre podem funcionar como HDI multicamadas.

Mas não é só isso. Você também precisará de micro vias porque elas podem conectar estas camadas finas de cobre.

Brocas a laser podem ajudar a criar furos com diâmetro de 2 a 3 mils de espessura. Alternativamente, você pode fazer through-holes de 5,9 mils com 60 mils de espessura.

Mas, note que furos perfurados não são iguais a furos perfurados a laser. Enquanto furos perfurados têm pads de 12 mils com furos de 6 mils, micro vias perfuradas a laser têm pads de 5 mils e podem usar vias de 3 mils.

3. Espessura do Cobre

Placa de Circuito com Cobre

Curiosamente, uma onça de cobre é a espessura comum para circuitos de linha fina de três mils. Contrariamente, microcircuitos funcionam com oz por 30 mícrons de largura.

Por esta razão, seus traços não precisam sair do revestimento da superfície da placa. Tudo que você precisa para fabricação é revestimento de padrão regular.

Também, revestimento de padrão pode fazer conexões através de todo seu circuito. Em contraste, revestimento de wire bonding é elétrico.

4. Teste Elétrico

Conforme a tecnologia evolui, precisaremos de pads de pouso menores. Agora, o limite inferior de tecnologia de sonda rígida ou voadora é 2-3 mils. No entanto, deve diminuir com o tempo para caber em placas de circuito menores.

Mas, se você estiver usando pontos menores no seu micro PCB, como conectores de borda, deve usar extensões. Além disso, você pode usar estes pads de extensão de 3-4 mils para empurrar suas linhas para fora do circuito.

5. Marcação de Identificação

De fato, você não pode usar imagens de serigrafia regulares no seu microcircuito. A razão é simples! É simplesmente grande demais para circuitos menores.

Em vez disso, você pode tentar uma resolução menor de marcação de identificação, como impressora jato de tinta.

6. Confiabilidade

Enquanto você pode usar laminados PCB padrão para microcircuitos e HDI, haverá limites para o que você pode fazer com eles.

Contrariamente, você pode usar laminados tipo FR4 para fabricar microcircuitos de face única e dupla. Mas, estes laminados devem ser finos o suficiente para você perfurar micro through-holes.

7. Marcação de Segurança

Identificação não é a única marcação necessária. Você também precisa de marcações de segurança. Além disso, é possível inserir sua imagem na sua máscara de solda. Portanto, recomendamos usar códigos de barras.

Estes códigos de barras são minúsculos demais para olhos humanos verem.

8. Máscara de Solda

Máscara de Solda

Tecnologia recente nos permite criar linhas finas de 30 mícrons. No entanto, tal tecnologia não está presente em máscara de solda.

O limite para máscara de solda ainda é precisão de posição de 75-mícrons e resolução de imagem. Também, lembre-se de usar liga de solda livre de chumbo.

9. Acabamento Final

Enquanto você pode usar acabamentos para PCBs regulares, recomendamos usar acabamentos especificamente para microcircuitos.

Você pode usar ouro macio wire bondable, prata ou estanho de imersão para finalizar seu design microcircuito.

10. Verifique se seu Fabricante é Capaz

Fabricante PCB

Não importa se você está trabalhando com uma aplicação específica; é sempre importante saber o que seu fabricante pode fazer. É um passo bem importante no processo de design micro PCB.

As coisas não serão tranquilas se você trabalhar com um fabricante que não atenda seus padrões e especificações. Microcircuitos ainda são complexos, e alguns fabricantes podem oferecer pouca ou nenhuma ajuda/suporte. Portanto, antes de iniciar seu processo de design PCB, certifique-se que seu fabricante está à altura.

Também, note que seu design deve estar dentro das diretrizes deles. Então, você terá que retrabalhar seu design se seu fabricante não puder atender suas demandas.

Retrabalhar também causa atrasos e desacelera a velocidade de mercado e tempo de turnaround.

12. Consulte um Engenheiro

Uma vez que você tem certeza que sua empresa de fabricação PCB pode lidar com seus requisitos base, você deve contatar um engenheiro dessa empresa. Idealmente, você deve se conectar com este engenheiro durante todo o processo de design.

O engenheiro também serviria como guia para seu design micro PCB. Infelizmente, muitas empresas não oferecem serviços liderados por engenheiro.

Então, se você não pode acessar suporte de um engenheiro, deve verificar outras empresas de fabricação antes de ir fundo no processo de design.

Palavras Finais

Placa de Circuito Corte a Laser

Os avanços na tecnologia exigem placas de circuito muito menores. Embora estas placas sejam metade ou um quarto de PCBs regulares, não ficam para trás em termos de potência e capacidades.

Adicionalmente, estes PCBs pequenos têm várias aplicações e podem criar vários produtos. Eles também tornam designs de circuito mais convenientes que PCBs padrão.

Também, lembre-se que o tamanho da sua placa de circuito depende do seu design. Você pode usar software de design para criar layouts e reduzir rapidamente o tamanho das suas placas de circuito.

O que você acha sobre placas microcircuito? Sinta-se à vontade para nos contatar se quiser fabricar seu micro PCB.