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Uma placa de circuito impresso, ou PCB, é utilizado para suportar mecanicamente e ligar componentes electrónicos utilizando vias condutoras, faixas ou traços do sinal gravados a partir de folhas de cobre laminada num substrato não condutor electricamente. É também referido como placa de circuito impresso (PWB) ou da placa de circuito gravada. placas de circuito impresso são usados virtualmente em todos, mas a mais simples produzido comercialmente dispositivos electrónicos.
Um PCB preenchido com componentes eletrônicos é chamado de conjunto de circuito impresso (PCA), conjunto de placa de circuito impresso ou conjunto de PCB (PCBA). No uso informal, o termo “PCB” é usado tanto para placas nuas quanto montadas, o contexto esclarecendo o significado.
propriedades do circuito da PCB
Cada traço é constituído por uma parte plana, estreito da folha de cobre que permanece após o condicionamento. A resistência, determinada pela largura e espessura, dos vestígios deve ser suficientemente baixa para a corrente do condutor irá transportar. Alimentação e terra vestígios podem precisar de ser maior do que os traços de sinal. Em uma placa de multi-camada de uma camada inteira pode ser de cobre principalmente sólida para agir como um plano de terra para blindagem e retorno de energia.
Para os circuitos de micro-ondas, as linhas de transmissão podem ser dispostas sob a forma de linha de fita e de microfita com dimensões cuidadosamente controladas para assegurar uma impedância consistente. Em circuitos de rádio-frequências e de comutação rápida a indutância e capacitância dos condutores placa de circuito impresso se tornam elementos de circuito significativos, geralmente indesejável; mas eles podem ser utilizados como uma parte deliberada do desenho do circuito, evitando a necessidade de componentes discretos adicionais.
montagem de circuito impresso
Depois que a placa de circuito impresso (PCB) é concluída, os componentes eletrônicos devem ser conectados para formar um conjunto de circuito impresso funcional, ou PCA (às vezes chamado de “conjunto de placa de circuito impresso” PCBA). Na construção de orifícios, os condutores dos componentes são inseridos nos orifícios. Na construção de montagem em superfície, os componentes são colocados em almofadas ou pontos nas superfícies externas do PCB. Em ambos os tipos de construção, os condutores dos componentes são eletricamente e mecanicamente fixados à placa com uma solda de metal fundido.
Há uma variedade de técnicas de soldagem usados para prender componentes para um PCB. produção de grande volume é normalmente feito com a máquina de colocação de SMT e fornos de soldadura por onda ou refusão em massa, mas os técnicos especializados são capazes de soldar partes muito pequenas (por pacotes 0201 instância que são 0.02 em. por 0.01 pol.) com a mão sob um microscópio, utilizando pinças e um ferro de solda ponta fina para pequenos protótipos de volume. Algumas peças podem ser extremamente difíceis de soldar à mão, tais como pacotes de BGA.
Muitas vezes, através de buracos e construção da superfície de montagem devem ser combinados numa única montagem, porque alguns componentes necessários estão disponíveis apenas em embalagens de montagem em superfície, ao passo que outros são disponíveis apenas em pacotes através de buracos. Outra razão para usar os dois métodos é que através de buracos de montagem pode fornecer a força necessária para componentes susceptíveis de suportar o estresse físico, enquanto os componentes que são esperados para ir intocado vai ocupar menos espaço, utilizando técnicas de montagem em superfície.
Depois que a placa foi preenchido pode ser testado em uma variedade de formas:
Embora a energia é desligada, a inspecção visual, de inspecção óptica automatizada. orientações JEDEC para componente PCB colocação, solda, e inspecção são comumente usados para manter o controlo de qualidade nesta fase de fabricação de PCB.
Embora a energia é desligada, a análise de assinaturas analógico, o teste de desligamento.
Enquanto o aparelho é ligado, no circuito de teste, onde as medições físicas (isto é, tensão, frequência) pode ser feito.
Enquanto o aparelho estiver ligado, teste funcional, apenas verificar se o PCB faz o que havia sido projetado para fazer.
Para facilitar estes testes, os PCBs podem ser concebidos com almofadas extras para fazer conexões temporárias. Às vezes, estas almofadas deve ser isolada com resistores. O teste in-circuito também pode exercer funções de teste de verificação de contorno de alguns componentes. In-circuito pode também ser usado sistemas de teste para programar componentes de memória não volátil no tabuleiro.
Em testes de pesquisa de limites, teste circuitos integrados em vários ICs na placa formar conexões temporárias entre o PCB traça para testar se os ICs são montados corretamente. teste de pesquisa de limites exige que todos os ICs a ser testado o uso de um procedimento de configuração de teste padrão, o mais comum é o padrão Joint Teste Action Group (JTAG). A arquitetura de teste JTAG proporciona um meio para testar interligações entre circuitos integrados em uma placa sem a utilização de sondas de teste físico. fornecedores de ferramentas JTAG fornecer vários tipos de estímulo e algoritmos sofisticados, não só para detectar as redes de falha, mas também para isolar as falhas para redes específicas, dispositivos e dos pinos.
Quando placas falhar no teste, os técnicos podem desolder e substituir componentes avariados, uma tarefa conhecida como retrabalho.
Design
A geração da arte da placa de circuito impresso foi inicialmente um processo totalmente manual feito em folhas transparentes de mylar em uma escala de geralmente 2 ou 4 vezes o tamanho desejado. O diagrama esquemático foi primeiro convertido em um layout de blocos de pinos de componentes e, em seguida, os rastreamentos foram roteados para fornecer as interconexões necessárias. As grades mylar não reproduzíveis pré-impressas auxiliadas no layout e as transferências secas por fricção de arranjos comuns de elementos de circuito (pads, dedos de contato, perfis de circuito integrado e assim por diante) ajudaram a padronizar o layout. Os traços entre os dispositivos foram feitos com fita adesiva. A “arte” do layout acabado foi então reproduzida fotograficamente nas camadas resistentes das placas revestidas de cobre em branco.
A prática moderna é menos trabalho intensivo desde que os computadores podem realizar automaticamente muitos dos passos de layout. A progressão geral de um desenho comercial placa de circuito impresso que incluem:
captura esquemática através de uma ferramenta de automação de design eletrônico.
dimensões do cartão e modelo são decididas com base em circuitos necessários e caso dos determinar os componentes fixos e dissipadores de calor, se necessário.
Decidir camadas da pilha de PCB. 1 para 12 camadas ou mais, dependendo da complexidade do projeto. plano de terra eo plano de energia são decididas. planos de sinal, onde os sinais são encaminhadas estão na camada superior, bem como as camadas internas.
determinação impedância da linha utilizando a espessura da camada dieléctrica, espessura de cobre de encaminhamento e de rastreio de largura. separação traço também tida em conta no caso de sinais diferenciais. Microstrip, stripline ou dupla linha de fita pode ser usada para sinais de rota.
Colocação dos componentes. considerações térmicas e geometria são tidos em conta. Vias e terras são marcadas.
Passagem dos traços de sinal. Para um desempenho óptimo EMI sinais de alta frequência são encaminhadas em camadas internas entre os planos de energia ou à terra, conforme planos de energia comportar como solo para AC.
geração de arquivos Gerber para a fabricação.
PWB Multi-Layer
Opção para dedicar camadas à terra
Formas de planos de referência para sinais
Controle EMI
controlo de impedncia mais simples
Opção para dedicar camadas das tensões de alimentação
distribuição de baixa ESL / ESR
mais recursos de roteamento de sinais
Considerações elétricas na Seleção de Materiais
Constante dieléctrica (permissividade)
Quanto mais estável, o melhor
Valores mais baixos podem ser mais adequados para a contagem de camada de alta
Os valores mais altos podem ser mais adequado para algumas estruturas RF
tangente de perda
Quanto menor, melhor
Torna-se mais de um problema em freqüências mais altas
Absorção de umidade
Quanto menor, melhor
Pode afetar constante dielétrica e tangente de perda
tensão de ruptura
Quanto maior, melhor
Normalmente não é um problema, excepto em aplicações de alta tensão
Resistividade
Quanto maior, melhor
Normalmente não é um problema, excepto em aplicações de baixa fuga