O que são trilhas de placa de circuito?

Os traços da placa de circuito são gravados diretamente no substrato das placas de circuito impresso (PCB). Eles também são conhecidos como caminhos. Esses traços são semelhantes a fios. Sua função básica é transferir sinais ou energia para os componentes da PCB. Por exemplo, relés, resistores, terminais, carcaças de capacitores e condutores. Então, como os engenheiros de PCB lidam com essa situação? Eles criam traços de PCB a partir de uma folha de cobre com uma espessura estreita.

O ponto interessante é que esses traços transformaram os campos eletrônicos. Por exemplo, eles eliminam completamente os métodos tradicionais de fiação. Os fabricantes os utilizam hoje em dia por questões de confiabilidade e como caminhos padronizados.

O que são trilhas de placa de circuito?

Em palavras bem simples, as trilhas de placas de circuito são as finas linhas metálicas que geralmente vemos em placas de circuito. Pense nelas como pequenas estradas por onde a eletricidade viaja. Assim, quando você liga um dispositivo, a eletricidade flui por essas trilhas. O objetivo é conectar todas as peças.

Veja bem, esses rastros são extremamente importantes porque, sem eles, seus eletrônicos não funcionariam! O ponto principal é que eles substituem fios bagunçados, tornando os dispositivos menores e mais confiáveis. Por que isso é importante? Porque quase todos os gadgets que você usa os possuem.

Materiais de traços de placas de circuito

Confira estes materiais comuns de rastreamento de PCB:

● Cobre (Cu)

● Alumínio (Al)

● Prata (Ag)

● Ouro (Au)

● Níquel (Ni)

Cobre (Cu)

Os fabricantes de PCBs incorporam o cobre (Cu) como material comum de fabricação. Consequentemente, em PCBs, ele é utilizado para construir caminhos finos para a transmissão de sinais. Você sabia que ele oferece características extraordinárias? Isso o torna uma escolha indispensável. Por exemplo, condutividade elétrica, preços acessíveis e compatibilidade.

As características únicas do cobre e seu desempenho auxiliam os engenheiros, permitindo-lhes produzir dispositivos elétricos produtivos. É, de certa forma, o material mais utilizado devido à sua durabilidade, confiabilidade e resistência a danos causados ​​pelo manuseio.

Propriedades:

● Alta condutividade elétrica

● Condutividade térmica

● Ductilidade

● Econômico

● Resiste à ferrugem

● Relação resistência-peso

● Confiabilidade

Aplicações:

Linhas de transmissão de microfita

 Os traços de cobre são usados ​​para aprimorar os sinais de alta frequência em linhas de transmissão de microfita. Você pode personalizar os traços de cobre com larguras e espessuras personalizadas.

Amplificadores de poder

 Os fabricantes empregam trilhas de cobre em amplificadores de potência para que possam distribuir a potência e regular o nível de saída.

Circuitos de alta frequência

Traços de cobre melhoram o desempenho de circuitos de alta frequência, incluindo radares ou sistemas de comunicação. Eles proporcionam boa condutividade elétrica e baixa resistência de controle.

Identificação por radiofrequência (RFID)

 O fabricante anexa trilhas de cobre ao identificador de radiofrequência. Isso transmite dados sem fio. Também é usado para fins de armazenamento.

Dispositivos MEMS

 Esses traços são usados ​​em dispositivos microeletromecânicos, combinando elementos mecânicos e eletrônicos em uma única viagem.

Painéis solares

 Painéis solares são utilizados em aplicações externas. Eles exigem materiais com propriedades abrangentes que possam resistir à corrosão e a aspectos ambientais críticos. É por isso que o engenheiro insere traços de cobre nas placas de circuito impresso dos painéis solares.

Integridade do Sinal

Traços de cobre são amplamente utilizados em dispositivos eletrônicos. Isso melhora a integridade do sinal e reduz a interferência eletromagnética (EMI) e a diafonia.

Alumínio (Al)

Como todos sabemos, o alumínio é utilizado em técnicas de fabricação há décadas. É facilmente encontrado no mercado. Este metal possui excelentes atributos de resistência à corrosão. As trilhas de PCB de alumínio são construídas por meio de um processo de fabricação chamado núcleo metálico.

O uso de ligas de alumínio para construir trilhas de placas de circuito é essencial para produtos leves. Suas características de condutividade térmica ajudam a dissipar o calor gerado durante as operações de transmissão.

Propriedades:

● Menor condutividade elétrica

● Excelente condutividade térmica

● Leve

● Proteção contra corrosão

● Durável

● Confiável

Aplicações:

Eletrônica Criogênica

 Traços de alumínio funcionam como fios supercondutores. Isso permite o fornecimento de sinal. É por isso que mantém um alto fluxo de potência em temperaturas criogênicas. Isso requer temperaturas significativamente baixas. Os produtos eletrônicos criogênicos são ferramentas de computação quântica ou de pesquisa progressiva e instrumentos científicos.

PCBs transparentes para sistemas de raios X

 Traços de alumínio contêm números atômicos. São utilizados em sistemas de raios X devido à sua menor atenuação de raios X. Reduzem significativamente a absorção de radiação em comparação com o cobre. Esses traços tornam-se transparentes quando o usuário realiza a radiografia de um objeto. Isso permite resultados de observação claros.

Aplicações de feixe nuclear

Como já discutimos, as ligas de alumínio oferecem boa condutividade térmica. Portanto, o fabricante as utiliza para aplicações em feixes nucleares. Esses feixes contêm altos níveis de radiação. Os traços de alumínio controlam a dissipação de calor. Abordagens de detecção, instrumentação nuclear e eletrônica de aceleradores de partículas utilizam esses traços, o que os ajuda a reduzir a geração de calor.

Sistemas de Iluminação LED

 A iluminação LED continua produzindo calor durante as operações. Ela precisa de elementos que transferem esse calor excessivo. Trilhos de alumínio são a melhor opção para controlar o superaquecimento.

Aeroespacial e Automotivo

 Os consumidores utilizam traços de alumínio em diversos sistemas industriais. Esses traços eliminam o superaquecimento durante as operações. Nas indústrias aeroespacial e automotiva, traços de alumínio são usados ​​em veículos, aeronaves, produtos domésticos e dispositivos de consumo. Esses dispositivos incorporam traços de alumínio como dissipador de calor.

Prata (Ag)

A prata é mais barata que o ouro. Ela oferece alta condutividade térmica e resistência à corrosão, o que pode permitir uma soldagem aprimorada. Os fabricantes utilizam esse material para melhorar o acabamento superficial do cobre. Consequentemente, ele produz uma camada protetora nas trilhas das placas.

Propriedades:

● Dissipa calor de forma eficaz.

● Maior condutividade elétrica.

● Resiste melhor à oxidação que o cobre.

● Caro

Aplicações:

Placas de circuito com alta frequência

Os traços de prata possuem boa capacidade de corrente, o que auxilia na transmissão do sinal. Esses traços eliminam a interrupção de sinais em altas frequências. São utilizados em circuitos de RF e produtos com transmissão precisa de sinais.

Aparelhos Médicos

  Traços de prata são usados ​​em marca-passos e dispositivos de diagnóstico. Qual é a finalidade básica? Esses traços são inseridos em PCBs para melhorar o desempenho dos equipamentos. Isso permite a coleta de informações precisas de máquinas sensíveis.

Sistemas Militares

A prata metálica é uma alternativa econômica ao cobre. Por isso, é amplamente utilizada em sistemas militares. Protege aplicações marítimas de condições extremas.

Eletrônicos de Consumo:

Empresas de PCB como a PCBasic se concentram em fabricar eletrônicos seguros e confiáveis. Traços de prata fornecem uma camada adicional para soldagem à placa de circuito impresso. Isso aumenta a vida útil e a resistência ao desgaste da aplicação.

Ouro (Au)

O ouro é um material caro em comparação com outros metais. No entanto, ele possui uma série de propriedades. Você pode incorporar este material para criar trilhas duráveis ​​em placas de circuito. Além de suas características principais (resistência à corrosão, flexibilidade e capacidade térmica), ele permite uma forte ligação entre os fios. Este material é biocompatível e derrete rapidamente. O fabricante pode reciclar este componente para uma produção com rendimento inovador.

Propriedades:

● Excelente resistência à oxidação e corrosão

● Biocompatível

● Acabamento de superfície

● Caro

● Flexibilidade

● Fácil de derreter

● Boa soldagem

● Sem chumbo

Aplicações:

Conectores de borda e contatos de interruptor

 A substância dourada é usada em PCBs para revestir os conectores de borda e os contatos dos interruptores. Isso ajuda a manter uma conexão estável ao longo do tempo.

Microelectronics

A contribuição da microeletrônica, como circuitos integrados ou semicondutores, é alta em PCBs. Por isso, o ouro é escolhido para estabilizar suas características condutivas.

Equipamento eletrônico

 Colunas banhadas a ouro são usadas em dispositivos eletrônicos como computadores, dispositivos vestíveis e smartphones. Elas são conectadas à placa-mãe por meio de circuitos secundários.

Naves espaciais e satélites

 Aplicações em naves espaciais e satélites utilizam traços de ouro em PCBs para resistir a climas adversos. Esses traços controlam seus sistemas de transmissão de comunicação e energia de forma eficaz.

Níquel (Ni)

O níquel é comumente usado para criar camadas duplas em placas de cobre em PCBs. A primeira camada protege as placas contra ferrugem e oxidação. Da mesma forma, a segunda camada prolonga sua longevidade. Este metal também atua como uma barreira entre as peças da solda e o cobre.

Propriedades:

● Oferece forte resistência à oxidação.

● Aumentar a vida útil

● Soldabilidade

● Condutividade elétrica moderada

● Dureza

Aplicações:

Chapeamento ENIG

O revestimento de ouro por imersão em níquel químico é construído sobre PCB, o que proporciona uma camada adicional de proteção contra oxidação.

Furos de passagem chapeados

 O engenheiro utiliza níquel para revestir furos passantes. Eles melhoram a resistência mecânica de PCBs multicamadas.

Conectores e pontos de contato

 Os conectores e pontos de contato das PCBs precisam de forte integração para uso a longo prazo. Portanto, o níquel é usado para soldagem e para conectar os componentes.

Espessura do traço do PCB

A espessura do traço do PCB é conhecida como largura e altura do traço. Ela pode ser definida dependendo do design do projeto. Normalmente, a espessura de um traço de placa de circuito varia de 0.008 polegadas a 0.240 polegadas. Considere os seguintes fatores ao determinar a espessura do traço do PCB:

● Espessura padrão

● Largura do traço

● Término do rastreamento

● Calculadora de tamanho de traço

Espessura Padrão

A espessura padrão dos traços de PCB para aplicações simples e industriais é de cerca de 0.5 oz/pé² a 2 oz/pé². No entanto, projetos pesados ​​com alta tensão precisam de 2 oz/pé² ou mais.

Largura do traço

A determinação da largura do traço é geralmente fixada e especificada pelo fabricante da placa de circuito impresso. Refere-se à fina linha de cobre condutor que transporta as transmissões de sinal.

Término de Rastreamento

Mais uma coisa que o leitor deve lembrar é que a junção de trilhas e pads também influencia a espessura da trilha. A largura da trilha é determinada principalmente de acordo com a largura dos pads nas pegadas SOIC.

Calculadora de tamanho de traços

Os fabricantes de PCB também utilizam calculadoras de tamanho de traços para calcular a espessura dos traços. Isso os ajuda a escolher as dimensões apropriadas para evitar superaquecimento e risco de choque.

Largura do traço do PCB vs. corrente

O que é largura da trilha de PCB versus corrente? Simplificando, podemos dizer que a relação entre a trilha de PCB e a corrente indica a capacidade de transmissão. O tamanho da espessura da trilha influencia drasticamente a tensão de alimentação de baixa a alta corrente. Portanto, a seleção correta do tamanho é essencial para aumentar a confiabilidade da PCB.

Calculando a largura do traço do PCB para a corrente:

● Norma IPC-2221

● Fatores a considerar

Norma IPC-2221

O IPC-2221 é a abordagem mais eficaz. Ele auxilia os fabricantes a determinar o tamanho exato da espessura do traço. Ele indica vários aspectos cruciais na forma de fórmulas e gráficos de capacidade de corrente e elevação de temperatura. Consulte o gráfico mencionado abaixo. Ele o orientará na escolha do tamanho da espessura. Ele se baseia na capacidade de corrente das camadas externa e interna.

Fatores a serem considerados

● Fluxo de corrente

● Aumento de temperatura permitido

● Camada PCB

Como reparar traços de placa de circuito?

Portanto, quando um traço se rompe em uma placa de circuito, você mesmo pode consertá-lo. O ponto básico é que você precisa criar um novo caminho para o fluxo de eletricidade. Primeiro, limpe a área danificada para reparar a PCB. Qualquer sujeira impedirá que o reparo se fixe. Em seguida, use tinta condutiva, solda ou um fio fino para reconectar o traço quebrado.

 O ponto principal é garantir que a nova conexão esteja segura e com contato total. Por que isso é importante? Porque um reparo fraco logo falhará novamente. Entendeu? Se você tiver um reparo de circuito impresso preciso, ele evitará que você precise substituir a placa inteira!

Conclusão

As trilhas de placas de circuito são os caminhos padrão das placas de circuito. Elas distribuem a transmissão de sinais por todos os elementos. O fabricante pode escolher entre diversos materiais para construir as trilhas desejadas. Essas trilhas são amplamente utilizadas em uma infinidade de aplicações para integridade de sinal. A espessura e a largura das trilhas impactam diretamente seu desempenho. Portanto, considere o aspecto específico ao projetar suas trilhas de PCB com qualidades funcionais.