O que é montagem de PCB industrial e como ela é útil para nós?

Introdução

Esta publicação tem como objetivo ampliar o conhecimento sobre a montagem industrial de PCBs, seus componentes, funções e setores que dependem desses microchips. Além disso, os setores que buscam fabricantes de PCBs confiáveis ​​aprenderão como encontrar os mais confiáveis.

O que é um conjunto de PCB industrial?

Quais são as diferenças entre conjuntos de PCB industriais e outros conjuntos de PCB?

Idealmente, um processo de fabricação de PCB industrial é muito diferente dos outros tipos de montagens de PCB da seguinte maneira:

1. Escala de produção

A montagem de PCBs industriais destina-se à produção em massa, pois são utilizadas no setor industrial. Os outros tipos de montagem de PCBs não são destinados ao uso em massa. Isso significa que o PCB industrial pode ser montado rapidamente em larga escala.

2. Automação

Os fabricantes frequentemente optam pela automação na montagem de PCBs industriais. Isso significa que a colocação dos componentes, a soldagem e a laminação são feitas por máquinas automáticas. Os outros tipos de PCBs geralmente são montados e testados manualmente.

Teste e garantia de qualidade

Como os PCBs industriais são utilizados no setor industrial, eles passam por testes rigorosos e os fabricantes tomam medidas extras para garantir a alta qualidade deles. Eles realizam testes mecânicos, químicos, etc., para entregar apenas produtos da mais alta qualidade às indústrias. Os outros tipos de PCBs passam por testes, mas não com tanto rigor.

Considerações sobre custos

Os PCBs industriais são econômicos, o que permite reduzir o custo total do dispositivo. Eles precisam ter um equilíbrio entre qualidade e custo para que a qualidade não seja comprometida. Outros tipos de PCBs podem ser um pouco caros, pois não são produzidos em grandes quantidades.

Quais indústrias dependem da montagem de PCB?

Hoje em dia, quase todos os setores dependem de PCBs industriais de uma forma ou de outra. Alguns desses setores são:

• Eletrônicos/Eletrônicos de consumo: Circuito central para dispositivos, design compacto.
• Automotiva: Sistemas de controle, gerenciamento de motores, segurança.
• Aeroespacial / Defesa: Aviônica, sistemas de missão crítica, confiabilidade.
• Telecomunicações: Processamento de sinais, equipamentos de rede, confiabilidade.
• Dispositivos Médicos: Eletrônica de precisão, monitoramento de pacientes, diagnósticos.
• Automação Industrial: Painéis de controle, automação de processos, confiabilidade.
• Energia/Poder: Distribuição de energia, sistemas de controle, eficiência.
• Computador / TI: Placas-mãe, servidores, processamento de dados.
• Sistemas de comunicação: Estações base, dispositivos de RF, processamento de sinais.
• Robótica: Placas de controle, drivers de motores, automação.
• Eletrodomésticos: Painéis de controle, automação, eficiência.
• Instrumentação/Medição: Dispositivos de medição de precisão, aquisição de dados.
• Equipamento de rede: Roteadores, switches, comunicação de dados.
• Equipamento de áudio / vídeo: Amplificadores, processamento de vídeo, roteamento de sinal.
• Dispositivos IoT: Sensores, conectividade, processamento de dados.

Quais são os componentes da montagem de PCB industrial?

A maioria dos PCBs industriais possui estes componentes:

1. Circuitos integrados (CIs): Eles são semelhantes ao cérebro do circuito, que atua como uma unidade central de processamento. Os CIs são projetados para lidar com funções complexas, processamento de sinais, amplificação de sinais, operações lógicas, etc.
2. Resistores: Eles controlam o fluxo de tensão, regulam-no e dividem-no para que o circuito receba a quantidade correta de tensão. Os resistores podem ajustar os níveis de sinalização para manter todos os componentes da placa de circuito impresso seguros e protegidos.
3. Capacitores: Capacitores podem armazenar uma pequena quantidade de energia e liberá-la suavemente. Quando desconectamos a fonte de alimentação, os capacitores garantem que a placa de circuito desligue suavemente, suavizando o fluxo de energia para ela, em vez de desligar toda a placa de circuito repentinamente. Isso garante a longevidade e o alto desempenho da placa.
4. Indutores: Eles armazenam energia em um campo magnético e são usados ​​em filtros, transformadores, etc.
5. Diodos: Diodos garantem que a corrente flua em uma direção e bloqueiam qualquer corrente na direção reversa. São usados ​​em retificadores, demodulação de sinais, etc.
6. Transistores: Eles amplificam os sinais eletrônicos e é por isso que são usados ​​em circuitos lógicos digitais, amplificação e oscilação.
7. Conectores: Os conectores permitem a conexão de dispositivos externos à placa de circuito. Eles funcionam como uma porta, como uma porta USB, uma porta HDMI, etc.
8. Interruptor: O interruptor permite que os usuários liguem ou desliguem o dispositivo.
9. LEDs: São diodos emissores de luz que geralmente são usados ​​para indicar status e exibir ou atuar como indicadores visuais.
10. Relés: Os relés ajudam a comutar cargas de alta tensão e controlá-las usando uma entrada de baixa potência.
11. Osciladores de cristal: Eles podem gerar frequências precisas e bem sincronizadas, por isso agem como um componente de clock em circuitos digitais.
12. Fusível: O fusível queima quando passa excesso de corrente por ele, garantindo que a alta voltagem nunca chegue e danifique a placa de circuito.
13. Transformadores: Eles convertem voltagem de CA para CC, ou vice-versa.

Quais tecnologias e técnicas usamos na montagem de PCB industrial?

Todas as principais fábricas de montagem de PCB industriais agora usam essas tecnologias para tornar o processo melhor e inovador:

Tecnologia de montagem em superfície

O avanço dessa tecnologia auxilia no melhor posicionamento da pasta de solda, criando traços mais finos. Também podemos miniaturizar os componentes e aumentar sua densidade na placa de circuito por meio de máquinas do tipo "pick-and-place".

Impressão 3D para prototipagem

Durante a fase inicial de fabricação de PCB, um protótipo da ideia de design é criado. Com as novas tecnologias em mãos, podemos dar forma física a essas ideias por meio da impressão 3D de protótipos industriais de PCB. Além de rápido, é prático e econômico.

Inspeção Avançada

• A inspeção por raios X ajuda a identificar defeitos ocultos entre as camadas do PCB, como pontes de solda, quebras de solda, etc.
• Se a montagem do PCB for complexa, usamos inspeção 3D em linha para descobrir defeitos neles.

Técnicas avançadas de soldagem

• Agora, soldas sem chumbo são usadas para proteger o meio ambiente.
• A soldagem seletiva ajuda a soldar apenas circuitos complexos e componentes seletivos.

Gêmeos digitais

Após fabricar e montar uma PCB, criamos seu gêmeo digital e o testamos para detectar quaisquer falhas e problemas. Dessa forma, se não houver falhas, a PCB original permanece nova e intacta.

Como a IA e a automação estão ajudando na montagem de PCB?

1. Cobots: Robôs colaborativos se unem a operadores humanos e trabalham lado a lado com eles para executar tarefas que exigem manuseio delicado e preciso. Esses robôs reduzem a carga de trabalho dos humanos e mantêm a qualidade nos mais altos níveis.
2. Máquinas de solda automáticas: Essas máquinas automáticas aplicam a quantidade certa de pasta de solda e máscara com precisão na placa de circuito. Elas criam trilhas com a menor distância possível entre elas, o que é impossível de ser feito manualmente.
3. Detecção e correção de defeitos em tempo real: Com a ajuda de robôs automáticos, podemos identificar quaisquer falhas e defeitos em tempo real durante a fabricação da placa de circuito impresso. Os robôs podem sugerir medidas corretivas para corrigir as falhas.

Quais são as aplicações da montagem de PCB industrial?

A montagem de PCB de controle industrial tem inúmeras utilizações hoje em dia e algumas delas são as seguintes:

1. Eletrônicos de potência, como inversores, fontes de alimentação, conversores e dispositivos que controlam e regulam o fluxo de eletricidade dependem de PCBs industriais.
2. Todo equipamento de telecomunicações, seja um telefone, um dispositivo sem fio, uma estação base ou um dispositivo em todo o sistema de comunicação, precisa de PCBs industriais.
3. Dispositivos médicos modernos, desde simples monitores de pressão arterial até robôs cirúrgicos, exigem PCBs industriais para funcionar.
4. Porta-aviões, como aviões, helicópteros, etc., e dispositivos de defesa, incluindo radares, máquinas de guerra, tanques, etc., funcionam com a ajuda de PCBs industriais personalizados, projetados especificamente para eles.
5. Grandes fábricas com alto consumo de capital utilizam grandes plantas e máquinas que contêm PCBs industriais. Esses PCBs ajudam essas plantas a otimizar o processo de fabricação.
6. Até mesmo um carro ou qualquer automóvel agora tem PCBs integrados, que ajudam a controlar sistemas de segurança, recursos eletrônicos e unidades de controle do motor.
7. Os dispositivos de automação residencial geralmente são projetados sob o conceito de IoT e não podemos imaginá-los sem um PCB industrial.

O que o futuro guarda?

Embora essas aplicações pareçam futurísticas, o PCB industrial ainda tem muito potencial para tendências futuras como:

• As placas de circuito estão gerando muito lixo eletrônico, o que é um problema global. O futuro dos PCBs industriais indica que talvez possamos criar PCBs biodegradáveis.
• No futuro, poderemos criar PCBs especialmente projetados para computadores quânticos para lidar com o processamento de informações quânticas.
• Podemos criar PCBs com componentes ultrapequenos para nanotecnologia. Além disso, talvez os circuitos se tornem tão pequenos que possamos implantá-los em dispositivos médicos.
• Para atender à crescente demanda por dispositivos flexíveis, há uma necessidade de placas de circuito flexíveis e dobráveis ​​em todos os gadgets. Atualmente, PCBs flexíveis têm um uso muito limitado.

Diferentes padrões e conformidades para a montagem de PCB industrial

Estas são algumas normas e certificações importantes no setor.

1. Certificação UL (Underwriters Laboratories): Garante que os PCBs atendam aos padrões de segurança e desempenho. Esta certificação é muito importante para eletrônicos utilizados em diversos setores, como automotivo, médico e de eletrônicos de consumo.
2.ISO 9001: É uma norma aplicável a uma organização para comprovar que ela atende aos requisitos regulatórios e do cliente. Essas organizações têm um compromisso com a qualidade, a melhoria contínua e a satisfação do cliente.
3. RoHS: Esta norma entrou em vigor para proibir o uso de materiais perigosos específicos na fabricação de produtos eletrônicos. Os vendedores precisam estar em conformidade com esta norma para vender eletrônicos na União Europeia e em outras regiões.

Por que esses padrões são tão importantes?

Ao cumprir esses padrões, as organizações comprovam que estão seguindo as melhores práticas para fabricar e vender produtos eletrônicos. Isso dá aos clientes confiança em seus produtos e, em última análise, ajuda a obter maior controle sobre o mercado.

Considerações ambientais na fabricação de PCB

A fabricação de PCBs pode causar impacto no meio ambiente e considerar isso é muito importante. Veja o porquê:

1. A fabricação de PCBs causa um impacto ambiental que contribui para a poluição. O cumprimento das normas nos ajudará a lidar com esses impactos.
2. Ao cumprir as certificações, as organizações ganharão impulso para adotar práticas sustentáveis ​​em suas atividades industriais.
3. Os consumidores são muito cautelosos ao escolher um produto que não agrida o meio ambiente ou que cause o mínimo de dano. Se nossos produtos atenderem às suas expectativas, isso nos ajudará a conquistar um mercado maior e aumentar as vendas.

Alguns Desafios e Inovações

Aqui estão alguns desafios comuns que enfrentamos durante a montagem de PCB industrial:

Adaptando-se aos rápidos avanços na tecnologia

Vemos tantos avanços tecnológicos no mercado todos os dias, que se adaptar a essas mudanças se torna muito difícil. Isso porque implementar uma nova tecnologia significa instalar uma nova planta e maquinário, o que custa centenas de milhares de dólares. A mera atualização ou alteração da planta existente para se adaptar a uma nova tecnologia custa milhares de dólares, o que não é economicamente viável para todos os fabricantes.

Pressão de Custo

Há sempre pressão sobre o fabricante para manter os custos baixos e, ao mesmo tempo, a qualidade elevada. Isso se chama "pressão de custos", o que se torna um fardo para eles.

Usando solda sem chumbo

A solda sem chumbo é mais ecológica do que a solda com chumbo, mas essa adaptação é muito complexa de manusear. A solda sem chumbo se comporta de forma muito diferente e pode gerar tons de solda, pontes de solda, etc., se não for manuseada corretamente. Isso cria um desafio para os fabricantes na fabricação de PCBs industriais.

Interrupção na cadeia de suprimentos

Devido à escassez global de matérias-primas, os fabricantes de PCB frequentemente enfrentam cancelamentos de contratos, redução na produção, perda de clientes e prejuízo no faturamento. Além disso, uma cadeia de suprimentos interrompida de PCBs fabricados pode reduzir sua vida útil.

Como estamos superando esses problemas?

Desenvolvemos estas soluções para os problemas:

1. Ao contratar mão de obra qualificada, podemos gerenciar a fabricação usando solda sem chumbo.
2. Para manter o custo baixo sem afetar a qualidade do PCB, compramos matérias-primas quando elas são mais baratas.
3. Tentamos manter nosso estoque de matérias-primas abastecido dependendo de quanto capital operacional temos para atender à escassez global de fornecimento de matérias-primas em tempos de guerra, recessão, pandemia, etc.
4. Para garantir que estejamos atualizados com os últimos avanços tecnológicos, podemos terceirizar parte da fabricação para uma fábrica que já tenha adotado essa tecnologia. Se determinada tecnologia for nova e estiver dentro do nosso orçamento, tentamos implementá-la em nossa fábrica para reduzir a dependência de fábricas terceirizadas.

Como podemos encontrar o parceiro certo para montagem de PCB?

Encontrar o fabricante certo de PCBA ajudará seu negócio a continuar funcionando sem problemas, mas como saber se o fabricante é realmente o melhor? Aqui estão algumas maneiras de descobrir isso:

Experiência e conhecimento são muito importantes

Busque sempre a expertise do fabricante no assunto e sua experiência no setor. Contrate aqueles que tenham alto nível de inteligência e que tenham mantido uma posição de destaque no setor. Converse com o representante comercial, pergunte sobre o processo e sua intuição lhe dirá se esse fabricante é a escolha certa para você.

Processo de Controle de Qualidade

Fabricantes como a PCBasic, que seguem padrões de qualidade e possuem certificações, serão os melhores para o seu negócio. Você pode perguntar sobre as certificações e padrões que eles possuem.

Capacidades Tecnológicas

Pergunte sempre ao fabricante qual a tecnologia utilizada para fabricar as PCBs. Pergunte se eles podem lidar com o fornecimento em grandes quantidades. Se você é um novo negócio com grandes planos para os próximos meses, certifique-se de que seu fornecedor de montagem de PCB industrial na China possa atender aos seus pedidos em grandes quantidades sem atrasos.

Algumas dicas para tornar seu relacionamento comercial saudável e duradouro

Mantenha seu relacionamento comercial saudável com os fabricantes de PCB por meio destas dicas:

1. Negocie o contrato e obtenha os orçamentos antecipadamente.
2. Sempre avise com antecedência que você está procurando um fornecimento regular e que está planejando grandes pedidos. Dessa forma, os fornecedores terão a garantia de que você é um comprador de longo prazo e, assim, oferecerão o preço mais vantajoso desde o início.
3. Se possível, faça uma visita à fábrica para que você e seu fornecedor possam se entender melhor.
4. Pergunte sobre o prazo de entrega esperado, capacidade de produção e garantia dos produtos defeituosos.
5. Obtenha orçamentos de diferentes fornecedores para o mesmo requisito e compare-os para ver qual é o mais econômico.
6. Compre amostras de diferentes fornecedores, teste e compare-as e selecione algumas das melhores em que você pode confiar.
7. Converse com o fornecedor e veja se ele está aberto às suas sugestões e como está respondendo às suas perguntas. Verifique também se ele se comunica com confiança e paixão, como se estivesse realmente animado para negociar com você. Fornecedores como a PCBasic, com bom relacionamento com os clientes, são os melhores para se negociar.

Conclusão