Criar um novo projeto de PCB é sempre muito empolgante, mas com muita empolgação vem também muita responsabilidade e consideração que precisamos ter para garantir que nosso projeto corra da melhor forma possível. PCBs vêm em diferentes tamanhos e formatos: PCB de face única, PCB multicamadas, e como passar da prototipagem dessas placas até a fase de produção em massa.
Há muitos fatores a considerar, incluindo preço, tamanho e disponibilidade de componentes, mas neste artigo, discutiremos principalmente as diferenças entre PCBs e PCBAs de face única, dupla face e multicamadas, as diferenças entre eles e os aspectos que precisamos considerar antes de produzir nosso primeiro protótipo.
Camadas de design de PCB
Se você está lendo isso, provavelmente já fez (ou está prestes a fazer) alguns projetos de PCB. Dependendo do seu projeto, pode exigir diferentes camadas de design. Começando com um projeto de PCB duplo (2 camadas) e podendo ir até 16 camadas.
As camadas dependem de vários fatores, um dos quais seria o tamanho da placa de circuito impresso. Quando queremos encaixar muitos componentes em uma área pequena, podemos precisar de uma placa de circuito impresso multicamadas para conseguir conectar todos os componentes com sucesso, já que cada fio (trilha de PCB) percorre uma única camada. Duas trilhas não podem se sobrepor em uma única camada, portanto, precisamos usar camadas diferentes para arquivar um projeto esquemático de circuito completo.
Outro fator para projetar PCB multicamadas será a complexidade dos componentes que colocamos em nosso projeto. Alguns componentes, como CPU ou circuitos integrados complexos, exigem um projeto de PCB multicamadas com 4 ou mais camadas. Esse é um requisito durante o layout desses componentes e, portanto, não pode ser ignorado.
Projetos com duas ou mais camadas dependem principalmente do projeto de PCB e dos requisitos de tamanho, componentes e caso de uso. Quanto mais complexo o projeto, mais camadas ele terá. PCB multicamadas são muito comuns hoje em dia, e muitas fábricas de PCB podem processar os requisitos específicos do cliente para PCBs de uma ou várias camadas.
A fabricação de PCB multicamadas (4-16 camadas) costuma ser mais cara do que a fabricação de 2 camadas. Isso se deve à maior complexidade e à quantidade de cobre e outros materiais usados em PCB multicamadas. Se o projeto puder ser feito com 2 camadas, isso será recomendado para reduzir o custo de fabricação.
Gravação de PCBs
Você deve estar se perguntando como gravar PCB dupla face, mas primeiro, o que significa gravação? Gravação é o processo de esculpir a superfície da PCB com um laser de altíssima potência. Esse processo é feito para criar os traços de fio usados no circuito de design personalizado da PCB.
O processo de gravação é muito eficiente e frequentemente usado na indústria de PCB e pode ser feito em PCBs de um lado ou em PCBs multicamadas. Esse processo elimina a necessidade de usar produtos químicos tóxicos, tinta ou ácidos que eram tradicionalmente usados durante o processo de fabricação de PCB.
A gravação também pode ser feita em casa, mas geralmente requer produtos químicos e ácidos caros e perigosos que podem prejudicar o meio ambiente. Ela pode ser feita em placas de cobre usadas para fabricação de PCB, bem como em materiais flexíveis para produção de PCBs flexíveis multicamadas.
um PCB flexível multicamadas é geralmente feito usando folhas de material de poliimida que tem cobre em um ou mais lados da folha, a característica do material de poliimida é um ponto de fusão muito alto e flexibilidade, o que o torna perfeito para a fabricação e criação de amostras de PCBs flexíveis.
PCBA de um lado
Depois de decidir se nossa PCB é de duas ou multicamadas e se será uma placa casual ou flexível, é hora de considerar em qual lado da PCB os componentes serão colocados.
A definição de PCB de face única é quando colocamos componentes em um único lado da placa de circuito impresso (geralmente a parte superior) em vez de preencher a placa com componentes em ambos os lados. No entanto, PCB de face única não deve ser confundido com o número de camadas da placa, pois são duas coisas diferentes. PCB multicamadas indica a fiação interna e as camadas da placa, enquanto o posicionamento de PCB de face única ou dupla refere-se ao processo SMT, no qual colocamos os componentes em um ou ambos os lados da placa.
A placa de circuito impresso (PCB) possui apenas dois lados, superior e inferior, onde podemos colocar quantos componentes o design, o layout e o espaço permitirem. Uma opção popular é a placa de circuito impresso de um lado, mas, infelizmente, à medida que o design se torna mais complexo, pode não haver espaço suficiente para acomodar todos os componentes em uma única camada. Isso se deve ao espaço limitado disponível para os componentes e ao número crescente de componentes que um design complexo pode ter.
O PCB de um lado tem muitas vantagens. Uma vez que o PCB é usado como uma solução ou um produto, é fácil projetar o gabinete ou a placa em uma superfície plana, devido ao fato de que nenhum componente é colocado na camada inferior, permitindo que o PCB de um lado se encaixe perfeitamente e facilmente em gabinetes personalizados.
Ao escolher os componentes de PCB de um lado, é muito conveniente escolher componentes DIP em vez de SMD devido ao fato de que não precisamos nos preocupar com nenhum conflito de componentes na parte inferior da placa, pois usamos apenas um design de PCB de um lado. O PCB de dois lados, por outro lado, nos limitará em relação ao número de componentes DIP que podemos encaixar. Ao colocar um componente DIP, teremos que criar furos no cobre para passar os componentes, o que limitará a capacidade de colocar o componente SMD no mesmo local sobre a placa de PCB. Se o design usar muitos componentes DIP, é recomendável projetar um PCB de um lado.
Outra vantagem é que os componentes geralmente geram calor. Ao projetar uma PCB de face única, podemos garantir menos calor espalhado sobre a placa, o que pode beneficiar sua durabilidade e estabilidade a longo prazo. O preço de uma PCB de face única costuma ser menor do que o de uma PCBA multicamadas, devido ao fato de que apenas uma camada precisa ser montada, tornando-a mais fácil, barata e rápida durante o processo de fabricação em massa.
PCBA de dupla face
Depois de entendermos as vantagens e desvantagens de um PCB de um lado, vamos explicar o que é um PCB de dois lados e comparar um PCB de um lado com o outro.
A primeira vantagem óbvia da PCB de camada dupla é que temos mais espaço para componentes. O projeto pode ser feito usando uma PCB de duas camadas, mas preenchida com componentes em ambos os lados. No entanto, ao fabricar protótipos de placas de PCB de dupla face, o preço costuma ser mais alto, pois para pequenos lotes de 2 a 1 peças, o operário precisará soldar os componentes manualmente, em ambos os lados. Enquanto a parte superior pode ser soldada em um pequeno forno, a parte inferior precisará ser soldada manualmente, ao contrário da PCB de face única, onde toda a placa pode ser aquecida e soldada dentro de um forno ou dispositivo de aquecimento.
Muitos clientes se perguntam como usar um protótipo de PCB de dupla face. A resposta será a mesma que você usaria um PCB de face única. Em relação ao uso e à funcionalidade, não há diferenças, exceto por coisas que devem ser consideradas, como gabinetes ou distribuição de calor pela placa.
Outra vantagem do PCBA de dupla face será a capacidade de colocar mais componentes em um formato menor de PCB, o que significa que podemos projetar uma placa menor, mas encaixar todos os componentes em ambos os lados do PCB, aproveitando as camadas superior e inferior em nosso projeto. O PCB de face única tem apenas o lado superior preenchido com componentes, o que pode exigir um tamanho maior de PCB para ser projetado a fim de compensar a falta de espaço.
Conclusão e conclusões
Aprendemos sobre os diferentes tipos de projetos de PCB, como projetos de camada única e projetos de PCB multicamadas. Também abordamos as diferenças na fabricação de PCBs de camada única e multicamadas em termos de preço e outros aspectos que devemos considerar antecipadamente. Há também a população de componentes de face única e dupla face que discutimos e as diferenças entre prototipagem e produção em massa, os prós e os contras, e o que devemos considerar ao tomar esse tipo de decisão.
Dito isso, a PCBasic é especialista na área de design de PCB de camada única ou multicamada, bem como na fabricação de PCB de multicamadas, com mais de 15 anos de conhecimento acumulado. Não há dúvidas de que podemos lidar com qualquer tipo de exigência de design ou fabricação, tanto para fins de prototipagem quanto para produção em massa de centenas de milhares de peças por dia.
A PCBasic trabalha com os principais fornecedores e distribuidores de componentes, bem como com instalações de fabricação de PCB que podem lidar com a fabricação de 2 a 16 PCBs multicamadas com alta precisão e velocidade, eliminando incertezas e riscos durante a fabricação de qualquer projeto de PCBA.
