Como projetar diferentes tipos de PCBs

 Diferentes tipos de PCBs possuem uma ampla gama de regras de design, esquemas de layout e conjuntos de componentes. Novos designers podem não perceber que geralmente existem diferentes tipos de PCBs, mas o mesmo processo geral é usado para criar um layout de PCB e outros documentos CAD no software ECAD. Se você é um novo designer e está explorando os vários tipos de PCBs que pode criar para um novo design, isso ajuda a entender o processo geral de design e como selecionar componentes para seu design, ao escolher uma adega refrigerada vinho

Os diferentes tipos de PCBs e sua construção

Todas as placas de circuito seguem o mesmo processo de design, mas podem ser construídas em diferentes construções de empilhamento e plataformas de materiais. Os principais fatores que distinguem os diferentes tipos de PCBs são a construção de empilhamento, a quantidade de camadas, a rigidez e o material dielétrico. As placas de circuito podem ser classificadas em várias áreas com base nesses fatores, conforme mostrado na tabela abaixo.

De um lado Um PCB rígido onde os componentes são montados e soldados em apenas um lado do PCBA. Normalmente, apenas o lado do componente tem serigrafia.

Plataforma de material: Resinas epóxi + fibra de vidro

Dupla face Um PCB rígido onde os componentes são montados e soldados em ambos os lados do PCBA. Ambos os lados terão serigrafia.

Plataforma de material: Resinas epóxi + fibra de vidro

Multicamada Os PCBs multicamadas empilham várias camadas dielétricas rígidas com camadas internas de plano de cobre.

Plataforma de material: Resinas epóxi + fibra de vidro

Rigid-flex ou flex Um PCB rígido-flexível é uma placa multicamadas que inclui uma região flexível conectada a uma ou mais regiões rígidas. Placas flexíveis possuem apenas materiais flexíveis.

Plataforma de material: Resinas de epóxi + fibra de vidro (apenas rigid-flex), poliimida para regiões flexíveis

Com base de metal Essas placas usam uma folha de metal como material de apoio para uma placa de circuito impresso de um lado.

Plataforma de material: Resinas epóxi + fibra de vidro, cobre ou alumínio

Núcleo de metal Um PCB que possui uma folha de metal (normalmente alumínio) como camada central. Este tipo de cartão é geralmente de um lado, mas pode ser dos dois lados.

Plataforma de material: Resinas epóxi + fibra de vidro, cobre ou alumínio

Frequência de rádio Um PCB rígido construído a partir de dielétricos baseados em PTFE ou PPE especializados que têm perdas menores do que substratos FR4 em altas frequências.

Plataforma de material: PTFE / PPE + resinas de fibra de vidro e ligas

Geralmente, os fabricantes estrangeiros que estão interessados ​​em competir em preço ainda fazem distinção entre PCBs de um lado, dois lados ou multicamadas. No entanto, os PCBs modernos de hoje são tipicamente PCBs multicamadas de dupla face; não há necessidade de continuar a distinguir entre esses tipos de placas. A maioria dos fabricantes pode lidar com qualquer um desses tipos de PCBs sem problemas e geralmente será capaz de acomodar qualquer material classificado como um dielétrico FR4 pela NEMA e que esteja em conformidade com a folha de corte IPC-4101. Materiais mais especializados como Rogers (PTFE + fibra de vidro), Megtron (PPE + fibra de vidro) ou placas flex usando materiais de poliimida requerem processos mais especializados.

Adaptador SMD para DIP

Placas rígidas usarão os mesmos materiais laminados FR4 usados ​​nesta placa adaptadora SMD-para-DIP

Uma vez que uma plataforma de material e tipo de montagem de placa são selecionados, todos os projetos seguem um processo simples:

Crie circuitos e esquemas, incluindo a seleção de materiais para o projeto.

Importe modelos de componentes para o layout PCB.

Roteie as conexões entre os componentes no layout do PCB.

Gere arte final e arquivos de saída para fabricação e montagem.

Algumas diretrizes sobre diferentes tipos de PCBs afirmam que os projetos precisam ser classificados com base nos tipos de componentes usados ​​no projeto (ou seja, SMD vs. componentes do orifício). Com os modernos processos de montagem, não há necessidade de classificar as placas como usando apenas montagem de superfície em vez de componentes de orifício. Muitas placas conterão os dois tipos de componentes, e as montadoras de PCBs sabem como acomodar vários processos de soldagem usados ​​para cada tipo de componente.

Onde você pode encontrar componentes para sua placa?

Ao planejar diferentes tipos de PCBs e criar seus circuitos, você precisará encontrar componentes para usar no projeto para produzir a funcionalidade desejada. Quando os designers de PCBs falam sobre como encontrar componentes, eles não estão falando sobre procurar em sites de distribuidores para comprar componentes. Em vez disso, os designers estão procurando pegadas de PCB precisas e símbolos esquemáticos para os componentes de que precisam. Esses objetos CAD são colocados em desenhos esquemáticos e no layout do PCB para que o design físico da placa possa ser concluído.

Os designers têm algumas estratégias que podem usar para encontrar ou criar dados CAD para componentes em diferentes tipos de PCBs:

Projete todas as pegadas e símbolos do zero. Isso pode ser feito internamente, por meio de um contratante ou por meio de um serviço de criação de componentes. Embora seja uma opção de baixo risco, criar dados CAD do zero para cada projeto leva muito tempo e resulta em muito trabalho repetido.

Use apenas componentes com pegadas comuns . Isso significa que os designers estão usando apenas componentes que possuem pacotes padronizados (por exemplo, pacotes SOT para transistores). Infelizmente, a maioria dos ICs precisará ter seus dados CAD criados do zero porque quase cada pinagem em um IC é única.

Encontre pegadas online . Existem alguns sites de comunidades onde os símbolos e pegadas podem ser baixados gratuitamente. Infelizmente, isso nem sempre é verificado pelo fabricante ou outros projetistas e pode haver alguns erros nas pegadas ou símbolos.

Se as pegadas e os símbolos dos componentes estiverem incorretos, existe o risco de a colocação da almofada / orifício na placa não corresponder ao componente real que será colocado durante a montagem. Isso pode soar como um problema simples de detectar, mas um pequeno erro na disposição da almofada pode significar que a placa não passará pelo conjunto. Novos designers devem ter o cuidado de encontrar alguns recursos onde possam encontrar pegadas verificadas , símbolos esquemáticos e dados de sourcing para seus designs.

Quando você precisar encontrar modelos ECAD para diferentes tipos de PCBs verificados pelos fabricantes de componentes, tente usar os recursos do mecanismo de busca de eletrônicos no Ultra Librarian . Se estiver depurando um projeto e precisar identificar componentes eletrônicos defeituosos, você poderá acessar os dados CAD verificados fornecidos pelos fabricantes para usar para comparação com suas pegadas e para atualizar seus projetos. Todos os dados CAD são compatíveis com aplicativos ECAD populares e irão ajudá-lo a agilizar seu processo de verificação.