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PCB Rígido

Introdução

O que é uma PCB Rígida?

Placas de circuito rígidas (PCB) são fabricadas a partir de um substrato sólido e inflexível. Elas mantêm uma forma permanente e fixa, oferecendo uma base estável para montagem de dispositivos, interconexões elétricas e suporte físico. Em comparação com PCBs flexíveis, que podem ser dobradas ou deformadas, as PCBs rígidas oferecem resistência mecânica e integridade estrutural, tornando-as adequadas para dispositivos que exigem suporte estrutural estável.

A maioria das PCBs rígidas é feita de fibra de vidro (FR4) ou outros materiais laminados rígidos e reforçada com resina epóxi. Por meio de tratamentos químicos e térmicos, esses materiais apresentam maior resistência ao calor, à corrosão química e a tensões mecânicas. A fibra de vidro é o núcleo da maioria das PCBs rígidas. Além disso, componentes eletrônicos, como capacitores, chips, resistores, entre outros, também são adicionados e soldados para garantir o fluxo adequado da corrente elétrica.

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Especificação de PCB Rígida na LHD TECH

Recurso

CAPACIDADE

Materiais do Substrato Fr4
Filme de Poliimida (PI) (12,7~127μm)
Adesivos Adesivo termofixo
Estrutura de Camadas 1 rígida + 2 flexível + 1 rígida
Camadas de cobre flexíveis ≤ 2
Espessura da camada flexível 12,7~127μm
Espessura da camada rígida 0,4~1,6 mm
Espessura de cobre 12~70μm(0,5~2 oz)
Largura mínima de linha/Espaçamento mínimo entre linhas 3/3 mil(76μm/76μm)
Furação mínima Furo a laser flexível ~0,075~0,1 mm
Furo mecânico rígido ≥0,2 mm
Laminação Pré-alinhamento ±10μm
Laminagem a vácuo
180°C
3~5 Mpa
Furação e metalização Laser CO2 para IVH
Furo mecânico para furos passantes
Platinagem eletroless de cobre
espessura de cobre ≥1mil
Gravura Largura/espessura da linha ±10%
Coverlay 25~50μm
Acabamento da superfície Área rígida ENIG (0,05~0,1μm Au)
Área flexível OSP (≤0,5μm)
Raio de Curvatura Mínimo ≥10× espessura
Embalagem do produto final Espuma/almofada de ar/bolsa antiestática

Estrutura de PCB rígida

A confiabilidade de PCB rígida depende da sinergia entre cada estrutura de camada e a montagem completa da máquina. Principais camadas incluídas:

1. Camada de material básico

A parte mais importante da pCB Rígido estrutura do circuito é a camada de substrato, que fornece a base para o PCB oferecer resistência e rigidez. O substrato geralmente é feito de resina epóxi reforçada com fibra de vidro (FR4) e constitui o "esqueleto" de toda a placa de circuito.

2. Camada de cobre

A camada de cobre conecta cada parte e permite a transmissão de sinais e energia entre os componentes da placa. O método de fabricação consiste em laminar uma camada de folha de cobre sobre o circuito rígido após a preparação do substrato, como o FR4.

3. Máscara de solda

A superfície verde comumente visível é a máscara de solda, que além de oferecer uma aparência estética, tem como principal função proteger as trilhas de cobre e evitar curtos-circuitos durante o processo de soldagem.

4. Camada de serigrafia

A camada de silk screen é utilizada para imprimir informações sobre a placa PCB, de modo que os usuários possam compreender as informações da placa. O conteúdo inclui rótulos de componentes, logotipos e símbolos de referência, entre outros, o que é conveniente para a produção, montagem e manutenção posterior.

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Tipos de PCBs Rígidos

Existem muitos tipos de PCBs rígidos, adequados para diferentes necessidades de aplicação:

1. PCB Rígido de Uma Camada

A placa PCB rígida de uma camada é o tipo mais básico; ela possui uma camada de cobre em um lado do substrato. É de baixo custo, simples de produzir e adequada para aplicações de baixa densidade, como luzes LED, calculadoras, etc.

2. PCB Rígido de Dupla Camada

O PCB rígido de dupla camada possui camadas de cobre em ambos os lados, o que permite suportar designs de circuitos mais complexos e pode ser amplamente utilizado em sistemas de controle, amplificadores e equipamentos industriais.

3. PCB Rígido de Múltiplas Camadas

PCBs rígidos multicamadas contêm três ou mais camadas de cobre separadas por materiais isolantes. Eles são comumente utilizados em aplicações de alta densidade, como smartphones e dispositivos médicos.

4. PCB rígido de cobre pesado

Em comparação com PCBs convencionais, os PCBs de cobre pesado suportam correntes mais altas, tensões mecânicas e cargas térmicas elevadas, sendo adequados para equipamentos de alimentação e aplicações de alta potência.

5. PCB rígido de alta Tg

Tg significa temperatura de transição vítrea. PCBs de alta Tg suportam altas temperaturas (>170°C) e são adequados para as indústrias automotiva e aeroespacial.

6. PCBs rígidos de alta frequência

Placas de circuito rígidas de alta frequência são principalmente adequadas para transmissão de sinais de alta frequência e geralmente são fabricadas com materiais de baixa perda, como PTFE (Teflon), para garantir a integridade do sinal.

7. PCB rígido com base metálica

Fabricados com base em alumínio ou cobre, possuem melhores capacidades de gerenciamento térmico e são amplamente utilizados em iluminação LED, sistemas de energia e eletrônicos automotivos de alta potência.

Processo de Fabricação de PCB Rígido

Limite de camadas

Normalmente, só conseguimos fabricar substratos de alumínio de uma camada e substratos de alumínio de duas camadas. Devido às limitações do processo de fabricação, substratos de alumínio multicamadas são difíceis de produzir, portanto, não conseguimos atender às necessidades de designs complexos multicamadas.

Baixa flexibilidade

Os materiais de alumínio metálico possuem alta rigidez e baixa suavidade, não sendo tão flexíveis quanto substratos de poliimida ou poliéster. Por isso, não são adequados para aplicações que exigem dobramento repetido.

Coeficientes de expansão térmica incompatíveis

O coeficiente de expansão térmica dos substratos de alumínio é relativamente alto, diferindo de alguns componentes e materiais de solda. A incompatibilidade entre os coeficientes de expansão térmica pode facilmente levar a danos nas soldas ou descolamento, afetando a confiabilidade geral.

Substratos de alumínio exigem processos adicionais

Em comparação com substratos ordinários, as propriedades metálicas dos substratos de alumínio exigem mais tempo de análise durante a fabricação e montagem, o que aumentará a complexidade do processo e o custo.

Alto custo

Embora os substratos de alumínio apresentem vantagens significativas na gestão térmica, em comparação com os materiais tradicionais FR4, as placas de circuito com base de alumínio possuem custos mais elevados com os materiais, processos especiais de fabricação e requisitos de tratamento superficial, aumentando assim o custo total de fabricação.

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Características e vantagens do PCB rígido

Principais Recursos:

1. Estrutura Rígida: Fabricado principalmente com fibra de vidro, garante estabilidade da placa e evita deformações, proporcionando suporte para estabilidade do produto.
2. Projeto de Circuito de Alta Densidade: Suporta estruturas multicamadas, permitindo circuitos complexos e layouts de componentes de alta densidade.
3. Controle Dimensional de Alta Precisão: Adequado para produtos que exigem alta precisão, como smartphones e dispositivos médicos.

Principais Vantagens:

1. Durabilidade e Longa Vida Útil: Os materiais e estrutura rígidos permitem uso prolongado em ambientes adversos;
2. Baixo Custo de Produção: Adequado para produção em massa, processos padronizados e ciclos de fabricação curtos;
3. Facilidade de Integração Automatizada: Suporta soldagem e montagem automatizadas, aumentando produtividade e consistência.

Campos de aplicação do PCB rígido

1. Placa-mãe de computador: PCB rígido pode ser usado como o núcleo da placa-mãe para suportar componentes-chave, como CPU, memória, GPU, etc.;
2. Eletrônicos de consumo: Amplamente utilizado em eletrodomésticos do dia a dia, como smartphones, TVs, fornos de micro-ondas, etc.;
3. Eletrônica automotiva: Indispensável em veículos elétricos e sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS);
4. Equipamentos de comunicação: O PCB rígido possui alta estabilidade de sinal e pode ser usado em rádios, telefones celulares, roteadores e sistemas de comunicação por satélite.

Padrões IPC para PCBs Rígidos

A fabricação de placas de circuito rígidas não precisa apenas garantir a disponibilidade, mas também precisa atender aos padrões internacionais.

IPC-A-600 e IPC-6012 são dois padrões fundamentais:

  • IPC-A-600: especifica os padrões de aparência e de defeitos físicos para cada camada da placa de circuito;
  • IPC-6012: esclarece os requisitos de desempenho, especificações de materiais e métodos de teste, e é amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, automotiva e de comunicações.

O cumprimento dos padrões IPC exige medidas rigorosas de controle de qualidade, como testes de microseção, inspeção óptica automática (AOI), testes elétricos de curto-circuito e circuito aberto, entre outros. Apenas desta forma é possível garantir a confiabilidade a longo prazo das PCBs rígidas.

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Por que escolher a LHD para produzir PCBs rígidas?

A LHD TECH utiliza tecnologia avançada de fabricação e controle de qualidade para fornecer PCBs rígidas de camada única, dupla camada e multicamadas, em materiais FR4, de alta Tg e metálicos. Cada PCB está em conformidade com os padrões IPC-A-600 e IPC-6012, servindo amplamente a múltiplos setores, como eletrônicos de consumo, aeroespacial, automação industrial, entre outros. Se você está procurando um fornecedor confiável de PCBs rígidas, entre em contato conosco agora!

Resumo

Placas de circuito rígidas cobriram todos os aspectos da vida das pessoas, desde eletrodomésticos até sistemas industriais de alta performance. Elas têm obtido ampla aplicação graças às suas vantagens, como alta resistência, dimensões precisas, boa estabilidade, entre outras. Com o desenvolvimento contínuo da indústria eletrônica, as placas de circuito rígidas continuarão a desempenhar seu papel.

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