PCB Padrão

O significado de PCBs Padrão

PCBs Padrão geralmente referem-se a placas de circuito impresso fabricadas com base em especificações padrão da indústria, utilizando processos maduros e substratos convencionais. São um conceito relativo aos PCBs especiais. Suas características principais são alta versatilidade, processos padronizados e custos controláveis. Atendem principalmente às necessidades básicas de conexão de circuitos em cenários comuns, como eletrônicos de consumo e controle industrial.

Padronização de Substrato

O uso convencional é o substrato de fibra de vidro com resina epóxi FR-4 (representando mais de 90% dos circuitos impressos padrão), enquanto o papel fenólico (FR-1/FR-2) é utilizado em poucas aplicações. O desempenho do substrato atende aos padrões gerais da IPC (Associação Internacional de Conexão das Indústrias Eletrônicas), UL e outros.

por exemplo, o FR-4 possui temperatura de transição vítrea (Tg) de cerca de 130~150 °C, condutividade térmica de 0,3~0,5 W/(m·K) e

constante dielétrica (Dk) de 4,2~4,7@1 GHz. Apresenta desempenho estável e baixo custo.

Padronização do Processo

Seguindo os processos globalmente aceitos de fabricação de PCBs (preparação do material → perfuração → cobreagem → eletrodeposição → exposição → gravação → máscara de solda → tratamento de superfície → moldagem → testes), os parâmetros de processamento e

requisitos de precisão são todos padronizados dentro da indústria:

· Largura/espessura padrão da trilha: ≥0,1 mm (4 mil);

· Diâmetro mínimo do furo: ≥0,3 mm;

· Tratamento de superfície: Prefere processos padronizados, como HASL (laminação a quente de cobre), ENIG (niquelagem com ouro eletrolítico) e revestimento de níquel-ouro;

· Número de camadas: Principalmente placas de um/duplo lado, placas multicamada (4~8 camadas) também estão dentro da faixa padrão (mais de 12 camadas são geralmente classificadas como PCBs de alta performance).

Generalização de cenários de aplicação

É compatível com circuitos convencionais sem requisitos especiais de desempenho, tais como:

· Eletrônicos de Consumo: Placas-mãe de TV, placas de circuito de roteadores, placas de controle de pequenos eletrodomésticos;

· Controle Industrial: módulos PLC comuns, placas de controle de relés de baixa tensão;

· Equipamentos de escritório: placas-mãe de impressoras, placas de controle de copiadoras;

· Eletrônicos automotivos: placas de circuito do sistema de entretenimento veicular.

A diferença principal entre PCBs padrão e PCBs especiais

Principais especificações industriais para circuitos impressos padrão

· Padrões Internacionais: IPC-2221: Padrão Geral de Projeto para Circuitos Impressos Rígidos;

· IPC-6012: Especificações de Qualificação e Desempenho para Circuitos Impressos Rígidos;

· UL 94: Padrão de Retardamento de Chama (os circuitos impressos padrão devem atender à classificação V-0).

· Padrões de Tamanho: Os tamanhos comuns de placa são 1,2 m × 1,0 m, 1,2 m × 1,5 m, etc., com espessuras principalmente de 0,8 mm, 1,0 mm e 1,6 mm (o mais comum), atendendo aos requisitos de instalação da maioria dos equipamentos.

· Padrões de Teste: As PCBs devem passar por testes de continuidade (teste com sonda voadora/teste de netlist), testes de resistência de isolamento e testes de soldabilidade antes de saírem da fábrica, para garantir que o desempenho elétrico básico atenda aos padrões.

Tipos comuns

Classificadas pelo número de camadas:

· PCB de Simples Face: Apenas um lado possui circuitos, menor custo, adequado para circuitos simples;

· PCB de Dupla Face: Ambos os lados possuem circuitos, interligados por meio de furos metálicos (vias), sendo o tipo principal de PCB padrão;

· PCB Multicamada (4 a 8 camadas): Inclui circuitaria em camada interna, adequada para circuitos complexos, ainda dentro da categoria padrão.

· Classificado por estrutura: Todos são PCBs rígidos (PCBs flexíveis são PCBs especiais), com forma fixa e não podem ser dobrados.

Os PCBs padrão (baseados principalmente no substrato FR-4) tornaram-se o tipo mais amplamente utilizado de placa de circuito em dispositivos eletrônicos devido às suas características principais de padronização, versatilidade e alto custo-benefício. Suas vantagens específicas são as seguintes:

Vantagem final de custo

· Custo baixo do substrato: A placa de fibra de vidro com resina epóxi FR-4 é atualmente o substrato PCB com a maior escala de produção em massa. O preço da matéria-prima é apenas 1/10 a 1/50 do valor de substratos especiais como cerâmica e Rogers, e

o fornecimento é estável;

· Custo baixo de processo: Adota um processo de fabricação totalmente padronizado, sem necessidade de equipamentos especiais ou processos personalizados, e o rendimento em produção em massa é de 98% ou mais, reduzindo ainda mais o custo unitário;

· Custo baixo de aquisição: A oferta no mercado é suficiente e as cadeias industriais a montante e a jusante são maduras (placa, processamento, testes).

É possível obter um preço unitário baixo mesmo em compras de lotes médios e pequenos, tornando-o adequado para produtos sensíveis ao custo, como eletrônicos de consumo e pequenos eletrodomésticos.

Sistema de padronização maduro

· Padronização de projeto: Seguindo padrões globalmente reconhecidos, como IPC-2221 e UL, os projetistas podem usar diretamente bibliotecas de design maduras sem necessidade de nova verificação;

· Padronização de processo: Desde perfuração e galvanoplastia até aplicação de máscara de solda e moldagem, todos os processos possuem padrões industriais claros, e as PCBs padrão produzidas por diferentes fabricantes são altamente compatíveis, não havendo

necessidade de ajustar o projeto ao mudar de fornecedor;

· Padronização de testes: Processos de verificação, como testes de continuidade, testes de isolamento e testes de soldabilidade, são unificados, e a qualidade do produto pode ser quantificada e rastreada, reduzindo riscos de qualidade.

Ampla gama de versatilidade e adaptabilidade

· Adaptabilidade a cenários:

** Abrange mais de 90% dos dispositivos eletrônicos convencionais, incluindo eletrônicos de consumo (TVs, roteadores), controle industrial (CLPs comuns), equipamentos de escritório (impressoras) e eletrônicos automotivos (sistemas de entretenimento a bordo),

eliminando a necessidade de personalização para cenários específicos. **Compatibilidade de componentes:**

** Suporta todos os componentes convencionais embalados (montagem em superfície, furo passante), adaptando-se aos processos de soldagem convencionais, como THT e SMT, oferecendo alta flexibilidade de projeto.

· Cobertura de camadas:

** Desde placas de um lado até placas de 8 camadas, todas se enquadram na categoria padrão de PCBs, atendendo às necessidades de desde circuitos simples (placas de controle de brinquedos) até circuitos complexos (placas-mãe de computadores).

Desempenho básico estável

· Desempenho elétrico confiável: Constante dielétrica estável (4,2~4,7@1GHz), resistência de isolamento atende aos requisitos dos circuitos convencionais de baixa/alta tensão (ensaio de tensão suportável em CA 2000V) e transmissão de sinal

com perda desprezível em cenários de baixa frequência (<2GHz);

· Atende aos padrões de desempenho mecânico: Alta dureza e não se deforma facilmente; a placa FR-4 de 1,6 mm de espessura suporta tensões convencionais de instalação (como fixação por parafusos e encaixe/desencaixe de conectores), atendendo

aos requisitos de suporte estrutural dos equipamentos;

· Adaptabilidade ambiental: Desempenho de longo prazo não se degrada em temperaturas normais (-20 °C~85 °C) e em ambientes secos, adequado para as condições de uso da maioria dos equipamentos eletrônicos internos.

Cadeia de suprimentos e entrega convenientes

· Ciclo de produção curto: Processos padronizados eliminam a necessidade de desenvolvimento personalizado, com ciclos de entrega para pedidos de pequenos a médios lotes em apenas 3 a 5 dias, muito mais rápidos do que placas PCB especiais (normalmente 10 a 15 dias);

· Uma ampla seleção de fornecedores: Dezenas de milhares de fabricantes padrão de PCB no mundo todo, variando de grandes fábricas a pequenas oficinas, oferecem amplo espaço para negociação por parte dos compradores;

· Serviço pós-venda e manutenção convenientes: As placas PCB padrão oferecem baixo custo para detecção de falhas e substituição, permitindo que a equipe de manutenção identifique rapidamente os circuitos e substitua componentes, reduzindo o tempo de inatividade dos equipamentos

manutenção.

Design e produção com baixa barreira

Baixo nível de exigência no design: os engenheiros não precisam dominar as características de substratos especiais (como o processo de sinterização de cerâmicas ou o design de alta frequência da Rogers); conhecimentos comuns de engenharia eletrônica são suficientes

conclua o projeto. Baixa barreira de produção: fábricas pequenas e médias também podem alcançar a produção em massa por meio de equipamentos padronizados (furadeiras, máquinas de exposição, linhas de gravação) sem necessidade de alto investimento em equipamentos

investimento, reduzindo ainda mais os custos.