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PCB de alta frequência

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PCB de alta frequência requer habilidades especiais que seu parceiro de fabricação normal (com tecnologia de PCB padrão) pode não ser capaz de lidar.

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No entanto, na indústria de PCB, consideramos qualquer PCB de alta frequência que opere acima de 100MHz como PCB de alta frequência (HF). Os materiais laminados para a construção de PCB de alta frequência têm características muito específicas, como constante dielétrica (Er), tangente de perda e CTE (coeficiente de expansão térmica). PCBs de frequência foram usados ​​pela primeira vez em aplicações militares, e depois se tornar cada vez mais popular em aplicação médica como equipamentos portáteis sem fio e, em seguida, hoje em dia aplicações industriais como sistemas avançados de comunicação para estações base, radar e produtos de posicionamento global.

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PCB de alta frequência: o guia definitivo

PCB de alta frequência

PCBs de alta frequência são a espinha dorsal da maioria dos eletrônicos.

De dispositivos como telefones celulares a micro-ondas, os PCBs desempenham um papel vital nas circulações atuais.

Se você é fabricante ou importador, precisa entender todos os aspectos desses PCBs.

Este guia aborda todos os aspectos relevantes de um PCB de alta frequência.

Você encontrará neste guia uma ferramenta importante ao lidar com PCBs de alta frequência.

Vamos ler junto.

PCB de alta frequência

PCB de alta frequência

Capítulo 1: O que é PCB de alta frequência?

Alta frequência refere-se a um tipo de placa de circuito impresso cujas aplicações são comuns em dispositivos que requerem transmissão de sinais particulares entre objetos.

Principalmente, a faixa de frequência desses PCB está entre 500 MHZ a 2 GHz.

As aplicações mais comuns que usam este PCB incluem micro-ondas, telefones celulares e radiofrequência.

Micro-ondas PCB

Micro-ondas PCB

PCBs de alta frequência geralmente têm laminados de alta frequência que são difíceis de fabricar. Isso ocorre porque eles precisam reter a transferência de calor térmico da aplicação.

Capítulo 2: Recursos do PCB de alta frequência

A maneira simples de entender os PCBs de alta frequência é entender seus recursos.

Os recursos dão uma ideia do que são PCBs de alta frequência.

Aqui está uma olhada nos recursos de PCBs de alta frequência.

PCB de alta frequência

PCB de alta frequência

  • Para evitar qualquer atraso na transmissão do sinal de frequência, o DK precisa ser menor e estável. Na verdade, quanto mais baixo, melhor para uma transmissão de frequência eficiente.
  • O DF precisa ser pequeno, pois afeta a qualidade da transmissão do sinal. Se possível, use um DF menor para uma transmissão de sinal clara.
  • Para evitar a separação da folha de cobre quando houver mudança de temperatura, é necessário verificar a expansividade térmica da placa de circuito impresso. Para eficácia, você precisa garantir que a expansividade térmica dos materiais PCB seja a mesma da folha de cobre.
  • Certifique-se de que a propriedade de resistência ao calor, resistência ao impacto, resistência química e resistência à casca precisam ser apropriadas.

Capítulo 3: Aplicações Práticas de Placas de Circuito Impresso de Alta Frequência

De fato, PCBs de alta frequência são comuns em aplicações que exigem alta resistência ao calor e à temperatura.

Você notará no capítulo anterior que um dos recursos dos PCBs de alta frequência é sua capacidade de suportar altas temperaturas.

Portanto, tem uma ampla gama de aplicações que você pode usar PCBs de alta frequência. No entanto, os mais comuns incluem o seguinte:

· Aplicações militares

Você pode usar PCBs de alta frequência em uma ampla gama de aplicações nas forças armadas. Por exemplo. nas armas de fogo e munições.

Lançador de foguetesLançador de foguetes

Fabricantes de armas de fogo, como armas de fogo, explosivos e munições, usam PCBs de alta frequência para garantir que sejam seguros e funcionais.

Eles usarão equipamentos como gravadores de choque de penetração ou dispositivos de teste de impacto antes de liberá-los para uso.

·Aplicativos médicos

Você não pode subestimar a contribuição da eletrônica para a fraternidade médica.

Você encontrará eletrônicos em dispositivos de diagnóstico, monitoramento e tratamento.

Mesmo com essas aplicações, há uma melhoria constante nas aplicações eletrônicas.

Na raiz desses aplicativos, você encontrará esses PCBs de alta frequência.

Seus designs permitem que você os use em vários dispositivos médicos complexos. Principalmente, você precisará de um tamanho pequeno de um PCB para atender aos requisitos de um dispositivo médico.

Como tal, a maioria desses PCBs são interconexões de alta densidade de especialidade, também conhecidas como PCBs HDI. Em alguns projetos, esses PCBs podem ter um material de base flexível que lhes permite flexionar durante o uso.

Tomografia computadorizada

Tomografia computadorizada

Isso é vital para equipamentos médicos internos ou externos.

Devido às suas áreas de aplicação, esses PCBs de alta frequência tendem a ter os mais altos padrões do que outros tipos de PCBs.

Ao projetar PCBs médicos, as considerações precisam ser sobre sua confiabilidade e durabilidade, ao mesmo tempo em que seguem os padrões médicos disponíveis.

Entre os dispositivos médicos comuns que utilizam PCBs de alta frequência incluem o seguinte:

  • Eles podem ser monitores pessoais ou de saúde, como monitores de glicose no sangue, monitores de pressão arterial e monitores de frequência cardíaca.
  • Tecnologia de digitalização. Abaixo disso, você encontrará dispositivos para controlar a infusão de fluidos, scanners de ultrassom, tomografia computadorizada e um scanner de ressonância magnética. Você também encontrará scanners de raios-X e ressonância magnética.
  • Instrumentos científicos. Entre os comuns incluem microscópios, fotômetros e sistemas de controle que se aplicam a geradores e compressores.

·Aplicações industriais

A aplicação industrial é outra área comum onde você encontrará PCBs de alta frequência em uso.

Esses PCBs controlam os vários componentes eletrônicos que você pode encontrar em fábricas e indústrias de manufatura.

Temperatura severa e produtos químicos diferentes são um fator comum em tal ambiente. Ao usar esses PCBs em tais configurações, você terá que escolher PCBs de cobre espesso.

Esse tipo de PCB permite a indução de alta corrente nas aplicações, bem como nos carregadores de bateria.

A vantagem dos PCBs de alta frequência em tais aplicações é que eles podem suportar altas temperaturas e produtos químicos.

PCB do painel de controle industrial

PCB do painel de controle industrial

Na aplicação industrial, PCBs de alta frequência são comuns nas seguintes áreas.

  • Equipamento industrial. Estes incluem furadeira elétrica, bem como prensas elétricas que são comuns na indústria de manufatura.
  • Equipamentos de medição onde você pode usá-los para medir e controlar temperatura, pressão e outras variáveis ​​durante a fabricação.
  • Indicadores de energia que incluem inversores de energia, geradores, energia solar e outros dispositivos de controle de energia.

·Sistema Avançado de Comunicação

Você também pode encontrar PCBs de alta frequência em sistemas de comunicação avançados.

Esses dispositivos garantem uma transmissão clara do som mesmo quando estão distantes, o que permite uma comunicação clara.

Existem várias funções nos sistemas de comunicação que você pode usar esses PCBs. Eles incluem amplificadores de alta frequência, bem como dispositivos de filtragem.

Amplificador de alta frequência

 Amplificador de alta frequência

Além disso, estações de reforço, placas de frequência, decks de mixagem, receptores e microfones também usam esses PCBs.

Nesta indústria, você encontrará PCBs leves e de alta frequência que são duráveis ​​e podem corresponder à densidade do maquinário em uso.

O design e o uso desses PCBs de alta frequência variam dependendo do aplicativo que você está usando.

·Sistemas de Radar

Em sistemas de radar, você pode encontrar um uso extensivo de PCBs de alta frequência.

Eles desempenham um papel significativo, especialmente na aviação, bem como nas indústrias marítimas.

Na indústria naval, você encontrará o uso de sistemas de radar em várias aplicações, como aplicações subaquáticas e de navegação.

Em aplicações marítimas, os sistemas de radar provam ser um ponto crucial para garantir que os navios evitem obstáculos como icebergs.

Sistema de radar

Sistema de radar

Navios, assim como submarinos, podem usá-los na detecção de navios inimigos, bem como na destruição de seus alvos.

Em embarcações à vela, você encontrará esses PCBs em dispositivos que energizam a embarcação.

Há uma quantidade considerável de projetos que você terá que fazer ao usar esses PCBs.

Isso se deve à variação de pressão, bem como às vibrações da aplicação.

Na indústria aeronáutica, o sistema de radar é essencial para orientar as aeronaves, o que ajuda a evitar acidentes.

Capítulo 4: Considerações de projeto de PCB de alta frequência passo a passo

Projetar um PCB de alta frequência pode consumir muito do seu tempo e dinheiro. Você, portanto, precisa considerar vários fatores antes de decidir projetar um PCB de alta frequência.

Seção de PCB de alta frequência

Seção de PCB de alta frequência

Esses fatores incluem seu orçamento, cronograma, a quantidade que você deve projetar e os padrões internacionais que você precisa aderir.

Depois de considerar esses fatores, agora você pode seguir em frente e projetar sua PCB de alta frequência.

Mas como você sabe que está projetando um PCB de alta frequência?

Três indicadores irão ajudá-lo a estabelecer isso.

Primeiro é a frequência do seu PCB.

A maioria dos PCBs de alta frequência usa qualquer coisa acima de 50 MHz para afetar o desempenho do circuito. Você também pode verificar os traços.

Você pode verificar as medições físicas dos traços de PCB para saber se está lidando com PCB de alta frequência.

Em uma observação fundamental, uma vez que você tenha um rastreamento que esteja acima de um terço do tempo de subida da velocidade de comutação do seu aplicativo, você estará lidando com um PCB de alta frequência.

Por último, é verificar se o seu PCB está funcionando como uma unidade ou se existem divisões.

Se houver divisões no funcionamento do seu PCB, então você tem um PCB de alta frequência.

Deixe-me levá-lo através das diretrizes que você pode usar para projetar esses PCBs.

Ao final dessas diretrizes, você pode agora projetar um PCB de alta frequência.

Design de PCB de alta frequência

Design de placa de alta frequência

Diretrizes de design de PCB de alta frequência

Sempre que você estiver projetando PCB de alta frequência, você deve prestar atenção aos seguintes aspectos principais:

1) Planeje seu projeto de alta frequência

Você precisa ter um design adequado para o seu PCB de alta frequência antes de iniciar o real Design PCB. Isso é importante para evitar contratempos ou ter problemas inesperados com seu PCB.

Exemplos de frequências

Exemplos de frequências

O que você precisa fazer é ter uma lista de verificação se for precisar durante o projeto do PCB. Entre as principais considerações que você precisa analisar incluem:

Organização do sistema que envolve você ter uma representação visual das interconexões dos subcircuitos.

2) Conheça a Frequência do Sinal do seu PCB

Certifique-se de ter documentado os requisitos de energia e tensão para os CIs e se você terá que dividir quaisquer planos de energia.

Verifique se você pode acomodar os diferentes sinais, comprimento do traço, bem como qualquer impedância controlada.

 

Nesse estágio, seu fabricante desempenha um papel vital para garantir que você entenda quais são seus requisitos mínimos de tolerância.

Além disso, você precisa ter uma estratégia que reduza o nível de ruído em seus sinais de alta frequência

3) Documente todo o seu plano de empilhamento de placas para fabricação

Uma vez que você tenha um plano de como projetar sua PCB, você terá que documentar os requisitos para sua camada de empilhamento.

Você pode consultar o fabricante para determinar as especificações de seus PCBs.

Isso inclui entender os materiais e as restrições específicas do seu PCB. Você pode tanto usar FR-4, Nelco ou materiais Rodgers para o seu PCB.

Design PCB

Design PCB

Você pode ter outras estratégias para sua pilha, como ter uma camada de sinal que você pode colocar em seguida em uma camada adjacente. Isso oferecerá sinais que têm um caminho de retorno eficiente.

Você também pode considerar o roteamento dos sinais de alta frequência que estão nas camadas internas do seu PCB entre os planos.

Isso oferecerá proteção contra qualquer radiação emitida externamente.

Além disso, em sua pilha de camadas, você pode usar muitos planos de terra.

O objetivo disso é reduzir o impedimento de referência que, por sua vez, minimiza o efeito da radiação em seu circuito.

4)Planejamento de piso

Isso envolve dividir seu PCB em seções lógicas.

O que você precisa considerar é se você terá que colocar todos os seus subcircuitos em um projeto maior ou separadamente.

Colocação de PCBColocação de PCB

Você achará isso vital quando tiver seções analógicas e digitais que devem ser isoladas com cuidado para minimizar a interferência. No final de tudo, você precisa saber a direção de seus circuitos.

5) Entenda seus planos de terra e energia

Depois de definir o layout do seu PCB, agora você está livre para verificar os detalhes do seu projeto. Isso inclui entender o plano de terra que você precisa para garantir que esteja completo.

Floating-in-PCBPlano flutuante no PCB

Isso pode incluir não dividir seu plano de terra com um sinal roteado.

Criar divisão no plano de terra significa que você terá que girar o vazio, o que pode afetar a EMI e os tempos de sinal.

Se for obrigatório dividir o plano de aterramento, certifique-se de incluir um resistor ao longo do traço do sinal.

O objetivo disso é permitir que seu sinal tenha uma ponte que facilite o caminho de retorno.

6) Minimize o tamanho de seus padrões de terra

Uma coisa que você notará com o PCB de alta frequência é que eles têm um pad menor do que o resto dos PCBs.

Na verdade, minimizar o espaço do seu PCB é fundamental para garantir que você tenha um PCB útil.

PCB de alta frequência

PCB de alta frequência

Em geral, você pode manter o tamanho do seu Pad entre 0 a 5% do tamanho dos pinos do componente. Outros PCBs têm capacidade de 30% dos pinos dos componentes.

Existem várias vantagens de minimizar o espaço. Maximizará a resistência mecânica, bem como reduzirá a capacitância parasita

Além disso, reduzindo o espaço, você terá mais espaço para pares diferenciais e espaço de contagem de pinos alta para o seu PCB.

7) Roteando seus sinais de alta frequência

A vantagem de rotear seus sinais de frequência é maximizar os benefícios de blindagem do seu PCB.

O que acontece é que os sinais de alta frequência emitirão grandes quantidades de radiações à medida que se movem da fonte.

Isso pode resultar em interferência entre dois sinais diferentes. Para evitar isso, você pode rotear seus sinais de frequência observando algumas opções.

Roteamento-PCBEnraizamento de PCB

Primeiro, você precisa minimizar os sinais longos e paralelos para reduzir qualquer acoplamento de sinal. Você também pode maximizar a distância de seus traços de sinal.

A outra opção é garantir que você roteie os sinais para uma camada diferente, caso sejam ruidosos.

O roteamento de sinais em diferentes camadas precisa ser ortogonal entre si.

Isso implica que em uma camada de sinal, você pode ter traços horizontais ou verticais.

8) Tenha um caminho de retorno de corrente eficiente

Cada sinal em seu PCB de alta frequência precisará de uma rota que começa na fonte e termina no coletor através do caminho.

Este caminho requer obstrução mínima. É um aspecto importante na Projeto e fabricação de PCB.

Para garantir que o caminho seja suave, você pode exigir o uso de via em determinadas circunstâncias. Sem isso, a corrente pode se espalhar pelas divisões em seu plano básico.

Fabricação de PCBFabricação de PCB

O efeito disso é que pode levar a uma perda da integridade do sinal.

Se você estiver usando via para reverter a corrente para sua fonte, precisará garantir que o acoplamento esteja firme.

Fazer isso garantirá que seus sinais cheguem a tempo.

Para reduzir a distância que o seu sinal tem que percorrer, você precisa colocar sua via reversa muito perto da via do sinal.

9) Minimize o acoplamento de rastreamento usando a regra 3W

O acoplamento de linha pode representar um sério desafio para a integridade do seu sinal durante a transmissão. Para minimizar isso, você pode usar a regra 3W.

Transmissão de sinalTransmissão de sinal

As regras 3W afirmam que a distância de separação entre os traços precisa ser três vezes a largura de um único traço medido de um centro ao outro.

Esta regra aumentará a distância entre os traços que por sua vez reduz o efeito de acoplamento.

Para aumentar os ganhos de minimizar o acoplamento de linha, você pode aumentar a distância de separação de três para dez.

10) Minimize o acoplamento plano usando a regra 20H

O acoplamento que ocorre entre os planos de potência e terra também pode representar um risco para o seu Design PCB.

Aqui acoplamento em PCB permitirá a absorção de franjas para o plano de terra em vez de irradiar externamente.

Acoplamento de sinal PCB

Acoplamento de sinal PCB

A regra 20H afirma que você precisa garantir que sua espessura dielétrica entre o solo e o plano de energia adjacente seja 20 vezes mais espessa que o plano de energia.

11) Verifique as diretrizes de roteamento

Depois de tudo isso, você precisa verificar o diretrizes gerais de roteamento para seu PCB.

Primeiro, evite as curvas de 90 graus em seus traços, pois elas podem causar reflexões únicas de suas frequências.

Design de PCB multicamadasDesign de PCB multicamada

Você também precisa garantir que todos os sinais nos diferentes pares tenham o mesmo comprimento e intervalo. Isso maximizará as vantagens do cancelamento de campo eletromagnético.

Você precisa projetar suas linhas de transmissão usando traços de microstrip. Essas tiras oferecerão apenas um único plano de referência separado por um dielétrico.

Capítulo 5: Características do material laminado PCB de alta frequência

Compreender as características do seu material laminado PCB de alta frequência é fundamental ao fabricar seu PCB.

Você será capaz de identificar e entender o comportamento do seu PCB.

Aqui está uma olhada nas características dos materiais laminados PCB de alta frequência.

· Constante dielétrica (Er)

Constante dielétrica é uma medida da capacidade de um material de armazenar energia elétrica enquanto está em um campo elétrico.

Essa capacidade depende da direção da corrente, o que implica que a corrente dielétrica muda à medida que o eixo do material muda.

O que você precisa entender é a faixa de frequência à qual você submeterá o material durante o teste.

Permissividade relativaPermissividade relativa

Além disso, você precisa conhecer o método de teste e qualquer variável presente para a faixa de frequência.

Por fim, você deve considerar as condições dielétricas constantes de sua PCB que podem corresponder às de sua aplicação.

·Perda tangente

Ao contrário de outros PCBs, perda tangente é um dos desafios que afetam a capacidade de seu PCB de alta frequência funcionar de forma eficaz.

A tangente de perda é resultado de uma mudança na estrutura molecular do material PCB.

Perda dielétrica

Perda dielétrica

A mudança ocorre quando há um aumento na frequência que afeta a transmissão do sinal, pois alguns sinais se perdem devido à queima.

Além disso, em PCBs multicamadas complexas, você pode ter vários componentes próximos uns dos outros, gerando calor.

O calor também pode prejudicar os sinais de frequência do PCB.

·CTE (coeficiente de expansão térmica)

O coeficiente de expansão térmica refere-se principalmente à mudança no tamanho do material PCB à medida que a temperatura muda. É uma forma de calcular ou determinar a robustez térmica de um material.

Você encontrará este aspecto particularmente crucial durante os estágios de perfuração e montagem da fabricação de sua PCB de alta frequência.

Coeficiente de expansão térmica

Coeficiente de expansão térmica

Quando você tem uma pilha multicamada, os diferentes materiais terão um coeficiente de expansão térmica diferente, dependendo da mudança de temperatura.

Nesse cenário, ter a camada superior se expandindo a uma taxa mais rápida do que as camadas inferiores pode causar problemas, especialmente durante o estágio de perfuração.

Dentre os materiais mais utilizados na fabricação de PCB está o PTFE devido a sua qualidade.

Durante o estágio de montagem, o coeficiente de expansão térmica afeta como lidar com a força de solda térmica.

Ter um coeficiente de expansão térmica de baixa qualidade pode quebrar sua placa de circuito impresso.

Como resultado, você pode usar um material com baixo coeficiente de expansão térmica durante as etapas de perfuração e montagem de sua fabricação.

Capítulo 6: Processo de fabricação de PCB de alta frequência

O processo de fabricação de um PCB de alta frequência é simples. Depois de entender as considerações acima, você pode facilmente fazer seu PCB.

A vantagem de fabricar seu PCB é que você pode personalizá-lo de acordo com suas especificações.

Aqui estão as etapas que você pode seguir ao fabricar seu PCB de alta frequência.

· Projete seu PCB

O ponto de partida na fabricação de seu PCB é ter um projeto para o PCB. Isso envolve ter um plano onde você colocará o projeto para o seu PCB.

Design PCBDesign PCB

O software de design mais comum usado para o seu PCB é o Extended Gerber.

O Extended Gerber irá ajudá-lo a codificar as informações relevantes que você possa precisar.

Essas informações incluem o número de camadas de cobre e o número de máscaras de solda que você precisará.

Quando você tiver codificado seu projeto de PCB usando o Software Estendido Gerber, você precisa confirmar outros aspectos do seu design.

Depois de terminar tudo isso, você terá que levar seu projeto para o centro de fabricação onde ocorrerá a fabricação.

É aqui que seu projeto passará por uma verificação DFM para garantir que seu projeto atinja a tolerância que atende aos requisitos para produção.

·Impressão de design de PCB

Depois de concluir a verificação do design do seu PCB, você pode imprimi-lo.

O que você precisa entender é que a impressão acontece usando uma impressora conhecida como impressora plotter.

O que acontece é que a impressora plotter produz um filme da PCB que basicamente é o negativo da PCB.

 

O filme contém dois tipos de tinta. Você tem a tinta preta que o circuito do seu High PCB e o cobre vão usar.

Há também a tinta transparente que indica as partes não condutoras do PCB, como a base de fibra de vidro.

No entanto, as funções das tintas mudam quando você está na parte externa da camada do seu PCB.

A tinta transparente indicará o caminho do cobre, enquanto a tinta preta indicará as áreas de cobre que você precisa remover.

Você também terá que usar filmes diferentes para cada camada do seu PCB e a máscara de solda subsequente.

Por exemplo, se o seu PCB tiver duas camadas, você precisará de quatro filmes para servir cada camada e a máscara de solda.

Depois de imprimir o PCB, você precisa alinhar e fazer um furo através deles. Este buraco é chamado de buraco de registro.

· Impressão de cobre para as camadas internas

A fabricação real do PCB pelo seu fabricante ocorre nesta fase.

Depois de imprimir o PCB no laminado, você fará a pré-ligação do cobre no mesmo laminado que atua como a estrutura do seu PCB.

Camadas internas de PCB

Camadas internas de PCB

Depois disso, você grava o cobre para revelar a planta anterior do seu PCB. Você então cobre seu painel laminado usando um filme fotossensível conhecido como resist.

A composição deste resist é uma camada química fotorreativa que endurece quando exposta à luz ultravioleta.

Resist permite que seu fabricante obtenha a melhor correspondência entre os resultados impressos no fotorresistente e as fotos do modelo.

Depois de alinhar seu laminado e a resistência usando o furo, você os exporá à luz ultravioleta.

Aqui, a luz percorrerá as áreas translúcidas do filme que endurecem o fotorresistente.

Ao endurecer, você pode ver as áreas de cobre que você deve usar como caminhos.

Por outro lado, a tinta preta interceptará qualquer luz que tente atingir as áreas que não devem ser endurecidas e que você poderá remover posteriormente.

Depois de preparar o PCB, você terá que lavá-lo com uma solução alcalina que remove os restos do resist.

Em seguida, você deve lavar com pressão o PCB para remover qualquer coisa que permaneça na superfície.

O próximo passo é permitir que o seu PCB seque. Depois disso, remova as resistências da PCB além das que estão na parte superior do cobre. Tenha cuidado para evitar erros nesta fase.

· Inspeção e alinhamento das camadas

Esta etapa gira garantindo que as camadas estejam alinhadas, bem como a realização de uma inspeção óptica. Você pode usar os furos para alinhar as camadas interna e externa do seu PCB.

 

O que acontece é que você pode colocar as camadas em cima de uma máquina chamada de soco óptico.

O perfurador óptico forçará um pino para baixo através dos orifícios para alinhar as camadas do seu PCB.

Após o punção óptico, você pode usar outra máquina para fazer uma inspeção óptica que garante que a PCB não tenha defeitos.

A inspeção é necessária para evitar erros que podem ocorrer quando as camadas estão juntas.

Você pode usar uma máquina AOI para comparar o PCB e o projeto Extended Gerber que atua como modelo para o seu PCB.

·Laminação das camadas de PCB

Assim que sua PCB estiver livre de erros, você poderá passar para a próxima etapa do processo de fabricação. Durante a laminação, ocorre a fusão das camadas do seu PCB.

Os principais passos que ocorrem aqui são laminar PCB e etapas de empilhamento. A parte externa do seu PCB consiste em fibra de vidro pré-revestida com resina epóxi.

Laminação PCB

Laminação PCB

Uma fina camada de folha de cobre cobre o material original do seu PCB com gravuras em cobre.

Depois de preparar a camada interna e externa do seu PCB, você pode ir em frente e juntá-los.

Você pode usar um grampo de metal e uma mesa de prensa específica para intercalar as camadas.

O encaixe das camadas na mesa é feito usando um pino exclusivo.

Você pode iniciar esse processo colocando uma camada de resina epóxi pré-revestida na parte inferior de alinhamento da mesa.

Você então coloca uma camada de substrato em cima da camada de resina e depois uma camada de folha de cobre.

Em cima da folha de cobre, você adicionará camadas de resinas pré-impregnadas e, em seguida, outra camada de folha de cobre.

Por último, você colocará um pedaço de placa de imprensa.

Depois disso, agora você pode pressionar as camadas. Você pode usar pinos para perfurar as camadas, o que garante que você tenha fixado as camadas corretamente.

O próximo passo é laminar o PCB. Aqui, um par de placas aquecidas transfere calor e pressão para as camadas de PCB.

O calor derreterá o epóxi enquanto a pressão funde as camadas.

Você terá que desembalar a prensa superior e os pinos que permitirão que a PCB real fique livre.

·Perfuração

Antes de perfurar, você terá que usar uma máquina de raios X para identificar os pontos de perfuração. Depois disso, você pode fazer furos de guia que prendem seu PCB.

Perfuração de PCB

Perfuração de PCB

Ao fazer os furos, você pode usar uma broca guiada por computador com a ajuda do design Extended Gerber. Após a perfuração, você pode lixar a sobra de cobre extra.

· Chapeamento de PCB

Após a perfuração, agora você pode ir em frente e plaquear seu PCB. Neste processo, você usará produtos químicos para unir as diferentes camadas.

Você terá que limpar o PCB completamente antes de banhá-lo em vários produtos químicos.

PCB banhado a ouro

 PCB banhado a ouro

O revestimento do painel em uma camada de micro-cobre ocorre durante o processo de banho. O banho também ajuda a cobrir as paredes das paredes de cobre perfuradas.

·Imagem e chapeamento da camada externa

Este processo envolve a aplicação para resistir à camada externa através de imagens.

Após o revestimento e a imagem da camada externa, você deve revestir a camada interna da mesma maneira que anteriormente.

PCBPCB de imagem

Nesta fase, o revestimento da camada externa auxilia na proteção do cobre no lado externo.

·Aplicação de máscara de solda

Você terá que limpar o painel em preparação para a aplicação da máscara de solda. Após a lavagem, você aplicará uma tinta epóxi junto com o filme de solda.

 

Em seguida, você expõe o PCB à luz ultravioleta, o que ajuda a marcar partes das máscaras de solda que você precisa remover. O próximo passo envolve você assar o PCB em um forno para curar a máscara de solda.

· Serigrafia e acabamento

Durante o processo de acabamento, você pode banhar seu PCB com ouro, prata ou HASL, isso oferecerá proteção extra ao pad e ao cobre.

PCB de tela de seda

PCB de tela de seda

Após o revestimento, você precisa silk-screen seu PCB. Durante este processo, ocorre a impressão de todas as informações vitais no PCB.

Isso inclui o número de identificação da empresa, as etiquetas de advertência, bem como as marcas do fabricante. Depois disso, você tem que curar seu PCB.

·Teste

O teste de seu PCB é essencial para garantir que seu PCB funcione adequadamente. O teste inclui testes de continuidade e isolamento do circuito.

Testando PCB

Testando PCB

O teste de continuidade do circuito identifica se há desconexões em seu PCB. Por outro lado, o teste de isolamento analisa o valor de isolamento do seu PCB para identificar quaisquer curtos.

· Corte e perfilagem

Se o seu PCB passar no estágio de teste, você poderá passar para a próxima etapa de corte e perfilamento. Aqui, você pode ter vários cortes do seu painel PCB original.

 

Você pode fazer o corte em seu PCB de duas maneiras diferentes. Você pode usar uma máquina CNC que cortará pequenas abas nas bordas do seu PCB.

A outra opção é usar uma ranhura em V que cortará as passagens diagonais ao longo dos lados do seu PCB.

Capítulo 7: Como escolher o melhor material para PCB de alta frequência

Ter o material certo para o seu PCB de alta frequência minimizará as chances do seu circuito enviar sinais mistos.

Por ter materiais que tenham folha de cobre abaixo do ideal, podem ter efeitos graves em seu circuito.

É por isso que você precisa selecionar o material PCB de alta frequência correto para o seu circuito. Aqui está como você pode fazer isso.

·Considere os principais fabricantes de materiais de PCB de alta frequência

Várias empresas fabricam PCBs de alta frequência. No entanto, nem todos eles atendem aos padrões padrões internacionais.

PCB de materiais

PCB de materiais

Certifique-se sempre de obter seus materiais de PCB dos melhores fabricantes.

Entre os principais fabricantes que você pode obter para seus materiais de PCB, estão os seguintes.

1)Rogers

Rodgers é uma empresa internacional com filiais na América, Europa, Ásia.

Todos os seus materiais de PCB provaram ser confiáveis ​​em relação ao desempenho.

Rodgers ltd vende materiais laminados de PCB que você pode usar para fazer placas de circuito.

Principalmente, os materiais das placas de circuito que você pode comprar incluem retardador de chama nível 4 (FR4).

Esses materiais podem ter uma folha de cobre ou fibra de vidro laminando ambos os lados.

Os FR4 que você pode comprar através da Rodgers ltd são adequados para aplicações que possuem propriedades de alta frequência.

O que você notará com a compra desta empresa é que eles são caros. No entanto, o custo vale a pena, uma vez que os materiais têm uma característica de perdas em aplicações de alta frequência.

2) Arlon

A Arlon está entre os principais fabricantes de materiais laminados de alto desempenho que você pode usar para várias aplicações de PCB.

Principalmente, esta empresa é especializada em tecnologia de resina termofixa.

Você pode encontrar a resina no substrato diferente que inclui aramida não tecido e vidro tecido.

As aplicações dos materiais Arlon PCB incluem eletrônica militar, interconexão de densidade e PCBs de microondas.

Com uma fábrica com certificação ISO 9001: 2008, você pode confiar nos produtos que fabricam.

Isso significa que você obtém materiais de alta qualidade e econômicos para suas aplicações.

A vantagem desta empresa é que existem diferentes opções que você pode usar para comprar seus materiais PCB.

3)GIL Tacônico

A GIL Taconic é mais uma empresa que lida principalmente com diferentes tipos de materiais PCB de alta frequência.

Esta empresa possui fábricas em diferentes países, como EUA, França, Polônia, Brasil e Coréia.

A própria empresa é ISO 9001 e se orgulha da fabricação de materiais PCB de alta qualidade e custo-benefício.

A qualidade desses materiais é que eles têm uma alta resistência química e à temperatura.

Eles também têm alta rigidez dielétrica como perdas elétricas mínimas.

Isso implica que você pode usar esses materiais na fabricação de placas de circuito de aplicação diferentes.

Entre as áreas de aplicação destacam-se os laminados para micro-ondas e as correias personalizadas para diversas placas de circuito.

4) Metclad

A Metclad fabrica materiais de PCB de alta qualidade que você pode usar para montar seus PCBs.

Eles têm diferentes tamanhos de cobre que você pode escolher, bem como diferentes cores de máscara de solda para o seu PCB.

Há sempre uma garantia de que os materiais que você compra da Metclad prestarão serviço.

5) Isolar

A Isola se considera uma das principais empresas que projetam e fabricam laminados revestidos de cobre.

Você pode usar esses laminados na produção de PCBs avançados de alta frequência.

A empresa tem uma presença global que inclui instalações de fabricação e centros de pesquisa na Ásia, Europa e EUA.

Você pode usar PCBs Isola High-Frequency em diferentes aplicações, como computadores, redes e equipamentos de comunicação.

Você também pode usar esses materiais em produtos que podem ser usados ​​nos mercados aeroespacial, militar e médico.

Esses materiais atendem às diferentes normas internacionais para as aplicações.

Eles incluem o International Material Data System, REACH, ROHS e Perfluorochemicals.

6) Policlad

Se você está procurando uma empresa que oferece materiais de PCB de alta qualidade, pode escolher o Polyclad.

Há uma variedade de materiais que eles fornecem, como folha de cobre, máscaras de solda e placas.

A Polyclad também oferece assistência no projeto e fabricação de sua PCB.

Há uma garantia de que você receberá o serviço nos materiais que comprar na Polyclad.

7) Asaki

A Asaki oferece materiais de alta qualidade para seus PCBs.

Embora seus materiais sejam caros quando comparados com outros fabricantes, você tem a garantia de um serviço de qualidade.

Entre os materiais que você pode comprar estão folhas de cobre, máscaras de solda e até placas.

Asaki também fará um teste elétrico para o seu PCB, garantindo que você tenha um PCB funcionando.

8) Hitachi

Com sede em Tóquio, Japão, a Hitachi oferece uma ampla variedade de materiais PCB de qualidade.

Você pode capitalizar em seus vários escritórios ao redor do mundo para comprar seus produtos.

Além disso, eles oferecem acabamento de superfície de qualidade para o seu PCB.

Isso inclui acabamentos de superfície como HASL sem chumbo e ENG, entre outros.

Esta empresa irá ajudá-lo a projetar orientação, bem como uma garantia para os materiais PCB que você comprar deles.

9) Eêmico

Ehemical pode personalizar seu PCB de acordo com sua especificação.

Tudo o que você precisa fazer é produzir um projeto para sua PCB no formato Extended Gerber.

Eles o ajudarão a fabricar seu PCB, incluindo testando-o eletricamente.

Se você optar por comprar qualquer material deles, você tem a garantia de materiais de qualidade desta empresa.

·Avaliar Constante Dielétrica

Você terá que levar em consideração a constante dielétrica do substrato PCB.

A constante dielétrica refere-se à capacidade de um material PCB de reter energia no campo elétrico.

Isso vai depender de qual direção o material toma. Como tal, uma constante dielétrica efetiva precisa ser muito pequena para fornecer uma entrada estável.

PCB de materiaisConstante dielétrica

Constante dielétrica

É esta entrada que ajudará a minimizar o atraso na transmissão dos sinais.

O que você precisa observar é que o substrato dielétrico constante precisa corresponder para que sua PCB funcione corretamente.

Se você tiver substratos dielétricos constantes que não sejam uniformes, poderá criar problemas no funcionamento de sua PCB.

Entre o substrato dielétrico constante que você pode ter incluem resinas e materiais tecidos.

·Conheça o Fator de Dissipação

Um fator de dissipação eficaz precisa ser muito pequeno. Isso porque ter um alto fator de dissipação pode afetar a qualidade de transmissão do sinal.

Perdas na transmissão de PCBPerdas na transmissão de PCB

Por ter um pequeno fator de dissipação, você terá menos desperdício de sinal e, ao mesmo tempo, alta transmissão de sinal.

·Capacidade de alcançar o espaçamento adequado

A capacidade de seu material de PCB alcançar o espaçamento adequado tem um papel fundamental em seu PCB. Isto é especialmente quando você está falando sobre cross-talking e o efeito de pele do seu PCB.

Crosstalk refere-se a quando o PCB inicia a auto-interação e está relacionado com o efeito de acoplamento dos componentes. Como esse efeito de acoplamento é indesejado, você precisa evitá-lo.

Espaçamento PCB

Espaçamento PCB

Você pode fazer isso garantindo que haja a distância mínima entre o plano e o traço.

Por outro lado, o efeito pelicular tem relação direta com a resistência ao traço.

À medida que a resistência do traço aumenta, o efeito da pele também aumenta, o que faz com que o PCB comece a aquecer.

Como resultado, você precisa garantir que, ao selecionar o traço do PCB, o comprimento e a largura não afetem a placa quando as frequências aumentarem.

·Considere a Tangente de Perda

Você precisa considerar a estrutura molecular do material PCB ao observar a tangente de perda do seu material.

O essencial disso é ajudar a determinar o efeito que a estrutura molecular tem no material PCB em frequências mais altas.

· Resistência a descasque

A resistência à remoção refere-se à capacidade da máscara de solda de segurar o PCB.

Você pode usar esse fator para determinar a melhor máscara de solda, bem como a folha de cobre que você pode selecionar para o seu PCB.

Um material útil precisa ter uma forte resistência ao descascamento. Ao escolher tal material, você tem a garantia de que sua folha de cobre irá resistir ao PCB por um longo tempo.

Isso é essencial quando você está projetando uma PCB de alta frequência para aplicações que exigem alta temperatura.

·O coeficiente de expansão térmica

O coeficiente de expansão térmica refere-se ao efeito que a temperatura tem no tamanho do seu material PCB. Diferentes materiais têm uma característica de temperatura diferente, incluindo CTE.

Ao escolher seu substrato, você precisa garantir que eles tenham CTEs uniformes. Ter CTEs diferentes pode fazer com que os componentes do substrato da PCB se expandam em taxas diferentes durante a operação.

Isso pode resultar em defeitos ou mesmo alterar a aparência física do substrato. Sempre preste atenção ao CTE do material do seu PCB para garantir que você tenha um material uniforme para o seu PCB.

É essencial especialmente quando você está submetendo o PCB a uma temperatura diferente.

Capítulo 8: Seleção de acabamento de superfície para PCB de alta frequência

O acabamento de superfície é uma das etapas pelas quais você passará pelo seu PCB. Este é um estágio essencial, pois dá ao PCB um apelo e uma força extra.

Acabamento de superfície PCB

Acabamento de Superfície PCB – Foto cedida: AMITRON

Existem várias opções que você pode usar para o acabamento da superfície. Os mais comuns incluem o seguinte.

·HASL

HASL é a abreviação de Hot Air Solder Leveling e é o método comumente usado de acabamento de superfície.

O uso deste método envolve a imersão de seu PCB em um banho de solda de fusão.

Do banho, sopra o vento quente do soldado redundante para dar uma pelagem lisa, brilhante e uniforme.

A disponibilidade e o baixo custo deste método o tornam amplamente utilizado no acabamento de superfícies de PCBs.

Geralmente, a vida útil do HASL é alta, assim você tem a garantia de um serviço de qualidade. No entanto, este método não é favorável para uso em PCB de passo fino.

A disponibilidade de chumbo torna um risco para a saúde ao usá-lo. No entanto, outras variantes HASL não possuem o componente principal.

Além disso, há também a desvantagem de ponte de solda, bem como choque térmico.

·POR

Electroless Nickel and Immersion Gold é um tipo de acabamento superficial que utiliza a deposição de camadas de níquel e ouro na placa de cobre.

Isso acontece usando galvanoplastia química, que é basicamente uma reação de substituição.

A utilização deste método ganhou atrativo devido à aplicação das normas RoHS.

Entre as vantagens que você obterá com o uso desse método, inclui ter uma superfície plana do seu PCB.

Também é o melhor método se você estiver tendo furos passantes chapeados, não esquecendo a longa vida útil que ele oferece ao seu PCB.

No entanto, este método é bastante caro.

Portanto, faz sentido se você o estiver usando para fabricação em larga escala de PCBs.

Também pode levar a uma perda de sinal se você não aplicar corretamente ao seu PCB.

Você precisa tomar cuidado ao usar este método para evitar danos do ET.

·ENEPIG

Níquel Eletroless Paládio e Ouro de Imersão é outro tipo de acabamento de superfície do seu PCB.

O principal objetivo deste método é eliminar a geração de um composto metálico comum entre a camada de níquel e ouro.

Isso acontece através da introdução do paládio, que é uma camada estável entre as camadas de ouro e níquel.

Ao minimizar a produção de um novo composto pelo níquel, o Palladium inibe as almofadas pretas, o que é um problema ao usar o ENIG.

As vantagens de usar este método incluem soldabilidade, suavidade da superfície do PCB e resistência à oxidação. Também é resistente ao calor, o que significa que você pode usá-lo na aplicação que utiliza calor alto.

· Lata de imersão

A lata de imersão é uma maneira tradicional de dar um acabamento superficial à sua PCB.

O método envolve uma reação de deslocamento químico que deposita acabamento metálico na base da placa de circuito.

Ao fazer isso, o estanho protege o cobre por baixo da oxidação, prolongando assim sua vida útil.

Este método dá ao seu PCB uma superfície plana e lisa, além de eliminar qualquer pb.

É a melhor escolha se você estiver trabalhando em PCBs de inserção de encaixe por pressão.

No entanto, este método não é comum no acabamento superficial de PCBs. Isso se deve às suas inúmeras limitações.

Eles incluem a disponibilidade de Whiskers de Estanho, sendo difícil medir a espessura do Estanho.

Além disso, o método não é adequado se você estiver usando vários processos de montagem.

·OSP

O Preservativo de Solda Orgânico é um método que utiliza composto orgânico à base de água para preservar a oxidação da superfície do cobre.

Isso ocorre através da aplicação de uma fina camada sobre o cobre exposto que o protege.

A vantagem que você tem com esse método é que ele oferece uma superfície plana ao seu PCB.

O fato de ser um processo simples, além de ser econômico, o torna favorável ao uso.

No entanto, este método não oferece a oportunidade de medir a espessura do material que protege sua PCB.

Além disso, você não pode usar esse método se sua PCB tiver furos passantes chapeados.

Além disso, esse método tem uma vida útil curta e, ao mesmo tempo, pode prejudicar a TIC do seu PCB.

Você precisa analisar as vantagens e desvantagens de cada método antes de selecionar um acabamento de superfície apropriado para o seu PCB.

Um acabamento superficial eficaz precisa levar em consideração o efeito que tem no elemento de cobre.

Além disso, você precisa considerar o custo e o acabamento que deseja que sua PCB tenha.

Capítulo 9: Perguntas frequentes sobre projeto e fabricação de PCB de alta frequência

Este guia não pode ser concluído sem passar pelo que a maioria dos nossos clientes pedem esclarecimentos.

Com isso, você pode expor o conhecimento disponível no que diz respeito a este guia.

Dê uma olhada.

PCB de alta frequência

PCB de alta frequência

1. Qual é o melhor preço para PCB de alta frequência?

O custo do seu PCB é afetado por vários fatores.

Eles incluem as matérias-primas, a espessura da placa, bem como a do cobre e a opção de acabamento superficial.

Outros fatores incluem a largura do comércio, bem como o espaçamento. Para minimizar esses custos, tente ao máximo projetar sua PCB da maneira mais simples possível.

2. Por que você deve testar eletricamente o PCB?

É vital testar eletricamente seu PCB, pois é a única maneira de garantir que seu PCB esteja bem pronto para uso.

Existem vários testes em que você pode passar seu PCB para garantir que ele seja útil.

É a única maneira de identificar qualquer falha em seu PCB, especialmente qualquer que possa estar presente sob a máscara de solda.

3.É possível fabricar minha PCB a partir de um arquivo de imagem?

Não. Não é possível fabricar uma PCB usando um arquivo de imagem, pois esses arquivos são incompatíveis com o processo de produção devido à qualidade e à resolução.

Para facilitar a fabricação do seu PCB, você precisa garantir que seu projeto esteja em formato Gerber.

4.Quais opções tenho para o acabamento da minha superfície?

Existem várias opções disponíveis para o seu acabamento de superfície. A escolha de qual acabamento de superfície usar depende de vários fatores.

Eles incluem o custo, o efeito desejado que você deseja para o seu PCB e o impacto que o método tem no cobre.

As opções de acabamento de superfície disponíveis incluem HASL, Estanho de Imersão, ENG, ENEPIG e OSP.

Você também pode ter a opção sem chumbo HASL, ouro de imersão e prata de imersão.

Quais cores estão disponíveis para máscaras de solda?

Existem várias cores de máscaras de solda disponíveis para o seu PCB. A escolha depende das suas preferências.

Entre as cores comuns incluem verde, preto, azul, branco e amarelo.

5.Qual é a diferença entre uma via enterrada, uma via regular e uma via cega?

O objetivo de uma via enterrada é conectar duas camadas internas do seu PCB. Em essência, ele não vai para a camada superior nem para a camada inferior.

Por outro lado, uma via cega serve para conectar a camada superior ou inferior da PCB à camada interna. Este tipo de via tem que passar pelo topo ou pelo fundo.

Ao contrário das outras, uma via regular conecta as camadas inferior e superior do PCB e passa pela camada interna.

6. Qual é a função do capacitor de desacoplamento?

O capacitor de desacoplamento serve para nivelar o ruído da fonte de alimentação. Ao projetar seu PCB, você precisa colocá-lo o mais próximo possível dos CIs.

7.O que é RDC?

DRC é uma abreviação de Design Rule Checking. Isso é importante para garantir que seu PCB esteja livre de qualquer falha elétrica.

Ao fazer um DRC, você pode encontrar vários erros em seu PCB. Eles incluem uma violação pad to pad. Trace a violação do bloco e o componente impede a violação.

Nós gostaríamos de ouvir de você. Sinta-se à vontade para deixar qualquer dúvida que você tenha, e teremos o maior prazer em oferecer esclarecimentos.

Conclusão

O PCB de alta frequência desempenha um papel fundamental em aplicações que exigem alta resistência ao calor.

Ao ter um projeto de circuito que atenda aos padrões reconhecidos internacionalmente, você pode funcionar adequadamente.

Como você aprendeu neste guia, há vários aspectos críticos de um PCB de alta frequência que você precisa considerar.

Isso inclui fatores a serem considerados ao comprar um PCB de alta frequência, bem como o processo de design.

Neste ponto, espero que você possa projetar uma PCB de alta frequência usando os materiais e diretrizes corretos. Você sempre pode entrar em contato conosco para qualquer assistência quando se trata de PCB de alta frequência.

Estamos sempre prontos para ajudá-lo.