¡Fundamentos de PCB para principiantes! ¡Colecciona ahora!

Si está comenzando a trabajar con PCB y FPCB, debe hacerse muchas preguntas sobre los PCB, sin embargo, son componentes vitales de los electrodomésticos que usamos en nuestros hogares.

Los PCB han permitido a los ingenieros conectar componentes en un circuito de una manera más organizada, eliminando la necesidad de que muchos cables se crucen entre sí, lo que puede provocar accidentes.

Tenga en cuenta que la tecnología moderna permite la producción a gran escala, lo que reduce significativamente los costos. Este artículo lo introduce a obtener más información sobre PCB, el material utilizado en su fabricación, el precio y el proceso al que se someten.

Índice

Capítulo 1¿Qué es un PCB y cómo se fabrica?

Capítulo 2Introducción a los fundamentos de PCB de doble cara

Capítulo 3Grosor de cobre de PCB

Capítulo 4PCB del disipador de calor:las reglas que debe conocer

Capítulo 5Desglose de costos de fabricación

Capítulo 6Conclusión

Sobre los fundamentos de PCB para principiantes, si está comenzando a trabajar con PCB y FPCB, debe hacerse muchas preguntas sobre los PCB, sin embargo, son componentes vitales de los electrodomésticos que usamos en nuestros hogares.

Los PCB han permitido a los ingenieros conectar componentes en un circuito de una manera más organizada, eliminando la necesidad de que muchos cables se crucen entre sí, lo que puede provocar accidentes.

Tenga en cuenta que la tecnología moderna permite la producción a gran escala, lo que reduce significativamente los costos. Este artículo lo introduce a obtener más información sobre PCB, el material utilizado en su fabricación, el precio y el proceso al que se someten.

¿Qué es un PCB y cómo se fabrica?

Una placa de circuito impreso (PCB) se refiere a una placa hecha de fibra de vidrio, materiales laminados o epoxi compuesto, que tiene vías conductoras que se conectan a diferentes componentes, como resistencias, transistores y circuitos integrados.

Soporta y conecta componentes eléctricos a través de pistas o almohadillas conductoras. Los componentes electrónicos se sueldan a las PCB para realizar algunas funciones específicas.

Figura 1 Placa PCB

El sustrato de PCB

Tenemos flexible. Los PCB y FPCB están hechos de capas de materiales, incluido el material base (denominado sustrato), que determina si un PCB es rígido o WellPCB ofrece controladores de motor de CC en los mercados nacionales e internacionales. Además, el sustrato utilizado determina el rango de temperatura que puede soportar su PCB.

El sustrato a menudo se fabrica colocando el material directamente, rociándolo con resina epoxi y apisonándolo varias veces hasta obtener un espesor aceptable. Otra consideración crítica es la permitividad/permeabilidad de los PCB. Esta característica es esencial cuando se diseñan placas para dispositivos con señales de alta frecuencia.

El Cobre

Para que una placa de circuito impreso funcione, debe tener una sola capa o varias capas de cobre. Los fabricantes pueden optar por colocar la capa de cobre en la parte superior o en ambos lados del sustrato. También es posible tener varias capas que alternan entre el material del sustrato y el cobre.

Tenemos muchos PCB con muchas capas de cobre. Algunos de ellos tienen más de 16 capas de cobre.

Por lo general, el espesor del cobre es más delgado que el sustrato utilizado. El papel principal del cobre es transportar electrones de un punto a otro. Los fabricantes unen el cobre al sustrato aplicando una combinación de calor y presión.

Este proceso de unión asegura la unión entre el cobre y el sustrato. Este proceso lo hace resistente a la rotura durante el proceso de perforación. El cobre también es uno de los materiales que se puede recuperar a través de un proceso de reciclaje.

La máscara de soldadura de PCB

Después de fusionar el sustrato y las capas de cobre, es necesario proteger el revestimiento para reducir las posibilidades de que el cobre se oxide y se oxide de una manera que pueda dañar la PCB. Por lo tanto, se debe usar una máscara de soldadura al hacer capas adicionales para proteger la PCB.

El sustrato es típicamente de color verde. Pero luego, el fabricante puede elegir cualquier otro color dependiendo de su necesidad.

Proceso de fabricación de PCB

El proceso de fabricación de PCB comienza ensamblando el material requerido (incluido el sustrato y el cobre). Luego, el sustrato se une al cobre aplicando presión y calor.

Por último, el proceso también implica la creación de pistas, la eliminación del cobre no deseado a través de un proceso de grabado y la prueba de fallas en la placa antes de la producción.

Introducción a los conceptos básicos de PCB de doble cara

Las placas de circuito impreso se han convertido cada vez más en parte de nuestra electrónica del día a día. Las placas proporcionan una interfaz en la que pueden soldar componentes.

Los PCB pueden ser de una, dos o varias capas. Las placas de circuito impreso de un solo lado son baratas, pero no se pueden implementar en situaciones complejas. Ha obligado a los fabricantes a diseñar y fabricar PCB de doble cara que se pueden usar en cajas complejas y de alta densidad.

2.1 ¿Qué es una PCB de doble cara?

Figura 2 PCB de doble cara

Una PCB de doble cara es un tipo de PCB que ofrece a los ingenieros la flexibilidad de interconectar circuitos y componentes a ambos lados de la placa. Permite al usuario tener componentes soldados tanto en la parte inferior como en la parte superior de la PCB. Permiten a los fabricantes diseñar paneles complejos que pueden acomodar más funciones para su uso en situaciones difíciles.

Además de proporcionar flexibilidad de interconexión, las placas también eliminan la interferencia electromagnética. Esta habilidad hace que el diseño de circuitos complejos sea mucho más fácil. Los PCB de doble cara también han hecho posible el uso de PCB en aplicaciones de tecnología superior.

Permitir el enrutamiento de la capa superior y el rastreo hasta la capa inferior ha hecho que los PCB sean más valiosos que antes.

2.2 Ventajas de los PCB de doble cara

Los PCB de doble cara ofrecen a los ingenieros más flexibilidad. También albergan incrementos en las densidades del circuito a lo largo del tiempo. Estos factores no se aplican a los ingenieros que trabajan en PCB de un solo lado. Los PCB de un solo lado tienen un espacio limitado para colocar los componentes.

En segundo lugar, las placas de circuito impreso de doble cara son hoy en día más baratas y no reducen mucho su presupuesto diario.

Por último, dado que se pueden llenar más piezas en un área más pequeña, las PCB de dos caras son de tamaño pequeño y se pueden utilizar para fabricar dispositivos más pequeños.

Grosor de cobre de PCB

Las placas de circuito impreso permiten el flujo de corriente entre los componentes. Lo hacen asegurándose de que las rutas en el PCB no se superpongan y que haya suficiente espacio entre ellas.

La superposición de cables puede causar cortocircuitos, por lo que el uso de una placa PCB con suficiente espesor de cobre elimina este problema. Por lo general, el grosor del cobre de PCB se mide en onzas y determina si los cursos pueden hacer el trabajo para el que fueron diseñados o no.

Figura 3 Espesor de cobre de PCB

3.1 Espesor de cobre de PCB

El espesor del cobre, por lo tanto, se refiere a los resultados que se obtienen cuando se comprime 1 onza de cobre en un área de un pie cuadrado. de PCB. Al diseñar una placa de circuito impreso, los ingenieros deben convertir onzas a molinos para ayudarlos a crear la placa de circuito impreso.

La Figura 2 ofrece una descripción general de cómo aparecen las capas de cobre y PCB en forma de varias capas.

3.2 Diseño de vías de cobre

Los ingenieros siempre deben permanecer alerta al diseñar PCB. Deben asegurarse de que el grosor de la PCB sea suficiente para satisfacer todas las necesidades de un circuito.

Como ingeniero, debe mantener el espesor en 1 oz. Para garantizar que la PCB pueda acomodar la cantidad especificada de corriente que debe fluir a través de ella.

Los circuitos que requieren más corriente deben aumentar su espesor de cobre para minimizar la resistencia. Los ingenieros de PCB pueden realizar el cálculo para determinar la cantidad de espesor de cobre necesaria al diseñar un circuito para realizar una función específica.

El grosor del cobre a veces puede afectar el costo de la placa PCB. Además, el grosor del cobre determina qué tan fácil es para el diseñador eliminar el exceso de cobre grabando la placa de circuito impreso.

Por lo tanto, los diseñadores de PCB deben evaluar el grosor antes de diseñar un PCB para una aplicación específica.

PCB del disipador de calor:las reglas que debe conocer

A medida que avanza la tecnología de PCB, surgen nuevos desafíos, por lo que los ingenieros deben trabajar día y noche para superar las dificultades.

La generación de calor que provoca un aumento de la temperatura en las placas es un problema que la mayoría de los ingenieros se esfuerzan por superar. Este desafío ha obligado a los diseñadores a pensar fuera de la caja y encontrar formas de minimizar la generación de calor y la pérdida de electricidad.

La invención de los disipadores de calor es uno de esos intentos de regular las temperaturas de los circuitos. Los disipadores de calor ayudan a distribuir el calor de manera uniforme y minimizan las temperaturas concentradas excesivas.

Por ejemplo, en circuitos que involucran microprocesadores de alta velocidad, se disipa mucho calor. Sin disipadores de calor para absorber el calor, las altas temperaturas pueden dañar el componente.

Los circuitos integrados, en particular, generan mucho calor y requieren disipadores de calor para absorber y canalizar el exceso de calor.

Figura 4 Disipador de calor

4.1 Disipadores de calor metálicos

Este tipo de disipador de calor se puede conectar a una placa apretándolo con un tornillo a través del orificio. El disipador de calor se puede pegar en el cuerpo usando epoxi o incluso cinta térmica en algunos otros casos.

Cuando el disipador viene con resortes y clips, es posible encajarlo en el componente que se calienta.

Tenga en cuenta que un disipador de calor en PCB juega un papel fundamental, principalmente cuando se usa un PCB en circuitos con un flujo masivo de corriente. Por ejemplo, los semiconductores discretos como IGBT, TRIACS y MOSFET generan mucho calor, que debe salir de la PCB (a menudo a través de un disipador de calor).

4.2 Componentes SMD con disipador de calor incorporado

Tenemos muchos componentes SMD que vienen con disipadores de calor incorporados. Dichos miembros incluyen los PMIC y MOSFET. Estos dispositivos tienen un disipador de calor integrado conectado a un circuito y luego conectado a un desagüe.

4.3 Consideraciones de diseño térmico de PCB del disipador de calor

De las discusiones anteriores, es evidente que los dispositivos de alimentación deben tener un diseño de PCB y disipador de calor adecuados para solucionar los problemas térmicos que pueden surgir cuando el dispositivo está en uso.

4.4 Directrices de diseño a tener en cuenta cuando se trata de disipadores de calor

• Para que un disipador de calor disipe un vatio de potencia a una temperatura de aproximadamente 40 ℃, debe tener una sección transversal de 2,4 in2. Si se utiliza un ventilador de refrigeración externo, los valores se reducen a aproximadamente 1,2 in2 por vatio.

• Si los dos métodos propuestos no funcionan, se recomienda utilizar disipadores de calor genéricos.

Además, extenderá el cobre hasta los bordes del tablero. • Tenga en cuenta que los parámetros anteriores asumen que las capas de cobre generalmente se acoplarán con componentes que generan calor. El argumento entonces implica que la capa de cobre se comportará como la capa térmica de su PCB.

• Cuando se va a usar más de 1 componente que genera mucho calor en la placa de circuito impreso, se recomienda colocarlos a unas pocas pulgadas de distancia entre sí. Permite que la PCB se caliente uniformemente.

• La transferencia de calor siempre es mayor cuanto más vías tiene la PCB. Las vías están en contacto térmico con las partes del componente que genera calor.

• En el caso de aplicaciones de alta potencia, se recomienda considerar el uso de PCB con mayor peso de cobre entre los planos.

Desglose de costos de fabricación

El ensamblaje y la producción de PCB es una actividad tediosa que implica muchos pasos. Implica los procesos de recolectar los materiales, prepararlos y fabricarlos en PCB.

También implica grabar los PCB, laminarlos, perforarlos y empaquetarlos. Cada uno de estos pasos tiene su coste, consistente en el coste total de fabricación de los PCB, que debe incluirse en el precio final de venta.

¿Cómo hacer un desglose de costos de fabricación de PCB de cada parte?

5.1 El costo del material

Figura 5 Materiales de PCB

El costo de las materias primas es el principal factor que determina el precio final de los PCB. Al comprender el costo de fabricación, debemos considerar las capas de una placa de circuito impreso, el material utilizado en su fabricación y el tamaño de la placa de circuito impreso.

El oro, el níquel, el cobre, la plata, la fibra de vidrio, el plomo, la resina epoxi y varios productos químicos son algunos de los materiales que debe usar en la fabricación de PCB. También debe estimar la cantidad de componentes que deben ensamblarse.

Además, el tipo de PCB que se ensamblará es fundamental, ya que ayuda a determinar el costo final de la PCB. Por ejemplo, la fabricación de una placa de circuito impreso de dos caras es más costosa que una placa de circuito impreso de una sola cara.

Los PCB de doble cara usan más soldadura y requieren que haga uso de la programación de la máquina SMT. Estos requisitos aumentan el costo de estos PCB. Del mismo modo, la fabricación de PCB multicapa es más costosa que la producción de PCB de doble cara.

Tenga en cuenta que los elementos esenciales que aumentan el costo de los PCB no solo se limitan al precio del material, sino también al grosor de los PCB, la impedancia con la que deben venir y el diámetro de los orificios.

El costo también debe incluir los componentes, transportar la distancia de PCB. Otros factores periféricos deben entrar en juego al calcular el valor de los PCB.

El espesor del cobre utilizado es uno de los factores que afectan el costo de producción. El uso de cobre grueso aumenta la impedancia y permite que las PCB se implementen en áreas que requieren más corriente.

Otros factores externos, como el costo de la energía, el agua y el transporte, pueden aumentar el costo de producción. También deben incluirse en el cálculo del costo de producción de PCB.

5.2 Costo de mano de obra

Tenga en cuenta que el costo de la mano de obra también es fundamental para determinar el precio final de fabricación de PCB. Los fabricantes también tendrán que incluir otros gastos generales en el costo final de los PCB. Estos costos son gastos de mano de obra trabajando en la fabricación de un PCB.

Debe considerar el costo del equipo, la seguridad, la iluminación, el agua y otros pequeños gastos generales para determinar el costo final de producción de cada PCB.

Otros gastos generales adicionales, como el tratamiento del sistema de aguas residuales, las aprobaciones, la zonificación y los permisos, también deben formar parte de la facturación de los PCB.

5.3 Tamaño del tablero

Un panel es una de las materias primas esenciales utilizadas en la producción de placas de circuito impreso. El tamaño del panel utilizado es necesario al calcular el costo total de una PCB. Las tablas que ocupan un área de panel más baja costarán menos. Además, aquellos que utilicen paneles que encajen mejor serán menos costosos.

5.4 La cantidad de piezas producidas

La cantidad de piezas requeridas es crítica porque determina el método de producción a utilizar. La producción en masa de PCB implica el uso de procesos eficientes y automatizados que reducen significativamente el costo.

5.4 Plazo de entrega

El tiempo de entrega es el tiempo que lleva fabricar una placa de circuito impreso. Podemos proporcionar tanto el servicio de entrega regular como el servicio expreso; Las tablas aceleradas se pueden enviar dentro de las 24-48 horas. Puede elegir un servicio adecuado de acuerdo a su horario.

A menudo hacemos todo lo posible para hacer un desglose de costos de fabricación de PCB sin comprometer nuestra calidad.

El tiempo de entrega de nuestra fábrica también está asegurado.

Tenemos otras guías definitivas para reducir los costos de PCB. Si tiene algún interés, puede consultarlos aquí.

Conclusión

Habiendo explicado qué son los PCB y algunos de los factores que determinan el costo final de los PCB, apuesto a que ahora está en una mejor posición para hacer su pedido de PCB. Simplificamos este proceso. Simplemente visite wellpcb.com y haga un pedido en línea.

Tenga en cuenta que sin comentarios especiales, todo el precio que cotizamos se basa en la entrega estándar. Por lo tanto, debe indicar nuestro sistema de cotización en línea o contactarnos sobre un pedido acelerado. Al hacerlo, su pedido se procesará como una solicitud de máxima prioridad. (Tenga en cuenta que nuestros productos actuales afectarán el tiempo, llámenos si el tiempo es esencial).

Para la placa especial, compre la placa de circuito; varias cosas pueden confundirte. Ya sea que busque una PCB de un solo lado, una PCB de dos lados o cualquier otro tipo de PCB, puede contactarnos para obtener más detalles:

• Requisitos de materiales especiales
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Figura 7 Vías de PCB

► Construcciones Rigid-Flex con más de 2 capas Flex

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Tecnología y experiencia en la fabricación de PCB, ayudando a muchos clientes a resolver problemas. WellPCB, registrada en Australia, es una empresa filial de Uniwell Circuits Co., Ltd, que cuenta con dos modernas fábricas de PCB, fundadas en abril de 2007. Si está interesado, puede visitar nuestra página de inicio.

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Con equipos completamente nuevos y un área de producción total de más de 10 000 metros cuadrados, se pueden producir 100 000 pies cuadrados de PCB de 2 a 32 capas y entregar más de 5000 variedades mensualmente.

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