PROJETOS DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO UTILIZANDO O ALTIM DESIGNER

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O material inicialmente usado para a fabricação de PCIs foi uma chapa conhecida como fenolite. Nesse caso as chapas são feitas com a mistura de uma resina fenólica com certa quantidade de papel picado ou serragem de madeira apresentando cor marrom claro ou escura. A mistura é moldada e prensada a quente na forma de chapas com diferentes espessuras. O principal problema das chapas de fenolite para circuitos impressos é que elas não reagem bem à ambientes úmidos, pois elas absorvem certa quantidade de água, o que além de prejudicar as suas características isolantes frequentemente faz com que as placas empenem (MEHL).

Na década de 1960, foram criadas as placas conhecidas como fibra de vidro (FV) como alternativa aos problemas apresentados pelas placas de fenolite. Esse tipo de placa é resistente à agua, porém bem mais difícil de ser cortada ou furada. As placas FV são também cerca de 30% mais caras do que as de fenolite. Apesar disso, devido à sua excelente capacidade isolante e estabilidade dimensional, a grande maioria das placas de circuito impresso de equipamentos eletrônicos são fabricas com placas de FV, ficando a fenolite geralmente restrita a projetos de pouca qualidade ou quando se utiliza uma técnica mais artesanal na fabricação. Abaixo uma tabela comparativa entre as características dos dois materiais mais comuns (PEDROSO, 1985).

Tipo

Custo

Resistência mecânica

Resistência térmica

Isolação galvânica

Resistência à fusão

Fenolite

Baixo

Razoável

Baixa*

Baixa

Baixa

Fibra de vidro

Alto

Alta

Alta

Alta

Alta

* No caso de queima e carbonização, o fenolite torna-se condutor.

Para aplicações em frequências muito elevadas, tanto a fenolite como a FV podem apresentar problemas de polarização dielétrica. Como alternativa existem chapas para circuito impresso onde o material isolante utilizado é o politetrafluoroetileno (PTFE), um material mais conhecido pelo nome comercial de Teflon (®Du Pont). São placas muito caras e geralmente utilizadas em circuitos onde estão presentes frequências de muitos MHz. Outro material alternativo é o poliéster, que permite fabricar circuitos impressos flexíveis usados em alguns equipamentos portáteis (MEHL).

O material condutor empregado é o cobre. O processo de deposição do cobre sobre as placas isolantes inicia-se pela aplicação de uma tinta à base de grafite. Em seguida as placas são ligadas ao polo negativo de uma fonte de corrente contínua e mergulhadas em uma solução saturada com sais de cobre, sendo tal solução ligada ao polo negativo da fonte. Ocorre então um processo eletroquímico chamado galvanoplastia, obtendo-se a deposição de uma fina camada de cobre metálico sobre a placa. Ao se obter a espessura de cobre desejada, a placa é retirada do processo de galvanoplastia e passada por uma calandra metálica aquecida, que fixa a camada de cobre à placa e deixa-a com uma superfície lisa e uniforme. Geralmente as placas de circuito impresso usadas em eletrônica são chamadas de “cobre a uma onça”, isto significa que a camada de cobre existente em uma área de um pé quadrado e pesa uma onça (28,34 g).

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CIRCUITOS IMPRESSOS SMD

Apesar do amplo uso de circuitos impressos, até a década de 1970, muitos dos componentes eletrônicos continuaram a ser fabricados como se não fossem destinados a esse tipo de montagem. Nesse tipo de componente os invólucros são muito maiores que os próprios elementos ativos em seu interior, e que podem ser manuseados com facilidade por um operador humano. Porém há um desperdício de material e a ocupação desnecessária de espaço numa montagem. Exemplos disso são os capacitores e os resistores, que eram produzidos com terminais longos, na forma de arames de cobre revestidos com estanho, e após a soldagem desses componentes na placa de circuito impresso, era necessário cortar o comprimento em excesso dos terminais, e os transistores que tem um invólucro muito maior que o tamanho da pequena pastilha de silício que ele é propriamente. Além disso, a necessidade de orifícios para passagem dos terminais também representa uma etapa a mais no processo de fabricação do circuito e faz crescer o seu custo final. Em face desses fatos, e a necessidade de se ter cada vez mais componentes nas placas, fez surgir a partir de 1975, PCIs com uma nova classe de componentes, chamados SMD (surface mount devices– dispositivos para montagem em superfície).

Na montagem de placas com SMDs, geralmente são usadas máquinas automáticas conhecidas como Pick & Place. Os componentes são fornecidos pelos fabricantes afixados em rolos. Um sistema robotizado coloca os componentes de forma muito precisa nos pontos corretos na placa, aplicando a eles uma pequena gota de cola. Nos circuitos de maior complexidade, os SMDs podem ser aplicados em ambas as faces da placa. Após a colagem dos componentes na placa, segue-se um processo de soldagem feito pela rápida imersão da placa em um banho da liga de solda em estado de fusão. Ou seja, todos os componentes de tecnologia SMD são soldados nesse processo e, posteriormente, componentes de maiores dimensões são soldados com técnicas tradicionais (MEHL).

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LAYERS E VIAS

O grau de complexidade dos circuitos impressos cresceu muito nos últimos anos e como resultado das pequenas dimensões dos SMDs, surgiu a necessidade de se projetar placas com trilhas em camadas intermediárias, além das trilhas normalmente existentes nas faces superior e inferior da placa. Essas camadas extras são chamadas de layers. Por exemplo, um circuito com 4 layers significa que a placa de circuito impresso possui trilhas nas faces superior e inferior e também duas camadas metálicas intermediárias, onde também existem trilhas gravadas.

Geralmente os layers intermediários são usados