O que é PCBA
O nome completo do PCBA é Conjunto de Placa de Circuito Impresso, ou seja, Conjunto de Placa de Circuito Impresso, que se refere à montagem de componentes eletrônicos, conectores, plug-ins, portas lógicas digitais, unidades de microcontrole, etc. em uma placa de circuito impresso e, em seguida, uma variedade de processos, como soldagem e conexão para torná-lo um módulo funcional completo de um produto eletrônico.
Quais são os componentes comuns no PCB
1. Componentes passivos
- Resistores (Resistor)
Função: Limite o tamanho da corrente, derivação de tensão
Tipos comuns: resistores de filme de carbono (econômicos e práticos), resistores de filme de metal (maior precisão), resistores de fio enrolado (aplicações de alta potência), resistores de chip (SMD, mainstream moderno)
Técnicas de identificação: código do anel colorido: 4-6 anéis coloridos para indicar o valor e a precisão da resistência, código do chip: 3-4 dígitos para indicar o valor da resistência
Símbolo do circuito: caixa retangular ou linha ondulada
- Capacitor (Capacitor)
Função: armazenamento de energia, filtragem, acoplamento
Tipos convencionais: capacitores eletrolíticos (grande capacidade, polaridade), capacitores cerâmicos (boas características de alta frequência), capacitores de tântalo (tamanho pequeno, alta estabilidade), capacitores de filme (alta precisão)
Marcação do circuito: início de "C" (como C1, C2)
Pontos de seleção: valor de capacitância, valor de tensão suportável, coeficiente de temperatura
- Indutor (Indutor)
Função: filtragem, armazenamento de energia, estabilização de corrente
Principais categorias: indutores ocos (aplicações de alta frequência), indutores de ferrite (anti-interferência), indutores de chip (economia de espaço), indutores de potência (alta corrente)
Marcação do circuito: início de "L" (como L1, L2)
2. Dispositivos semicondutores
- Diodo (Diodo)
Função: condutividade unidirecional, estabilização de tensão, emissor de luz
Tipos comuns: diodos retificadores (como 1N4007), diodos reguladores de tensão (como 1N4742), diodo Schottky (queda baixa), LED (diodo emissor de luz), diodos TVS (antiestático)
Marcação do circuito: início "D"
- Transistor (Transistor)
Função: amplificação de sinal, controle de comutação
Tipos principais: transistor (BJT), tubo de efeito de campo (MOSFET), IGBT (interruptor de alta potência)
Pacote: TO-92 (baixa potência), TO-220 (média potência), SOT-23 (SMD)
3. Circuitos integrados
- CI analógico
Amplificadores operacionais, reguladores de tensão, conversores de dados (ADC/DAC)
- CIs digitais
Microcontrolador (MCU)
Memória (Flash, RAM), circuitos de porta lógica
- CIs de sinal misto
Chips transceptores sem fio, ICs de interface de sensor
4. Outros componentes importantes
- Conectores
Conector de pinos/conector fêmea, interface USB/HDMI, conector placa a placa
- Componentes de proteção
Fusíveis, varistores, tubos de descarga de gás
- Componentes eletromecânicos
Relé, interruptor, campainha
Quais certificações são necessárias para componentes
Requisitos específicos de certificação para diferentes tipos de componentes
Circuitos integrados: A certificação do Sistema de Gestão de Segurança da Informação ISO/IEC 27001 é necessária para garantir que o projeto e a fabricação estejam em conformidade com os padrões relevantes.
Capacitores e resistores: A certificação RoHS é necessária para garantir que eles não contenham substâncias perigosas.
Conectores: A certificação UL ou outra certificação de segurança elétrica é necessária para garantir a segurança durante o uso.
Componentes de LED: Certificações de segurança e desempenho são necessárias para garantir a conformidade em aplicações de iluminação e exibição.
Dispositivos semicondutores: precisam ser certificados pela AEC-Q100 para uso em eletrônicos automotivos.
Sensores: podem ser necessárias certificações específicas do setor, como a ISO 13485 para eletrônicos médicos
Essas certificações não apenas garantem a qualidade e a segurança do produto, mas também ajudam o produto a estar em conformidade no mercado.
O papel dos componentes comuns no PCB
1. Resistor (resistor)
Funções principais: limitação de corrente, distribuição de tensão, regulação de sinal
Aplicações típicas: fornecer a tensão de polarização apropriada para o transistor, no circuito do sensor para ajustar o nível do sinal, como componentes de proteção de LED limitadores de corrente
2. Capacitor
Funções principais: armazenamento de energia, filtragem de ruído, acoplamento de sinal
Aplicações típicas: filtragem do circuito da fonte de alimentação (para eliminar a ondulação), acoplamento do sinal em circuitos audios, desacoplamento digital do pino de poder de IC
3. Indutor
Funções principais: armazenamento de energia, filtragem de alta frequência, estabilização de corrente
Aplicações típicas: comutação de conversão de energia da fonte de alimentação, correspondência de impedância em circuitos de RF, os principais componentes dos filtros EMI
4. Diodo (diodo)
Funções principais: condutividade unidirecional, regulação de tensão, proteção do circuito
Aplicações típicas: circuito retificador CA para CC, diodo TVS de proteção contra sobretensão, para evitar o circuito de proteção reversa de energia
5. Transistor (transistor)
Funções principais: amplificação de sinal, comutação eletrônica, controle de corrente
Aplicações típicas: amplificação de sinal de áudio, circuitos lógicos digitais, controle de acionamento do motor
6. Circuito Integrado (IC)
Funções principais: realização de funções eletrônicas complexas
Aplicações típicas: microcontroladores (núcleo de controle do sistema), amplificadores operacionais (processamento de sinal), CIs de gerenciamento de energia
7. Componentes eletromecânicos
Interruptores: controle de ligar/desligar o circuito
Conectores: conexão elétrica entre módulos
Relé: pequena corrente para controlar grande corrente
Componentes de indicação e alarme
LED: indicação visual do status de trabalho
Campainha: indicação de alarme sonoro
8. Componentes de proteção
Fusível: proteção contra sobrecorrente
Varistor: Proteção contra surtos
Tubo de descarga de gás: proteção contra raios
9. Componentes do sensor
Sensor de temperatura: monitoramento ambiental
Fotoresistor: Detecção de intensidade de luz
Acelerômetro: Detecção de movimento
Como identificar rapidamente os componentes do PCB
Observe a marcação: letras números ao lado da numeração do componente
Olhe para o pacote: diferentes componentes têm uma forma típica de pacote
Parâmetros de medição: usando um multímetro para medir as características básicas do
Verifique as informações: de acordo com as especificações de consulta do modelo
PCB nos símbolos de componentes comuns
PCB nos símbolos de componentes comuns incluem resistência (R), capacitância (C), indutância (L), circuitos integrados (IC), diodos (D), transistores (Q), transformadores (T) e assim por diante.
Símbolos de diagrama de circuito de caracteres
1. Símbolos elétricos básicos
- Categoria de fonte de alimentação
AC: símbolo de corrente alternada (linha ondulada)
DC: símbolo de corrente contínua (linha reta pontilhada)
G: símbolo do gerador (círculo com G)
- Dispositivos de proteção
FU: Fusível (quebra central retangular)
FF: Fusível de queda (retângulo com barra)
FV: Dispositivo de proteção de limitação de tensão (retângulo com seta)
2. Símbolos do dispositivo de controle
- Alternar categoria
QS: Interruptor de desconexão (desconexão de barra)
QF: Disjuntor (com símbolo de disparo)
SB: Interruptor de botão (conexão em semicírculo)
- Relés
KA: Relé instantâneo (com relâmpago na caixa)
KT: Relé de tempo (com relógio na caixa)
KH: Relé térmico (com linhas onduladas na caixa)
3. Símbolos do instrumento de medição
- Medidor básico
PA: amperímetro (A em círculo)
PV: Voltímetro (V em círculo)
PPF: Medidor de fator de potência (cosφ em círculo)
- Medição de eletricidade
PJ: Medidor ativo (Wh em círculo)
PJR: medidor de potência reativa (VARh em círculo)
4. Motor e atuador
- Motor elétrico
M: Símbolo geral para motor elétrico (M em círculo)
MS: Motor síncrono (círculo duplo)
MA: Motor assíncrono (com barra no círculo)
- Atuador
YV: Válvula solenóide (retângulo com linha ondulada)
YM: Válvula motorizada (retângulo com engrenagem)
YE: atuador elétrico (retângulo com seta)
5. Dispositivo indicador de sinal
- Luz indicadora
FC: luz vermelha (círculo sólido com H)
HG: luz verde (círculo sólido com G)
HY: Luz amarela (círculo sólido com Y)
- Dispositivo de sinalização
HA: Sinal acústico (símbolo da buzina)
HS: Sinal luminoso (símbolo de raio)
HP: Sinal luminoso (retângulo com texto dentro)
6. Símbolos de componentes especiais
- Tipo de sensor
BL: Sensor de nível de líquido (trapezoidal com linhas onduladas)
BT: Sensor de temperatura (retângulo com termômetro)
BV: sensor de velocidade (retângulo com tacômetro)
- Eletrônica de potência
UR: Retificador de tiristor (triangular com porta)
Interface do usuário: Inversor (retângulo com seta bidirecional)
UF: Inversor (retângulo com símbolo de frequência)
7. Fiação e dispositivos de conexão
- Dispositivos de conexão
XT: Bloco de terminais (disposição circular dos pontos)
XB: Abas de conexão (fios de conexão retangulares)
XP/XS: tomada (símbolo de coronha côncava)
- Sistema de barramento
W: barramento DC (fio sólido grosso)
WV: mini-barramento de tensão (linha pontilhada)
WCL: fechamento de barramento pequeno (com símbolo de interruptor)
Dominar esses símbolos é a base para entender os esquemas de circuitos e, com a experiência, você será capaz de interpretar rapidamente uma variedade de desenhos elétricos complexos.
Layout de componentes de PCB e design de fiação
1. Princípios básicos do layout do componente
- Layout de prioridade estratégica
Primeiro organize o IC principal e componentes grandes (como processadores, FPGA)
Em seguida, organize os principais circuitos periféricos (circuitos de relógio, módulos de potência)
Por fim, organize pequenos componentes passivos (resistores, capacitores, etc.)
- Layout de otimização de fluxo de sinal
De acordo com a direção do fluxo de sinal esquemático (entrada → processamento → saída) layout da sequência
Os caminhos críticos do sinal são minimizados (especialmente para sinais de alta velocidade)
Sinais sensíveis longe de fontes de interferência (por exemplo, fonte de alimentação comutada)
- Simetria, estética e equilíbrio funcional
Layout de simetria espelhada para os mesmos módulos funcionais
Distribuição uniforme de componentes na placa (para evitar distorção de peso)
Dissipação de calor equilibrada e compatibilidade eletromagnética.
2. Detalhes de layout profissional
- Layout modular funcional
Particionamento estrito de circuitos digitais/analógicos (espaçamento recomendado >5 mm)
Isolamento separado para circuitos de RF
Disposição centralizada dos módulos de fonte de alimentação
- Especificação de espaçamento de segurança
Os componentes da borda da placa ≥ 5 mm (para evitar danos ao processamento)
Entre os componentes do chip ≥ 2 mm (fácil de reparar)
Entre componentes de alta tensão ≥ 8 mm (requisitos de segurança)
- Processamento de componentes especiais
Componentes geradores de calor:
Distribuição uniforme para evitar a concentração de pontos quentes
Mantenha longe de componentes sensíveis ao calor (como capacitores eletrolíticos)
Adicione dissipadores de calor, se necessário
Componentes de alta frequência:
O mais próximo possível do centro do tabuleiro
Mantenha longe de portas de E/S
Use proteção de proteção de aterramento
- Arranjo do capacitor de desacoplamento
Capacitor de 0,1 μF em cada pino de alimentação
Distância de layout <3 mm (idealmente montado na parte traseira)
Quando vários capacitores são conectados em paralelo, eles são organizados da menor para a maior capacidade.
3. Estratégia de fiação inteligente
- Priorize os principais sinais
Sinais do relógio:
Largura de linha mais grossa (geralmente 8-12 mil)
Acompanhamento completo
Evite curvas em ângulo reto
Sinais diferenciais:
Comprimento estritamente igual (erro <50 mil)
Alinhamento paralelo
Correspondência de impedância
- Técnicas de fiação de alta densidade
Comece com BGA e outros dispositivos complexos
Rota pelas áreas mais densas primeiro
Use a transição diagonal de 45°
- Esquema de roteamento em camadas
O empilhamento de camadas é recomendado:
Camada superior: sinais críticos
Camada interna 1: plano de aterramento completo
Camada interna 2: Plano de potência
Camada inferior: sinais comuns
Recomendação de sinal de alta frequência:
Alinhamento da linha de fita (camada interna)
Evite zonas de divisão cruzada
Como fazer a fabricação de PCBA
A fabricação de PCBA é um processo complexo e delicado que requer conhecimento e equipamentos especializados. A seguir estão as etapas gerais para a produção de PCBA:
projeto 1.circuit: de acordo com os requisitos funcionais de produtos eletrônicos, projete diagramas de circuito e use software EDA profissional, como Altium Designer, etc., design de placa de circuito.
2. fabricação de placas de circuito impresso: O design do diagrama de circuito imprimiu a produção em uma placa de circuito sólido, que geralmente precisa ser por meio de fotolitografia, gravura, perfuração e outras etapas.
aquisição 3.componente: De acordo com o projeto do circuito, aquisição dos componentes eletrônicos apropriados, incluindo resistores, capacitores, indutores, diodos, transistores, circuitos integrados e assim por diante.
44Montagem de componentes: a aquisição de componentes de acordo com os requisitos de projeto de circuito colocados na placa de circuito impresso, que geralmente precisam ser realizados por meio do montador e outros equipamentos especializados.
5. soldagem: componentes e soldagem de placas de circuito impresso, incluindo solda por onda, solda por refluxo e outros métodos.
6. Teste: Teste o PCBA concluído, incluindo inspeção visual, teste elétrico, teste funcional, etc., para garantir que sua função esteja correta e livre de defeitos.
7. Embalagem:Embalagem e rotulagem do PCBA testado, incluindo embalagens antiestáticas, embalagens à prova de umidade, etc., para garantir sua segurança no transporte e uso do processo.
Áreas de aplicação do PCBA
A tecnologia PCBA foi profundamente integrada em vários campos da sociedade moderna:
Eletrônicos de consumo: o núcleo miniaturizado de smartphones e tablets
Indústria automotiva: o centro nevrálgico da eletrificação e da direção inteligente
Equipamento médico: a salvação dos instrumentos de diagnóstico de alta precisão
Indústria 4.0: o núcleo de controle dos sistemas de manufatura inteligentes
Indústria aeroespacial: a pedra angular tecnológica de equipamentos altamente confiáveis
Tendências de desenvolvimento futuro
1. Tecnologia de integração heterogênea
O empacotamento 2.5D/3D rompe a limitação do plano
Integração fotônica de silício para melhorar a largura de banda de transmissão
2. Transformação da Manufatura Verde
Popularização de processos sem chumbo
Aplicação de material reciclável
3. Aplicativo de gêmeo digital
A prototipagem virtual acelera o desenvolvimento
Manutenção preditiva inteligente
No processo de projeto e fabricação do PCBA, a seleção correta e o uso racional de componentes eletrônicos são cruciais. Os projetistas precisam selecionar os tipos e especificações apropriados de componentes eletrônicos com base nos requisitos funcionais do circuito, requisitos de desempenho e considerações de custo. Ao mesmo tempo, também é necessário considerar o layout dos componentes, o processo de soldagem e a confiabilidade para garantir que a qualidade e o desempenho da placa de circuito atendam aos requisitos esperados.