A placa de circuito impresso ( PCB , na sigla em inglês) é um componente eletrônico importante que serve como estrutura de suporte para outros componentes eletrônicos e como meio de conexão elétrica. Ela é chamada de placa de circuito impresso porque é produzida utilizando técnicas de impressão eletrônica. As PCBs são componentes essenciais na indústria eletrônica. Quase todos os dispositivos eletrônicos, desde pequenos itens como relógios digitais e calculadoras até grandes sistemas como computadores, equipamentos de comunicação eletrônica e sistemas de armas militares, utilizam placas de circuito impresso para conectar circuitos integrados e outros componentes eletrônicos eletricamente.
Uma placa de circuito impresso (PCB) consiste em um substrato isolante, fios de conexão e pads para montagem e soldagem de componentes eletrônicos, servindo tanto como caminhos condutores quanto como base isolante. Ela pode substituir a fiação complexa para realizar conexões elétricas entre diversos componentes, simplificando os processos de montagem e soldagem, reduzindo a carga de trabalho associada aos métodos de fiação tradicionais e diminuindo significativamente a intensidade do trabalho manual. Além disso, as PCBs ajudam a reduzir o tamanho geral dos dispositivos, diminuir os custos de produção e melhorar a qualidade e a confiabilidade dos equipamentos eletrônicos. Elas oferecem boa consistência de produto e podem ser padronizadas em seu projeto, facilitando a mecanização e a automação na produção. Ademais, uma placa de circuito impresso totalmente montada e testada pode servir como uma peça de reposição independente, facilitando a substituição e a manutenção de produtos completos.
As placas de circuito impresso eram originalmente feitas de laminados de cobre à base de papel. Desde a introdução dos transistores semicondutores na década de 1950, a demanda por placas de circuito impresso aumentou consideravelmente. O rápido desenvolvimento e a ampla aplicação de circuitos integrados levaram à criação de dispositivos eletrônicos menores, com densidade e complexidade de circuitos cada vez maiores, o que exige inovação contínua em placas de circuito impresso. Atualmente, as variedades de PCBs evoluíram de placas de face simples para placas de dupla face, placas multicamadas e placas flexíveis. Sua estrutura e qualidade avançaram para níveis de ultra-alta densidade, miniaturização e alta confiabilidade. Novos métodos de projeto, materiais e processos de fabricação estão surgindo continuamente. Nos últimos anos, diversos softwares de projeto auxiliado por computador (CAD) para PCBs foram amplamente adotados na indústria, e a produção mecanizada e automatizada substituiu completamente os processos manuais em fabricantes especializados de PCBs.
Classificação por contagem de camadas
De acordo com o número de camadas do circuito, as placas de circuito impresso (PCBs) podem ser classificadas em placas de face simples , placas de face dupla e placas multicamadas. As placas multicamadas comuns geralmente têm quatro ou seis camadas, enquanto placas mais complexas podem ter dezenas de camadas. Os três principais tipos de classificação de PCBs são:
Placas unilaterais
As placas de circuito impresso de face única (Single-Sided Boards) possuem componentes concentrados em um lado e trilhas condutoras no lado oposto (ou trilhas e componentes de montagem em superfície em um lado, com componentes de furo passante no outro). Como as trilhas aparecem apenas em um lado, esse tipo de placa de circuito impresso é chamado de face única. Devido às rígidas limitações no projeto de circuitos (as trilhas não podem se cruzar e devem seguir caminhos separados), as placas de face única são normalmente usadas apenas em projetos de circuitos iniciais.
Placas Dupla Face
As placas de dupla face possuem fiação em ambos os lados, exigindo conexões elétricas adequadas entre eles. Essas conexões, conhecidas como vias, são pequenos orifícios preenchidos ou revestidos com metal que permitem a conexão das trilhas de ambos os lados. As placas de dupla face, que têm o dobro da área de superfície das placas de face única, resolvem os problemas de intercalação dos projetos de face única (permitindo que as conexões sejam feitas através das vias). Elas são mais adequadas para circuitos mais complexos do que aqueles normalmente suportados por placas de face única.
Placa flexível, Placa rígida-flexível
As placas multicamadas (Multi-Layer Boards) aumentam a área disponível para fiação utilizando múltiplas placas de face simples ou dupla. Por exemplo, uma placa de circuito impresso (PCB) de quatro camadas pode consistir em uma placa de face dupla como camada interna, ladeada por duas placas de face simples como camadas externas, ou duas placas de face dupla como camadas internas com duas placas de face simples como camadas externas. Essas placas de circuito impresso são intercaladas com materiais adesivos isolantes e interconectadas de acordo com os requisitos do projeto. O número de camadas não indica necessariamente o número de camadas de fiação independentes; em casos especiais, camadas vazias podem ser adicionadas para controlar a espessura da placa, sendo o número de camadas normalmente par e incluindo as duas camadas mais externas. A maioria das placas-mãe consiste em 4 a 8 camadas, embora tecnicamente uma PCB possa ter quase 100 camadas. Supercomputadores de alto desempenho frequentemente utilizam placas-mãe com muitas camadas, mas como clusters de computadores padrão agora podem substituir esses sistemas, as placas ultramulticamadas estão se tornando menos comuns. Cada camada em uma placa de circuito impresso (PCB) é integrada de forma compacta, tornando difícil discernir o número real de camadas, embora a observação cuidadosa de uma placa-mãe possa revelar essa informação.
Placa flexível, Placa rígida-flexível
Placas flexíveis, placas rígidas-flexíveis são categorizadas em placas de circuito rígido e placas de circuito flexível. Geralmente, o PCB mostrado na primeira imagem é chamado de PCB rígido, enquanto as conexões amarelas na segunda imagem são chamadas de PCB flexível. A diferença intuitiva é que o PCB flexível pode ser dobrado. Espessuras comuns para PCB rígido incluem 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, 1.6 mm e 2.0 mm. A espessura comum para PCB flexível é de 0.2 mm, com camadas mais espessas adicionadas na parte traseira para componentes de soldagem, que podem variar de 0.2 mm a 0.4 mm. Entender esses detalhes fornece aos engenheiros estruturais uma referência espacial durante o projeto. Materiais comuns para PCB rígido incluem laminados de papel fenólico, laminados de papel epóxi, laminados de fibra de vidro de poliéster e laminados de fibra de vidro epóxi; materiais comuns para PCB flexível incluem filme de poliéster, filme de poliimida e filme de etileno propileno fluorado.
