As placas de circuitos, ou placas de circuitos impressos (PCB), são parte integrante do funcionamento de praticamente todos os dispositivos electrónicos. Constituem a base para a organização dos componentes electrónicos de uma forma compacta e eficiente. Este artigo tem como objetivo aprofundar os princípios de funcionamento das placas de circuitos, a sua estrutura e as principais causas de avarias que podem ocorrer durante o seu funcionamento.
Princípio de funcionamento das placas de circuito impresso
O princípio de funcionamento de uma placa de circuitos baseia-se na utilização de um material de substrato isolante para separar a camada de folha de cobre condutora. Esta disposição permite que a corrente eléctrica flua ao longo de um percurso predeterminado, permitindo que vários componentes desempenhem funções como a amplificação, atenuação, modulação, desmodulação e codificação.
Estrutura das placas de circuito impresso
Uma placa de circuitos é composta essencialmente por almofadas, orifícios de passagem, orifícios de montagem, fios, componentes, conectores, enchimentos e limites eléctricos. Os tipos comuns de placas de circuitos com base na sua estrutura de camadas incluem placas de camada única (PCB de camada única), placas de camada dupla (PCB de camada dupla) e placas multicamadas (PCB multicamadas).
Componentes de placas de circuito impresso
Cada componente de uma placa de circuitos tem uma função específica:
- Placa de solda: Trata-se de um orifício metálico utilizado para soldar os pinos dos componentes.
- Furo passante: Estes podem ser metálicos ou não metálicos. Os orifícios de passagem metálicos são utilizados para ligar os pinos dos componentes entre cada camada.
- Furos de montagem: São utilizados para fixar a placa de circuitos.
- Condutor: É a película de cobre da rede eléctrica utilizada para ligar os pinos dos componentes.
- Conectores: São utilizados para ligar os componentes da placa de circuitos.
- Enchimento: Este é o cobre depositado para a rede de terra, que pode efetivamente reduzir a impedância.
- Limite elétrico: É utilizado para determinar o tamanho da placa de circuitos. Todos os componentes da placa de circuitos não devem ultrapassar este limite.
Causas de defeitos de soldadura em PCBs
Os defeitos de soldadura nas placas de circuito impresso podem ser atribuídos a vários factores. Uma das principais razões é a soldabilidade do orifício da placa de circuito impresso. Uma soldabilidade deficiente pode levar a defeitos de soldadura virtuais, afectando os parâmetros dos componentes do circuito. Isto pode resultar em instabilidade na condução entre os componentes da placa multicamada e os fios da camada interna, provocando a falha de todo o circuito.
Factores que afectam a soldabilidade
Os principais factores que afectam a soldabilidade das placas de circuitos impressos são
Composição e natureza da solda
A solda é uma parte essencial do processo químico de soldadura. É constituída por materiais químicos que contêm fluxo. O metal eutéctico comum de baixo ponto de fusão é o Sn-Pb. O teor de impurezas deve ser controlado para evitar que as impurezas sejam dissolvidas pelo fluxo. A função do fluxo é ajudar a solda a molhar a superfície do circuito da placa de solda, passando o calor e removendo a ferrugem. A colofónia branca e o solvente de álcool isopropílico são geralmente utilizados.
Temperatura de soldadura e limpeza da superfície
Quando a temperatura é demasiado elevada, a velocidade de difusão da solda neste momento tem uma atividade muito elevada. Isto pode fazer com que a placa de circuito e a superfície da solda oxidem rapidamente, resultando em defeitos de soldadura. A contaminação na superfície da placa de circuito também pode afetar a soldabilidade e, assim, criar defeitos. Estes defeitos incluem contas de estanho, bolas de estanho, circuitos abertos e brilho.
Compreender a estrutura e o princípio de funcionamento das placas de circuitos, bem como os factores que podem levar a defeitos de soldadura, é crucial no fabrico e manutenção de dispositivos electrónicos. Ao abordar estas questões, podemos garantir o funcionamento fiável e eficiente dos nossos dispositivos.
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