O princípio de funcionamento do quadro PCB

The reason electronic devices can perform different functions is that the internal PCBA board provides it with various capabilities. We usually refer to the printed circuit board in the equipment as PCB, which is actually not the correct name. The printed circuit board itself cannot work, it acts as a carrier for the electronic equipment, and the PCBA board is the main body that makes the electronic equipment work.

The smartphone you use has a long, uncluttered line. The main function of these lines is to integrate the hardware devices of the mobile phone into a single PCBA, including Wi-Fi, antenna, GPS, fingerprint sensor, etc. In the following content, FS Technology will take a mobile phone as an example to show you como funciona o PCB.

PCBA Conhecimento Básico

The development of PCBA is very rapid. Humans have never known what PCBA is, and it only took a century to understand the working principle of printed circuit boards and become the core of the electronics industry. Circuit boards were first invented in 1936 by Austrian Paul Eisner. Its development was aided by the use of the technology in radio equipment by the US military, as the technology became more well-known in the United States. In 1948, PCBA’s ability to work was recognized around the world and used for commercial purposes. In the mid-1950s, printed circuit boards became commonplace in people’s daily lives. As printed circuit boards dominate the electronics manufacturing industry, more and more attention has been paid to how circuit boards work.

Pode ter visto um quadro como este, pode ser verde ou outra cor qualquer. O que parece ser uma placa de circuito simples é na realidade um labirinto de várias camadas de centenas de fios de cobre. O PCB fornece suporte e bloqueio eficaz para todos os componentes montados na sua superfície, e as linhas no meio da placa fornecem uma plataforma de comunicação e colaboração entre os componentes.

PCB VS PCBA

Para os profissionais da indústria não-PCBA, é fácil confundir os conceitos de PCB e PCBA. Na realidade, PCB é a abreviatura de placa de circuito impresso, e PCBA é a abreviatura de montagem de placa de circuito impresso. Existem diferenças essenciais entre os dois. Normalmente, chamamos PCBA ao padrão condutor formado pela combinação do circuito e do componente impresso no material isolante de acordo com o desenho pré-determinado, e a placa em que os componentes electrónicos foram instalados chama-se PCBA.

Como funcionam os PCB

Os PCB são feitos através do isolamento da camada condutora da folha de cobre de superfície através do material de isolamento da base da placa, o que permite que a corrente flua através de vários componentes ao longo de um percurso pré-desenhado, acabando por alcançar funções como a produção de energia, amplificação, atenuação, modulação, desmodulação, e codificação. Esta é uma descrição de um Página do governo PCBA. It may not be easy for non-industry practitioners to understand. FS Technology will disassemble the working principle of the entire mobile phone PCBA to show you.

Ligação de vestígios de PCBA a componentes

Understanding how a printed circuit board works should start with its composition. The entire PCBA board is composed of bare boards and components, such as microchips, resistors, capacitors and connectors. Os fabricantes fixam componentes ao PCB por montagem de solda ou outras técnicas. Tomemos, por exemplo, um PCB de uma face, uma placa que tem componentes electrónicos e fios em apenas um lado da placa. Normalmente montamos os componentes numa placa não condutora por Montagem SMT tecnologia ou PCBA Montagem DIP e ligá-los através de pequenos caminhos chamados traços. Os traços permitem que os componentes eléctricos em todo o quadro funcionem, energizando-os. Nem todos os dispositivos de hardware são montados directamente no PCB, componentes tais como monitores e câmaras são ligados ao PCB através de conectores de encaixe e cabos planos.

O princípio de trabalho das placas de circuito de dupla face e multicamadas é introduzir gás de processo (Ar, N2, O2, etc.) na ligação de alto vácuo, e o gás é ionizado no plasma. Sob a acção do campo eléctrico, estes plasmas movem-se em direcção ao alto potencial e baixo potencial, respectivamente. Os grupos atómicos movem-se em direcção à bomba de baixo potencial o alvo (cobre), de modo que os átomos de cobre são removidos do cobre, e finalmente cobertos no substrato (PRFV), ou seja, o laminado de cobre revestido. Este é um método físico tradicional, que tem as vantagens da não poluição e da tecnologia amadurecida. A desvantagem é que a eficiência é lenta e o ciclo é longo. Se quiser realizar rapidamente o Processo de fabrico de PCBpode colocar o padrão gravado com antecedência, e depois formar o PCB da forma acima referida, e o orifício interno para a ligação pode também ser revestido com cobre metálico para o tornar metalizado.

A imagem abaixo é a placa PCB tirada pela Tecnologia FS através de raios X. A área escura na figura representa o fio ou traço, e a sua parte é feita de um material isolante não condutor feito de fibra de vidro tecida e um adesivo de material de resina epoxi FR4. Nesta imagem de raio X, é possível ver que, embora existam muitos fios empilhados uns sobre os outros na placa, não estão em contacto uns com os outros.

Quadro PCB fotografado por raio-X

The picture below is the key to the operation and function of the mobile phone circuit board – the microchip, referred to as a system-on-a-chip or SoC for short. Because it is mounted in a grid of connection points on the PCB (pads of the ball blue array), the hub is connected to a wire or trace that runs through the PCB. There are also many pads on the PCBA where other microchips are mounted, such as memory chips and wireless chips as well as resistors, capacitors, and other components.

SoC em PCBA

Next, let’s focus on a small set of wires. As mentioned above, there are a lot of wires inside the phone, and the total length of these wires can go around a football field. In the image below we can see that there are 15 traces connecting the SOC and the 16MP rear camera, if more traces are used, it means more data can be sent. If you look closely, you will see that as these traces are numerous, they are independent of each other. To make it easier to understand the traces, the diagram below shows just one set of wires, but the traces in the phone are actually routed along the edge of the printed circuit board and connected to a flat cable to the touchscreen display. All these tiny signal lines have to go through the mobile PCBA board to work. PS: The width is less than 1 mm.

15 vestígios de PCB bem arranjados

Em suma, o PCB permite que cada componente se ligue ao SoC ou a outro microchip através de centenas de fios e está organizado de forma bastante precisa.

A composição do quadro PCB

This smartphone PCB is actually made up of ten conductive layers, the top and bottom layers of which are used to mount the Componentes PCBA and act as multiple antennas. In order for it to function properly, power and ground planes are included on every circuit board. In addition, the ground plane also has the functions of electromagnetic shielding and heat dissipation. The remaining four intermediate layers are used to carry all communication lines or signal lines. Each conductive layer contains copper and insulating fiberglass and epoxy. O PCBA do smartphone aqui mostrado tem apenas 10 camadas condutoras, mas em outras aplicações podem ter mais 2 a 50 camadas. A tecnologia FS pode produzir PCBA multicamadas com um máximo de 56 camadas.

Placa de PCBA de camada condutora de dez camadas

Além disso, na parte superior e inferior do PCBA há uma camada de máscara de solda colorida, que actua como um isolamento eléctrico e, portanto, torna as almofadas dos componentes disponíveis. Acima dela está a serigrafia, incluindo tinta para marcação e letras indicando a localização dos componentes.

Máscara de Solda de PCBA colorida

Para que a placa de circuito funcione correctamente, o sinal deve passar por cada camada condutora de cobre e o material isolante entre elas. Este smartphone tem dez camadas separadas de cobre condutor e de material isolante entre cada camada. Como é que o sinal se propaga de uma camada para outra?

As camadas PCB desempenham esta função perfurando ou metalizando os sinais através de vias ou interligações verticais. Estas vias ligam os fios de cada camada entre si, ligando assim múltiplos componentes e realizando o trabalho de placas multicamadas. Há três tipos de vias que podem ser alcançadas com o fabrico de PCB tecnologia dos fabricantes chineses.

  • Através do buraco: Um buraco desde a camada superior até à camada inferior
  • Vias cegas: Vias cegas ligam a camada superior ou inferior à camada intermédia
  • Vias enterradas: enquanto vias enterradas ligam camadas internas

Três tipos de vias em PCBA

Uma vez que este processo requer atravessar muitas camadas, ao atravessar camadas condutoras não ligadas, o cobre em torno das vias sobre essa camada é removido. Se fizermos um raio X para ver as almofadas no topo do PCB para montagem, é possível ver três conjuntos de fios a correr em direcções diferentes, enquanto os furos passam através de cada camada.

These complex wires exist on the PCB in the center of the phone, and they are so incredible. Each model of smartphone is different in shape and specification, so engineers need to use Ferramentas de desenho PCB to design different types of PCBA. For example, some mobile phones have separate top and bottom PCB boards, the larger one is called the main board and the smaller one is called the daughter board.

Desenho de desmontagem de PCBA para telemóveis

Outro detalhe importante é que o PCB é mais leve, pesando apenas uma colher de sopa de água, e caberá bem no seu telefone. Os engenheiros estão constantemente a inovar para fazer microchips, resistências, condensadores, indutores e conectores tão pequenos quanto possível, com alguns componentes mais pequenos do que uma pulga.

Componentes PCBA mais pequenos que uma pulga

No passado, os desenhos de placas PCBA utilizavam componentes que ocupavam demasiado espaço de placa e espaço de placa. Uma vez que o mecanismo de montagem para estes componentes é que os pinos passam através dos orifícios de ligação, estes desenhos mais antigos são chamados componentes de furo passante. Mas aqui, estes componentes são componentes SMD montados pela tecnologia de montagem SMT.

The above is a summary of the “How does a PCB board work” by FS Technology. I believe that after reading this article, you have a deep understanding of PCBA, and if you want to try to make your own Cartão de visita PCB, pode encontrar passos detalhados no nosso post de blogue.

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