A enciclopédia definitiva de terminologia PCBA para 2023: tudo o que você precisa saber

Introdução

Você já se perdeu em um mar de siglas e jargões técnicos ao mergulhar no mundo da Montagem de Placas de Circuito Impresso (PCBA)? Já se perguntou o que significa SMT, PTH ou BGA? Ou talvez você tenha ficado intrigado com termos como “soldagem por refluxo”, “soldagem por onda” ou “soldagem seletiva”? Você não está sozinho. O mundo do PCBA está repleto de terminologia especializada que pode ser opressora tanto para iniciantes quanto para profissionais experientes.

Neste guia completo, pretendemos desmistificar a linguagem complexa do PCBA. Iremos nos aprofundar nos termos mais comuns, bem como em alguns dos mais obscuros, usados na indústria. Do projeto aos componentes, dos processos de montagem às técnicas de soldagem, da conformidade de qualidade à análise de falhas – nós temos tudo o que você precisa.

Fique conosco enquanto embarcamos nesta jornada esclarecedora através do guia de terminologia PCBA mais detalhado e completo de 2023. Este é o seu recurso completo para se tornar fluente na linguagem do PCBA.

Terminologia de design PCBA

Termos básicos de design

• Projeto Esquemático: O projeto esquemático é a etapa inicial do projeto onde o circuito é representado de forma simplificada. Inclui a representação de componentes e suas interconexões.
• Projeto de layout de PCB: O design do layout da PCB é o processo de colocação e roteamento de todos os componentes na PCB. Envolve decidir onde e como os componentes devem ser colocados, encaminhar as conexões elétricas entre eles e otimizar o layout para obter o melhor desempenho.
• Arquivos Gerber: Os arquivos Gerber são o formato de arquivo padrão usado pelos fabricantes de PCB para entender o design do PCB. Eles contêm informações sobre as camadas de cobre, máscara de solda, serigrafia e dados de perfuração.
• Lista de materiais (BOM): A BOM é uma lista de todos os componentes que serão colocados na PCB. Inclui informações como fabricante do componente, número da peça, quantidade e local de colocação na placa.
• Projeto para Fabricação (DFM): DFM é um conjunto de diretrizes que os designers seguem para garantir que seu projeto de PCB possa ser fabricado de maneira fácil e confiável.
• Projeto para Montagem (DFA): DFA é um conjunto de diretrizes que os designers seguem para garantir que seu projeto de PCB possa ser montado de maneira fácil e eficiente.
• Projeto para Teste (DFT): DFT é um conjunto de diretrizes que os designers seguem para garantir que seu projeto de PCB possa ser testado de maneira fácil e eficaz.
• CAD (Design Assistido por Computador): O software CAD é usado por designers para criar projetos esquemáticos e de layout do PCB.
• RDC (verificação de regras de design): DRC é um processo no qual uma ferramenta de software verifica um layout de PCB para garantir que ele atenda às regras de projeto para largura mínima de traço, espaçamento mínimo entre traços, etc.

Termos de design avançado

• Design de alta velocidade: O projeto de alta velocidade é uma área especializada do projeto de PCB onde a integridade do sinal, a integridade da energia e a compatibilidade eletromagnética da PCB são cuidadosamente consideradas devido às altas frequências operacionais.
• Projeto de RF (radiofrequência): O design de RF é uma área especializada de design de PCB onde o PCB é projetado para operar com sinais na faixa de radiofrequência (3 kHz a 300 GHz).
• Design de sinal misto: O projeto de sinal misto é um tipo de projeto de PCB que envolve circuitos analógicos e digitais.
• Design Flex e Rígido-Flex: O design flexível e rígido-flex envolve projetar PCBs que sejam flexíveis ou uma combinação de rígido e flexível.
• Projeto HDI (interconexão de alta densidade): O projeto HDI envolve o projeto de PCBs que possuem uma densidade de fiação mais alta por unidade de área em comparação com PCBs convencionais.
• MCAD (Projeto Mecânico Assistido por Computador): O software MCAD é usado em conjunto com o software CAD elétrico para projetar PCBs para garantir que o PCB se encaixe no gabinete do produto final e atenda a todas as restrições mecânicas.
• ECAD (Projeto Elétrico Assistido por Computador): O software ECAD é usado para criar o projeto esquemático e o projeto de layout de PCB.
• DFX (Design para Excelência): DFX é um conjunto abrangente de diretrizes que inclui DFM, DFA, DFT e outras considerações para garantir que o design do PCB seja ideal em todos os aspectos.

Terminologia dos componentes PCBA

Componentes básicos

• Resistência (R): Um resistor é um componente elétrico passivo de dois terminais que implementa a resistência elétrica como um elemento de circuito. Os pacotes comuns incluem 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 e assim por diante.
• Capacitor (C): Um capacitor é um componente eletrônico passivo de dois terminais que armazena energia elétrica em um campo elétrico. Os pacotes comuns incluem 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 e assim por diante.
• Indutor (L): Um indutor, também chamado de bobina ou reator, é um componente elétrico passivo de dois terminais que armazena energia em um campo magnético quando a corrente elétrica flui através dele. Os pacotes comuns incluem 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 e assim por diante.
• Diodo (D): Um diodo é um componente eletrônico de dois terminais que conduz corrente principalmente em uma direção. Pacotes comuns incluem SOD-123, SOD-323, SOD-523, SOD-723, etc.
• Transistor (Q): Um transistor é um dispositivo semicondutor usado para amplificar ou comutar sinais eletrônicos e energia elétrica. Os pacotes comuns incluem TO-92, TO-220, SOT-23, SOT-223, etc.

Componentes Avançados

• Circuito Integrado (CI): Um circuito integrado ou circuito integrado monolítico é um conjunto de circuitos eletrônicos em uma pequena peça plana de material semicondutor, geralmente silício. Os pacotes comuns incluem DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Microcontrolador (U): Um microcontrolador é um pequeno computador em um único circuito integrado contendo um núcleo de processador, memória e periféricos de entrada/saída programáveis. Os pacotes comuns incluem DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Amplificador Operacional (Op-Amp, U): Um amplificador operacional é um amplificador de tensão de alto ganho com uma entrada diferencial e, geralmente, uma saída de terminação única. Pacotes comuns incluem DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Conversor digital para analógico (DAC, U): Um DAC é um sistema que converte um sinal digital em um sinal analógico. Pacotes comuns incluem DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Conversor Analógico para Digital (ADC, U): Um ADC é um sistema que converte um sinal analógico, como um som captado por um microfone ou luz que entra em uma câmera digital, em um sinal digital. Pacotes comuns incluem DIP, SOIC, MSOP, etc.

Componentes Adicionais

• Bateria (BT): Uma bateria é um dispositivo que consiste em uma ou mais células eletroquímicas com conexões externas para alimentar dispositivos elétricos.
• Palestrante (SP): Um alto-falante é um transdutor eletroacústico que converte um sinal elétrico de áudio em um som correspondente.
• Microfone (M): Um microfone é um dispositivo que captura áudio convertendo ondas sonoras em um sinal elétrico.
• Motor (M): Um motor é uma máquina que converte energia elétrica em energia mecânica.
• Exibição (DS): Um display é um dispositivo de saída para apresentação de informações de forma visual ou tátil.
• Termistor (TH): Um termistor é um tipo de resistor cuja resistência depende da temperatura.
• Fotodiodo (PD): Um fotodiodo é um dispositivo semicondutor que converte luz em corrente elétrica. Os pacotes comuns incluem TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Fototransistor (Q): Um fototransistor é um dispositivo semicondutor usado para detectar luz e convertê-la em um sinal elétrico. Os pacotes comuns incluem TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Regulador de Tensão (VR): Um regulador de tensão é um sistema projetado para manter automaticamente um nível de tensão constante. Os pacotes comuns incluem TO-220, TO-252 (DPAK), TO-263 (D2PAK), SOT-223, etc.
• Módulo RF (RF): Um módulo RF é um pequeno dispositivo eletrônico usado para transmitir e/ou receber sinais de rádio entre dois dispositivos.
• Chip de memória (U): Um chip de memória é um meio eletrônico de armazenamento de dados que usa tecnologia de circuito integrado para armazenar informações. Pacotes comuns incluem DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Gerador de relógio (CLK): Um gerador de clock é um circuito que produz um sinal de temporização para uso na sincronização da operação de um circuito. Pacotes comuns incluem DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.

Terminologia do processo de montagem PCBA

• SMT (tecnologia de montagem em superfície): SMT é um método de produção de circuitos eletrônicos em que os componentes são montados ou colocados diretamente na superfície de placas de circuito impresso (PCBs).
• Tecnologia de furo passante (THT): THT é um método de encaixar componentes com fios em orifícios perfurados na placa de circuito.
• Processo de escolha e colocação: Este é o processo de colocação de componentes no PCB usando uma máquina pick and place.
• Soldadura por refluxo: A soldagem por refluxo é um processo no qual uma pasta de solda (uma mistura pegajosa de solda em pó e fluxo) é usada para anexar temporariamente um ou vários componentes elétricos às suas almofadas de contato.
• Soldadura em onda: A soldagem por onda é um processo de soldagem em massa usado na fabricação de placas de circuito impresso.
• Solda manual: A soldagem manual é feita para peças que não podem ser soldadas por máquinas, como componentes grandes e volumosos, ou para protótipos.
• Métodos de inspeção: Isso inclui inspeção visual, inspeção óptica automatizada (AOI) e inspeção por raios X. Esses métodos são usados para garantir a qualidade dos PCBs após a montagem.
• Teste Funcional (FCT): O teste funcional é um processo de garantia de qualidade e um tipo de teste de caixa preta que baseia seus casos de teste nas especificações do componente de software em teste.
• Revestimento isolante: O revestimento isolante é um revestimento químico protetor ou filme de polímero com 25-75 µm de espessura (50 µm típico) que “está em conformidade” com a topologia da placa de circuito.
• Montagem de construção de caixa: A montagem da caixa, também conhecida como integração de sistemas, é um trabalho de montagem diferente da produção de placas de circuito impresso (PCB). É um processo de montagem eletromecânica, que inclui a fabricação de gabinetes, instalação e roteamento de cabos ou chicotes elétricos e instalação de subconjuntos e componentes.
• Retrabalho/Reparo: Retrabalho/reparo envolve o processo de retificação de erros na PCB após a montagem.
• Depanelamento: Depaneling é o processo de remoção dos PCBs individuais do painel em que foram montados.

Terminologia de técnicas de soldagem PCBA

Técnicas básicas de soldagem

• Soldadura em onda: Este é um processo de soldagem em larga escala pelo qual componentes eletrônicos são soldados a uma PCB para formar um conjunto eletrônico. O nome é derivado do uso de ondas de solda fundida para fixar componentes metálicos ao PCB. O processo utiliza um tanque para armazenar uma quantidade de solda derretida; os componentes são inseridos ou colocados no PCB e o PCB carregado é passado por uma panela de solda derretida. A solda adere às áreas metálicas expostas da placa (aquelas não protegidas com máscara de solda), criando uma conexão mecânica e elétrica confiável.
• Soldadura por refluxo: A soldagem por refluxo é um processo no qual uma pasta de solda (uma mistura pegajosa de solda em pó e fluxo) é usada para anexar temporariamente um ou milhares de pequenos componentes elétricos às suas almofadas de contato, após o que todo o conjunto é submetido a calor controlado. A pasta de solda reflui em estado fundido, criando juntas de solda permanentes. O aquecimento pode ser realizado passando o conjunto através de um forno de refluxo ou sob uma lâmpada infravermelha ou soldando as juntas individuais com um lápis de ar quente.
• Soldagem Seletiva: A soldagem seletiva é o processo de soldagem seletiva de componentes em placas de circuito impresso e módulos moldados que podem ser danificados pelo calor de um forno de refluxo ou soldagem por onda em um processo de montagem tradicional de tecnologia de montagem em superfície (SMT). Isso geralmente segue um processo de refluxo do forno SMT; as peças a serem soldadas seletivamente são geralmente cercadas por componentes SMT, e o processo é controlado cuidadosamente usando fluxo e outros meios para evitar que os componentes próximos refluam novamente.
• Solda manual: A soldagem manual é feita com um ferro de solda ou estação de solda. É um processo manual normalmente usado para produção ou prototipagem em pequena escala.

Técnicas avançadas de soldagem

• Soldagem em barra quente: A soldagem por barra quente é um processo de soldagem seletivo onde duas peças pré-fundidas e revestidas com solda são aquecidas a uma temperatura suficiente para fazer com que a solda derreta, flua e depois solidifique, formando uma ligação eletromecânica permanente entre as peças. A soldagem por barra quente é altamente repetível, eficiente e não requer consumíveis.
• Soldagem infravermelha: A soldagem infravermelha é um processo que utiliza radiação infravermelha para aquecer a junta a ser soldada. A radiação é absorvida pela articulação e então convertida em calor. Este método é frequentemente usado em processos automatizados e é adequado tanto para tecnologia de furo passante quanto para montagem em superfície.
• Soldagem em fase de vapor: A soldagem em fase de vapor é um processo que utiliza uma máquina de fase de vapor que cria um vapor a partir de um líquido com um ponto de ebulição específico. A PCB é aquecida pela condensação do vapor na superfície da PCB. Este método proporciona um aquecimento muito uniforme e é especialmente útil para placas complexas.
• Solda a laser: A soldagem a laser é um processo sem contato que utiliza um laser para gerar o calor necessário para a soldagem. Este método é altamente preciso e pode ser usado para peças pequenas e delicadas.
• Soldagem por indução: A soldagem por indução é um processo que produz calor ao passar uma corrente elétrica através de uma bobina. O calor é gerado pela resistência à corrente dentro da bobina. Este método é frequentemente usado para soldar fios e outros componentes pequenos.
• Soldagem por resistência: Solda por resistência é um processo em que o calor é gerado pela passagem de uma corrente através de um material resistivo. Nesse processo, o calor é gerado na junta, reduzindo o risco de danos térmicos à PCB.
• Soldagem por refluxo de forno: A soldagem por refluxo de forno é um processo no qual uma pasta de solda é usada. Terminologia de técnicas de soldagem ## PCBA.

Terminologia de teste e inspeção PCBA

Termos Básicos de Teste e Inspeção

• Inspeção visual: Esta é a forma mais básica de inspeção de PCB, onde a placa é examinada visualmente em busca de falhas óbvias, como componentes ausentes ou traços quebrados.
• Inspeção Óptica Automatizada (AOI): AOI é um método de teste sem contato que usa uma câmera de alta velocidade e luz para capturar imagens do PCB. Essas imagens são então comparadas com uma imagem digital de uma placa “boa” para identificar quaisquer defeitos.
• Inspeção de Raios X: Este método usa raios X para inspecionar as características internas do PCB, como a qualidade das juntas de solda em um pacote BGA (Ball Grid Array).
• Teste em circuito (TIC): ICT é um método de teste onde sondas são usadas para verificar a operação de componentes em uma PCB. Este teste pode detectar problemas como curtos, aberturas, resistência, capacitância e outras grandezas básicas.
• Teste Funcional (FCT): FCT é um tipo de teste de caixa preta onde a funcionalidade do PCB é testada sob condições operacionais simuladas.

Termos Avançados de Teste e Inspeção

• Varredura de limite (JTAG): Boundary Scan é um método para testar interconexões em PCBs ou subblocos dentro de um circuito integrado. Também é conhecido como JTAG (Joint Test Action Group).
• Teste de sonda voadora: Este é um tipo de TIC que não requer equipamento de teste. Ele usa sondas móveis para testar o desempenho elétrico de componentes e conexões sólidas.
• Inspeção Automatizada de Raios X (AXI): AXI é uma tecnologia baseada nos mesmos princípios da simples inspeção por raios X, mas com automação para permitir testes de PCBs complexos.
• Imagens Térmicas: Este método usa uma câmera térmica para detectar pontos quentes em uma PCB, que podem indicar áreas de alta resistência ou componentes que estão consumindo mais energia do que o esperado.
• Análise de integridade de sinal: Esta é uma medida da qualidade de um sinal elétrico. No contexto dos testes de PCB, a análise de integridade do sinal pode ser usada para detectar problemas como diafonia, reflexão de sinal e perda de sinal.
• Análise de integridade de energia: Esta é uma medida de quão bem um sistema converte e fornece energia da fonte para a carga sem degradar a integridade do sinal. No contexto dos testes de PCB, a análise de integridade de energia pode ser usada para detectar problemas como quedas de tensão, ruído na fonte de alimentação e salto de terra.

Terminologia de análise de falha PCBA

Modos de falha comuns

• Circuito aberto: Um circuito aberto é um tipo de falha em que uma interrupção no circuito impede o fluxo de corrente. Isso pode ser devido a um traço quebrado, uma falha na junta de solda ou uma falha de componente.
• Curto circuito: Um curto-circuito é um tipo de falha em que uma conexão não intencional é feita entre dois pontos do circuito, fazendo com que a corrente flua em um caminho indesejado. Isso pode ser devido a uma ponte de solda, falha de componente ou dano ao PCB.
• Falha de componente: Falha de componente refere-se a qualquer situação em que um componente na placa de circuito impresso não executa a função pretendida. Isso pode ser devido a um defeito de fabricação, manuseio inadequado ou operação do componente fora das condições especificadas.
• Falha na junta de solda: Falha na junta de solda refere-se a qualquer situação em que uma junta de solda na PCB não consegue manter uma conexão elétrica confiável. Isto pode ser devido a uma variedade de fatores, incluindo má técnica de soldagem, estresse mecânico ou ciclagem térmica.
• Elevador de almofada: O levantamento da almofada é um tipo de falha em que a almofada de cobre na PCB se separa do substrato subjacente. Isso pode ser causado por estresse mecânico ou calor excessivo durante a soldagem.
• Traçar dano: Danos em traços referem-se a qualquer situação em que um traço de cobre na PCB esteja danificado ou quebrado. Isso pode ser causado por danos físicos à PCB, corrente excessiva ou corrosão.

Técnicas de Análise de Falhas

• Inspeção visual: A inspeção visual é o processo de exame do PCB e seus componentes a olho nu ou com o auxílio de um microscópio para identificar quaisquer defeitos ou anomalias visíveis.
• Inspeção de Raios X: A inspeção por raios X é uma técnica de teste não destrutiva que utiliza raios X para visualizar as estruturas internas do PCB e seus componentes. Isto pode ser útil para identificar defeitos ocultos, como pontes de solda ou vazios em juntas de solda BGA.
• Microssecção: Microssecção é uma técnica de teste destrutivo que envolve o corte de uma seção transversal do PCB para exame detalhado ao microscópio. Isso pode fornecer informações valiosas sobre as estruturas internas do PCB e seus componentes.
• Teste Elétrico: O teste elétrico envolve a aplicação de sinais ao PCB e a medição de sua resposta para verificar sua funcionalidade e identificar quaisquer falhas.
• Ciclismo Térmico: O ciclo térmico é uma técnica de teste que envolve aquecer e resfriar repetidamente a PCB para simular as tensões térmicas que ela pode sofrer durante sua vida útil. Isso pode ajudar a identificar quaisquer pontos fracos ou defeitos que possam levar à falha ao longo do tempo.
• Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA): FMEA é um processo sistemático para identificar possíveis modos de falha, determinar seus efeitos no sistema e priorizar ações para mitigar essas falhas.

Conclusão

Navegar no mundo do PCBA pode ser uma tarefa complexa, com uma infinidade de termos e conceitos para compreender. No entanto, com este guia abrangente da terminologia PCBA, esperamos ter esclarecido alguns dos principais termos e conceitos que você encontrará neste campo. Quer você seja um profissional experiente em busca de atualizar seus conhecimentos ou um novato na área, compreender esses termos é crucial para seu sucesso no mundo do PCBA.

Na Rowsum, entendemos a importância de uma comunicação clara e precisa na entrega de serviços PCBA de alta qualidade. Nossa equipe de especialistas está sempre pronta para ajudá-lo com qualquer dúvida ou preocupação que você possa ter sobre seus projetos de PCBA. Orgulhamo-nos do nosso compromisso com a qualidade, precisão e satisfação do cliente. Para mais informações sobre nossos serviços ou para iniciar sua jornada conosco, visite: www.rowsum. com.

FAQs

Q1: Qual é a diferença entre PCB e PCBA?

R: PCB significa Placa de Circuito Impresso, que é a própria placa sem quaisquer componentes. PCBA significa Conjunto de Placa de Circuito Impresso, que se refere ao PCB com todos os componentes soldados nele.

Q2: O que é um SMT no PCBA?

R: SMT significa Tecnologia de Montagem em Superfície. É um método de produção de circuitos eletrônicos em que os componentes são montados diretamente na superfície dos PCBs.

Q3: Qual é o papel da pasta de solda no PCBA?

R: A pasta de solda é usada no processo de montagem para soldar componentes de montagem em superfície ao PCB. É uma mistura de pequenas partículas de solda e fluxo.

Q4: O que é uma lista técnica no PCBA?

R: BOM significa Lista de Materiais. É uma lista de todos os componentes usados em um projeto de PCB, incluindo informações como designadores de componentes, números de peças, quantidades e descrições.

Q5: O que significa 'rastreamento' no PCBA?

R: Um traço é um caminho contínuo de cobre em uma PCB que conecta eletricamente diferentes componentes.

Q6: Qual é o propósito de uma via no PCBA?

R: Uma via é um pequeno orifício em uma placa de circuito impresso revestido de metal para criar uma conexão elétrica entre as diferentes camadas da placa.

Q7: Qual é o significado de 'autorização' no PCBA?

R: A folga refere-se à distância mínima necessária entre diferentes objetos elétricos na PCB para evitar curto-circuito e interferência elétrica.

Q8: O que significa 'colocação de componentes' no PCBA?

R: A colocação de componentes refere-se ao posicionamento dos componentes no layout da PCB. O posicionamento adequado dos componentes pode ter um impacto significativo no desempenho do produto final.

Q9: Qual é o papel de uma 'máscara de solda' no PCBA?

R: A máscara de solda é uma camada protetora aplicada à placa nua para evitar a formação de pontes de solda entre placas espaçadas e para proteger o cobre da corrosão.

Q10: O que é 'panelização' no PCBA?

R: Panelização é uma técnica usada na fabricação de PCB onde várias placas são fabricadas como uma única unidade para melhorar a eficiência da fabricação.

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