Introdução ao Projeto de Placas de Circuito Impresso

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Introdução ao Projeto de Placas 
de Circuito Impresso
• Apresentar algumas considerações iniciais para permitir ao
estudante se familiarizar com a placa de circuito impresso
(PCI), identificar os tipos básicos existentes, os cuidados no
desenho e utilizar um software para desenhar o layout da PCI.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 224/11/2017
OBJETIVO
• Na sua forma básica uma placa de circuito impresso é
construída com um lado cobreado em cima de um substrato
isolante (fenolite ou fibra de vidro).
• As conexões entre os componentes são feitas do lado do
cobre através de caminhos condutores (traçado condutor) no
cobre conhecido como trilha.
• As conexões terminam nos pontos de conexão com os
componentes, os quais denominamos de ilhas (ou Pads), os
quais normalmente possuem furos onde são inseridos os
terminais dos componentes.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 324/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 424/11/2017
Figura 1- Exemplo de Placa de circuito Impresso
Fenolite
Thiago Alencar Moreira de Bairros 524/11/2017
• Os materiais de base (laminado) mais comumente
encontrados são Fenolite e Fibra de Vidro.
Fibra de Vidro
• O Fenolite é constituído de papelão impregnado com uma
resina fenólica (de onde surgiu seu nome).
• Possui boa rigidez e isolação elétrica.
• Utilizado somente em placas do tipo face‐simples.
• • Possui boa estampabilidade, servindo como base para
fabricação de placas em larga escala e com baixo custo.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 624/11/2017
• A placa de fibra de vidro é composta de um laminado de fibra
de vidro, podendo ter uma ou ambas as faces com cobre.
• Possui boa rigidez e ótima isolação elétrica.
• Utilizado em circuitos impressos profissionais e para
fabricação de placas de face‐simples, dupla‐face e multilayer.
• Não possui boa estampabilidade.
• Consegue‐se produzir circuitos de alta densidade de trilhas,
devido as suas características.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 724/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 824/11/2017
• Quanto ao número de faces
• Face Simples: Possui cobre em apenas uma das faces.
• Dupla-Face: ambas as faces do material possui cobre.
• Multi-Camadas ou Multi-Layer: Possui mais de uma camada
de cobre, geralmente utilizado nas placas profissionais.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 924/11/2017
Classificação das Placas 
de Circuitos Impressos
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1024/11/2017
Figura 1- Exemplo de Placa de circuito Impresso
• A função básica de uma PCI é a interligação elétrica e suporte
mecânico entre os componentes utilizados no circuito eletrônico.
• O projeto de uma PCI vai além simplesmente da interligação
entre os componentes, pois deve avaliar além do projeto elétrico
o projeto mecânico com maior ou menor intensidade,
dependendo da aplicação.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1124/11/2017
Projeto mecânico
• Deve levar em conta alguns aspectos
estéticos e funcionais, tais como:
– LEDs e displays que deverão aparecer externamente ao
gabinete;
– Posição de transformadores, chaves e fusíveis;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1224/11/2017
Projeto da PCI
– Localização de componentes críticos, como transistores e
resistores de potência, e a necessidade de ventilação e por onde
passa o fluxo de ar;
– Onde a placa ou caixa será instalada, volume disponível e
condições ambientais;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1324/11/2017
• Considerações relacionadas tanto ao projeto mecânico,
quanto ao projeto da PCI propriamente dita podem levar a ao
aparecimento de elementos que não estavam previstos no
projeto inicial, por exemplo, conectores na PCI.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1424/11/2017
• Projeto elétrico:
• Define as características técnicas e funcionais da placa de
circuito impresso.
• Como resultado obtém-se o desenho da placa, conhecido
como layout da PCI.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1524/11/2017
• Alguns dos aspectos relevantes no projeto de qualquer PCI
são:
 Disposição dos componentes na placa;
 Desenhos das trilhas e ilhas;
 Considerações gerais;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1624/11/2017
• O projetista deve seguir algumas considerações básicas 
para elaboração do layout da PCI, para que não ocorram 
problemas.
• Porém mas cabe ao projetista a utilização do bom senso
para avaliar a aplicação em maior ou menor intensidade das
questões apresentadas de acordo com o projeto.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1724/11/2017
Disposição dos Componentes na Placa.
• Procure posicionar os componentes que serão ligados
diretamente pertos uns dos outros. Tenha o circuito
eletrônico em mãos;
• Quando for posicionar os componentes procure rotacionar
quando for necessário para diminuir o comprimento das
trilhas e manter os componentes alinhados;
• Muitas vezes é mais fácil posicionar os componentes
maiores, como CIs, e depois dispor os menores como
resistores e capacitores ao redor deles;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1824/11/2017
• Atenção em não posicionar os componentes perto demais,
pois dificulta a montagem e com as ilhas muito próximas na
soldagem pode ocasionar curto‐circuito;
• Para dispor os componentes, bem como routear (traçar) as
ligações, utiliza‐se geralmente uma grade imaginária, também
chamada de raster.
• Esta grade normalmente é medida em uma unidade
denominada mils. (40 mils = 1,016mm);
• Os componentes são sempre dispostos utilizando‐se
múltiplos desta unidade (ex.: 100 mils);
Thiago Alencar Moreira de Bairros 1924/11/2017
• Atenção em não posicionar os componentes perto demais,
pois dificulta a montagem e com as ilhas muito próximas na
soldagem pode ocasionar curto‐circuito;
• Para dispor os componentes, bem como routear (traçar) as
ligações, utiliza‐se geralmente uma grade imaginária, também
chamada de raster.
• Esta grade normalmente é medida em uma unidade
denominada mils. (40 mils = 1,016mm);
• Os componentes são sempre dispostos utilizando‐se
múltiplos desta unidade (ex.: 100 mils);
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2024/11/2017
• Atenção em não posicionar os componentes perto demais,
pois dificulta a montagem e com as ilhas muito próximas na
soldagem pode ocasionar curto‐circuito;
• Circuitos integrados que utilizam o encapsulamento DIP
(Dual Inline Package) têm seus pinos dispostos à uma
distância de 100 mils. (~2,5 mm);
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2124/11/2017
• Normalmente resistores e diodos são dobrados utilizando‐se
uma grade de 400 mils (ou 10,16mm);
Ex.: Diodo 1N4007 Fab. Semikron
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2224/11/2017
• RESISTORES: Apresentam‐se em diferentes tamanhos.
Ex. Tamanho dos resistores(~)
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2324/11/2017
• CAPACITORES: Tem de diferentes formas, valores e
material de fabricação.
• É necessário uma atenção especial a este componente.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2424/11/2017
• CAPACITOR ELETROLÍTICO: O capacitor eletrolítico é 
fornecido com terminais em modo:
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2524/11/2017
Desenho das trilhas e ilhas
• As ligações elétricas existente entre os componentes numa 
placa de circuito impresso denomina‐se traçado condutor, e 
é comumente chamado de trilha.
• O local onde o terminal do componente é soldado na placa 
de circuito é impresso denomina‐se ilha de soldagem, ou 
simplesmente ilha. 
• Também conhecido pela sua denominação em inglês: PAD.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2624/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2724/11/2017
Desenho das trilhas e ilhas
• As ligações elétricas existente entre os componentes numa 
placa de circuito impresso denomina‐se traçado condutor, e 
é comumente chamado de trilha.
• O local onde o terminal do componente é soldado na placa 
de circuito é impresso denomina‐se ilha de soldagem, ou 
simplesmente ilha. 
• Também conhecido pela sua denominação em inglês: PAD.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2824/11/2017
• As ilhas podem ser de doistipos: convencionais e de
superfície.
• As ilhas convencionais são utilizadas para soldagem de
componentes com terminais (chamados também de
componentes convencionais);
• • As ilhas de superfície são utilizadas em componentes SMD
e em contatos de bordas (também conhecidos como
conectores de borda).
Thiago Alencar Moreira de Bairros 2924/11/2017
• Na figura a seguir apresentam-se os tipos de ilhas
existentes.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3024/11/2017
Como podemos observar na
figura ao lado, as ilhas
convencionais possuem dois
parâmetros a serem
considerados no seu
dimensionamento: o diâmetro
do furo e a largura do anel
metálico.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3124/11/2017
A escolha do diâmetro do
furo leva em consideração
o diâmetro do terminal a ser
inserido (no caso de
terminais de seção
retangular deve-se
considerar a dimensão da
diagonal) e se o furo será
metalizado ou não (a
metalização só é possível
em placas do tipo dupla-
face).
• Na prática, recomenda-se que os furos devem ser 0,20 mm
maiores do que o diâmetro do terminal do componente. Isto
facilita a montagem do componente e a soldagem do terminal.
• Diâmetros de furo incorretos acarretam problemas de
soldagem, mesmo em placas com furos metalizados, pois
dificultam o efeito capilar da solda.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3224/11/2017
• O dimensionamento do anel metálico leva em consideração
a sustentação mecânica do componente, o tipo de material
base utilizado e até a corrente elétrica e/ou uma possível
dissipação térmica.
• Placas de circuito impresso fabricadas utilizando‐se
materiais como o fenolite requerem um anel metálico mais
reforçado se comparadas as mesmas placas utilizando fibra
de vidro, por exemplo.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3324/11/2017
• Isto se deve principalmente à aderência do cobre ao material
utilizado como base.
• O fenolite possui menor aderência ao cobre do que a fibra
de vidro.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3424/11/2017
• Isto se deve principalmente à aderência do cobre ao material
utilizado como base.
• Para terminais de componentes cujos furos sejam maiores
do que 1 mm, aconselha‐se um alargamento do anel
metálico da ilha, de forma a garantir a sustentação mecânica
do componente.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3524/11/2017
• Isto se deve principalmente à aderência do cobre ao material
utilizado como base.
• O fenolite possui menor aderência ao cobre do que a fibra
de vidro.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3624/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3724/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3824/11/2017
Considerações gerais
• Existem alguns critérios que devem ser seguidos no que diz
respeito a proximidade de componentes da borda da placa;
• Deve existir uma distância mínima entre qualquer ilha/trilha
e a borda de corte.
• Esta distância nunca pode ser inferior a 1mm, pois durante o
corte da placa pode‐se ter o rompimento do cobre nesta
região;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 3924/11/2017
• Além disto, um furo deve estar distante no mínimo a um
espaçamento superior a espessura da própria placa em
relação a borda de corte (normalmente 1,6mm);
• Caso isto não seja respeitado, corre‐se o risco do
rompimento da parede do material base por insuficiência de
sustentação mecânica.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4024/11/2017
• Ex.: um diodo cujo encapsulamento seja o DO‐41
(ex:1N4007), com terminal de 1 mm de diâmetro, deve‐se
dimensionar o anel metálico da ilha para no mínimo 0,5mm
(20 mils).
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4124/11/2017
• Desta forma, para compor a ilha utiliza‐se a seguinte regra:
• Terminal do Componente: 1mm de diâmetro.
• Diâmetro do Furo: 1,2mm ou 47 mils (0,2mm maior que o
tamanho do terminal).
• Anel Metâlico: 20 mils.
• Dimensão final da ilha: 20 + 47 + 20 = 87mils
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4224/11/2017
• Ao desenhar as ilhas, procure sempre que possível garantir
o maior anel metálico possível, principalmente em se
tratando de componentes pesados ou de potência, ou ainda
aqueles que provoquem aquecimento durante o
funcionamento da placa.
• Você pode ( e deve) fazer o uso de formatos diferentes do
circular, como ilhas oblongas ou retangulares quando
necessário.
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4324/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4424/11/2017
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4524/11/2017
Etapas do projeto eletrônico
Dicas Finais na elaboração da PCI
• Definição do projeto após simulação e montagem. Para tentar
evitar componentes pendurados na placa.
• Cuidado com com fontes de ruído;
• Obter os componentes. É importante pois pode ser que
algum componente não esteja disponível no mercado local
nas especificações de projeto.
Ex. Tensão de capacitor eletrolítico ou terminal radial/axial;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4624/11/2017
• Dispor os componentes adequadamente no software. Não
esquecer os conectores. Procurar deixar os elementos
alinhados.
• Atentar para separar os sinais de comando dos de potência.
Atenção com calor gerado.
• Atenção com aterramento.Identificar os sinais dos
conectores;
• • Atenção com a limpeza da placa na impressão e soldagem;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4724/11/2017
• Dispor os componentes adequadamente no software. Não
esquecer os conectores. Procurar deixar os elementos
alinhados.
• Atentar para separar os sinais de comando dos de potência.
Atenção com calor gerado.
• Atenção com aterramento.Identificar os sinais dos
conectores;
• • Atenção com a limpeza da placa na impressão e soldagem;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4824/11/2017
• Após a impressão e corrosão temos a montagem final.
• Atenção com a limpeza dos terminais;
• Procure dobrar com cuidado os componentes e dobrar os 
terminais conforme a figura abaixo;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 4924/11/2017
• Após a impressão e corrosão a próxima etapa consiste da 
montagem final.
• Atenção com a limpeza dos terminais;
• Procure dobrar com cuidado os componentes e dobrar os 
terminais conforme a figura abaixo;
Thiago Alencar Moreira de Bairros 5024/11/2017
Soldagem
Thiago Alencar Moreira de Bairros 5124/11/2017
REFERÊNCIAS
Thiago Alencar Moreira de Bairros 5224/11/2017
• http://gedabr.projetos.etc.br/article/articleview/13/
1/3/
• http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/
• http://www.py2bbs.qsl.br/capacitores.php
• Revista Eletrônica Saber
• Notas de aula do Prof. Stefano disponível em 
http://joinville.ifsc.edu.br/~stefano/
http://joinville.ifsc.edu.br/~stefano/