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Artigo_Protótipos_PCI

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PROTÓTIPOS DE PLACAS DE CIRCUITO 
IMPRESSO PARA ELETRÔNICA 
Um estudo sobre técnicas de produção 
Luiz Henrique Nery, Plínio Damião Ferreira, Wladimir André de Jesus, Leonardo Stefani, Sidney F. da Luz 
Curso de Engenharia Elétrica da Uniradial 
lhnery@bol.com.br, sfluz@lsi.usp.br 
 
Resumo: As placas de circuito impresso utilizadas na 
eletrônica são de fundamental importância para o bom 
funcionamento dos circuitos, mas os custos e o tempo 
necessários para a preparação da placa inicial para os 
testes do sistema podem prejudicar o desenvolvimento 
do mesmo. O presente artigo apresenta algumas das 
técnicas de produção de PCIs e traça um quadro 
comparativo entre as elas. Ao final o grupo propõe uma 
alternativa de baixo custo para uma das técnicas. 
 
Palavras-chave: Placas de Circuito Impresso, PCI. 
 
1. Introdução 
A eletrônica desempenha um papel fundamental no 
cotidiano das pessoas. Presente em praticamente todos 
os campos da atuação humana, ela impulsiona o mundo 
para novas descobertas, torna tecnologias mais 
acessíveis, a custos menores e com qualidade maior que 
opções antecessoras. 
Continuamente se modernizando, a eletrônica passa 
por um processo de miniaturização e integração 
reduzindo outrora grandes circuitos. Resistores, 
capacitores, semicondutores e outros comp onentes que 
compõe os circuitos eletrônicos, em tamanhos 
milimétricos, têm possibilitado produtos menores e 
recursos inimagináveis até mesmo para escritores de 
ficção científica. 
A inovação acontece também no campo da 
microeletrônica, criando chips com imensas quantidades 
de componentes trabalhando em conjunto e integrados 
em uma única pastilha de silício, em um espaço 
reduzido comparado a outros chips antigos. 
Graças a estes acontecimentos, a eletrônica se 
desmistificou e alcançou pessoas e áreas que nunca 
antes tinham criado algum objeto ou dispositivo 
utilizando esta tecnologia. 
Entretanto, mesmo com a miniaturização e a 
integração alcançando tais níveis, há componentes de 
um circuito eletrônico que não podem ser integrados à 
pastilha semicondutora. Por exemplo, embora seja 
possível integrar capacitores no substrato da pastilha 
semicondutora, a capacitância destes podem alcançar 
apenas alguns nanofarads, mas em circuitos de fontes de 
alimentação são utilizados capacitores de alto valor, na 
ordem de microfarads ou mesmo milifarads para que a 
mesma tenha sua operação correta. 
Tais componentes, devido a seu tamanho, 
impossibilita a integração na pastilha de silício, 
tornando-se necessário utilizar um meio de interligá-los 
não somente com o chip, mas também com outros 
componentes essenciais ao funcionamento do sistema 
eletrônico. 
Nos primórdios da eletrônica muitas técnicas foram 
criadas para interligar componentes eletrônicos, mas 
com o processo de miniaturização várias delas se 
mostraram impróprias devido a impossibilidades físicas 
e/ou elétricas. 
Para um grande número de componentes e 
interligações, a técnica que apresenta os melhores 
resultados é a Placa de Circuito Impresso, ou 
simplesmente PCI. Formada por um meio isolante e um 
elemento condutor, a PCI oferece suporte mecânico e 
elétrico para o desenvolvimento e operação dos 
circuitos eletrônicos. 
Na produção industrial de PCIs algumas técnicas 
têm papel de destaque, pois permitem qualidade e 
produção a custos baixos. Entretanto para produção de 
uma PCI para protótipo os custos envolvidos não 
diminuem de forma relevante, dificultando e 
encarecendo o desenvolvimento do circuito eletrônico. 
Neste artigo algumas técnicas para a produção de 
PCIs são revistas, assim como alguns de seus aspectos 
para comparar os métodos e seus custos. Ao final há a 
proposta de alternativa de baixo custo e boa qualidade 
para a produção de PCIs. 
 
2. Produzindo uma PCI 
Para produzir uma PCI é necessário seguir alguns 
passos. A PCI em si é constituída de um material 
isolante e um meio condutor. O isolante pode ser 
fenolite em aplicações de baixo custo e baixa 
freqüência, ou fibra de vidro para aplicações com 
grande número de componentes, interligações e 
freqüências mais altas. O elemento condutor é uma fina 
lâmina de cobre na superfíce do material isolante para 
criar as conexões entre os componentes. Na figura 1 
podemos observar como é uma placa virgem, ou seja, 
sem circuito ou interligações. 
 
 
Figura 1 - PCIs virgens (sem circuito) 
 2 
De acordo com a quantidade de ligações e 
componentes, o substrato isolante pode receber esta 
lâmina nas duas faces ou até mesmo em camadas 
adicionais, em um processo conhecido como 
multicamadas (em inglês multilayer). 
Inicialmente a lâmina de cobre recobre totalmente o 
substrato da PC, fazendo-se necessário remover partes 
desta para interligar os componentes da forma correta. 
A remoção de locais específicos da lâmina de cobre 
ocorre através de um ataque químico por meio ácidos 
corrosivos, protegendo a lâmina de cobre com tintas 
e/ou emulsões resistentes a ataques químicos nos pontos 
de interconexão, também conhecidos como ilhas e 
trilhas. 
Áreas não desejadas da superfíce cobreada são 
deixadas em seu estado natural. Desta forma o ataque do 
ácido concentra-se apenas nas áreas não protegidas do 
cobre, retirando-os e deixando apenas as áreas 
desejadas. Na figura 2 podemos ver alguns dos produtos 
utilizados para a proteção do cobre. 
 
 
Figura 2 - tintas e emulsões para proteção do cobre 
Uma técnica ainda pouco explorada para a 
realização de PCI é através da utilização de fresadora 
ferramenteira com Comando Numérico 
Computadorizado, ou Fresadora CNC ou Centro de 
Usinagem. Seu princípio baseia-se na usinagem das 
áreas indesejadas da placa metálica por meio de uma 
ferramenta de corte de metais, denominada fresa. 
O processo é bastante simples. A PCI é fixada na 
mesa móvel da fresadora que, deslocando de acordo 
com um roteiro pré-estabelecido pelo desenho da placa 
e com a ferramenta acoplada a um mecanismo que a faz 
girar, corta a superfíce do cobre deixando apenas as 
trilhas e ilhas necessárias para o funcionamento do 
circuito. A figura 3 mostra um equipamento voltado 
especificamente para a usinagem de PCIs. 
 Embora a confecção de PCI por usinagem tenha 
algumas vantagens como será abordado adiante, o custo 
do equipamento inviabiliza a utilização do mesmo para 
o pequeno usuário ou desenvolvedor de soluções em 
eletrônica. 
 
Figura 3 - Fresadora CNC para PCI 
O mesmo ocorre para a realização de protótipos de 
circuitos eletrônicos devido a complexidade e ao custo 
destas formas de realização de PCI. Por vezes pode 
tornar-se desagradável, demorada ou mesmo inviável a 
realização de algumas das técnicas de produção por 
ataque químico. 
 
4. Preparação da PCI para ataque químico 
Os métodos químicos utilizam ácidos corrosivos 
para a retirada do cobre nas áreas indesejadas. 
Essencialmente são usados dois ácidos: o percloreto 
férrico e a combinação ácido clorídrico + peróxido de 
hidrogênio. 
O percloreto férrico é o ácido mais conhecido, sendo 
bastante utilizado por iniciantes e técnicos para a 
produção de placas para protótipos. Vendido 
comumente em pó, sua forma de utilização é bastante 
simples, bastando dissolve-lo na proporção de 1 parte de 
percloreto para 1 parte de água. 
É possível encontra-lo no mercado já dissolvido em 
diluições de até 43%. A seu favor conta a baixa 
toxidade e a facilidade de uso. Contra ele pesa o tempo 
para a realização do ataque, que pode variar de 10 a 30 
minutos e a necessidade da superfíce cobreada estar 
isenta de sujeiras e/ou oxidações. 
Já a combinação ácido clorídrico + peróxido de 
hidrogênio é mais utilizada industrialmente, pois sua 
alta velocidade de corrosão possibilita alta produção em 
pouco tempo. Um ataque com essa solução finaliza em 
no máximo

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