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PCB

Il PCB (Printed Circuit Board), chiamato anche comunemente circuito stampato, è un componente elettrico utilizzato per realizzare un collegamento tra le varie parti elettroniche che vengono poi montate su di esso: si tratta quindi di un circuito elettrico costituito da piste di Rame incapsulate in uno strato protettivo di materiale isolante. Questo strato, chiamato substrato, può essere rigido, flessibile o avere parti di entrambe le categorie (rigido-flessisible).

In relazione al numero di strati conduttivi da realizzare, il processo produttivo diventa tecnologicamente più complesso e costoso. Si possono avere circuti monofaccia (o monorame), che sono i più semplici ed hanno un solo circuito elettrico; doppiafaccia o due strati, in cui ci sono due circuiti elettrici in comunicazione tra loro; multistrato, fino ad oltre 30 livelli, in cui ogni strato è un circuito elettrico.

 

Struttura

Viene qui descritta la struttura caratteristica di un PCB a due strati, dato che risulta essere la struttura base nella costruzione di qualsiasi stampato (ad eccezione dei monofaccia praticamente in disuso). Questa struttura viene infatti replicata nel caso di PCB a più strati, essendo questi comunque multipli del doppiafaccia.

Si parte con un substrato, una tavola di materiale isolante e di spessore costante,che può essere costruita con diversi materiali, in base al grado di rigidità dieletterica e resistenza alle alte temperature che si vuole ottenere. Il materiale più diffuso è la vetroresina denominata FR4, la cui caratteristica principale è la temperatura di transizione dallo stato solido a quello liquido/viscoso (espressa nella sigla TGxxx) oltre la quale avvengono trasformazioni fisiche nel materiale che rischiano di danneggiare il circuito. Viene utilizzato anche l'alluminio nel caso si voglia dissipare maggiore calore, in questo caso tra di esso e il rame viene depositato un materiale elettricamente isolante, ma termicamente conduttore.

Su entrambe le facce della soletta viene incollato, con un composto chimico di vetroresina, per mezzo di termocompressione, uno strato di rame che viene forato in prossimità dei collegamenti con l'altro lato (fori di "vias"); in caso di più livelli ci possono essere anche fori ciechi, che mettono in collegamento soltanto gli strati interni.

Prima di unire le lastre alla soletta, avviene l'asportazione selettiva del rame in eccesso tramite un procedimento chimico denominato "etching"; successivamente avviene la metallizzazione dei fori effettuati in precedenza per garantire il collegamento elettrico, oltre che fisico, dei due strati di rame.

Su tutte le parti di circuito che non devono essere a contatto, neppure casuale, con l'esterno, viene poi posta una vernice isolante, detta "solder resist" o anche solo "solder"; si passa così alla stampa serigrafica di tutte le informazioni ausiliarie, come ad esempio il nome dei componenti, il datacode, il logo del produttore; si procede infine alla deposizione di una finitura superficiale che ha lo scopo di proteggere dalla corrosione il rame delle piazzole e facilitarne la saldatura.

 

Montaggio Componenti

I componenti possono essere montati sul circuito stampato mediante due tecniche differenti:

PTH (Pin Through Hole): i componenti hanno terminali metallici che attraversano il PCB e vengono saldati, manualmente oppure "ad onda" con lega saldante fusa, alle piazzole dal lato opposto del componente.

SMT (Surface Mountig Technology): prevede il montaggio dei componenti direttamente sulla superficie, sullo stesso lato del componente, riducendo il numero di fori sul circuito. Con questo metodo si riducono anche le dimensioni ed i costi di assemblaggio grazie all'automatismo del montaggio dei componenti stessi. La tecnica di saldatura con pasta saldante risulta anche più controllabile e le dimensioni ridotte dei componenti permettono una riduzione della grandezza degli stampati.

 

Progettazione

Si parte dalla realizzazione dello schema elettrico dove vengono definiti tutti i componenti e relative interconnessioni. Si procede quindi alla realizzazione del layout vero e proprio del circuito, denominato sbroglio, tramite programmi CAD. In questa fase si sceglie la posizione dei componenti e i percorsi delle piste, cercando di limitare gli incroci. Si definisce anche la larghezza delle piste (in base alla corrente che ci passerà ed al calore generato ammissibile), l'isolamento e la dimensione dei fori.

Il disegno finale ottenuto è detto "master" e viene salvato in un file denominato "gerber". Ogni singolo layer viene trasferito sulla piastra di rame tramite un procedimento fotografico e la parte eccedente viene asportata tramite attacco chimico; i vari strati vengono quindi uniti e forati; infine segue la metallizzazione dei fori di comunicazione e la rifinitura.

Esiste anche una certificazione internazionale chiamata UL che garantisce le caratteristiche di resistenza all'infiammabilità dei materiali utilizzati ed attribuisce un codice per ogni produttore approvato.

 

Partendo dai file gerber, MCTronic è in grado di fornirvi il circuito stamapato adatto alle vostre necessità.



 
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