Processos de Fabricação de Placas de Circuito Impresso com Acabamento nas Bordas: Um Guia para Designers

O revestimento de borda, muitas vezes referido como "routagem revestida", envolve encapsular as bordas de PCBs com uma camada metálica, sobre a qual é aplicado um revestimento superficial padrão. Normalmente, a máscara de solda é removida para expor o revestimento de borda, que pode então ser usado para fazer contato com uma caixa blindada. Esta técnica é utilizada para aumentar a blindagem EMI em designs de alta frequência e fornecer um ponto de conexão à terra do chassis. O revestimento de borda pode ser aplicado a uma única borda ou a múltiplas bordas de uma placa de circuito, incluindo todos os quatro lados.

O processo de revestimento de borda começa com a criação de um caminho de usinagem antes da metalização das características do circuito. Os requisitos de design para o revestimento de borda dependem do número de bordas a serem revestidas, do tamanho da placa e se as placas serão entregues em um arranjo múltiplo. Sempre colabore com seu fornecedor de PCB preferido para entender suas capacidades de design específicas e diretrizes de DFM. As diretrizes de design aqui são diretrizes gerais e podem variar de fabricante para fabricante.

Regras de DFM para Bordas Revestidas

Como foi mostrado em outro artigo, os requisitos de CAD e chamadas necessárias para a metalização de borda são simples e podem ser implementados sem qualquer ferramenta de design especial ou recurso. Levar esses dados de CAD e adicionar considerações de fabricação mais avançadas requer algumas informações adicionais para um fabricante, que são descritas abaixo. Isso pode incluir:

• Especificar abas para remoção da metalização
• Especificar conexões para planos internos
• Folgas para montagem
• Como lidar com materiais menos rígidos (por exemplo, PTFE não reforçado)

Distância Mínima de Envoltório: Para uma metalização de borda eficaz, a camada metálica deve envolver-se da borda para a superfície da PCB. Esse envoltório é crucial para garantir a aderência adequada e a estabilidade do processamento interno. A distância mínima para esse envoltório é de 0,015”. Essa especificação garante que a metalização adira firmemente à borda e forneça conexões mecânicas e elétricas robustas.

Distância de Segurança das Bordas Metalizadas: Ao projetar placas de circuito impresso com bordas metalizadas, é importante manter uma distância segura entre as bordas metalizadas e quaisquer características da placa para evitar possíveis curtos-circuitos ou interferências. A distância mínima que uma característica pode ser colocada da metalização envolvente é de 0,010”. Essa folga ajuda a prevenir quaisquer conexões elétricas não intencionais que possam comprometer a funcionalidade da placa.

Distância para Características Roteadas Adjacentes: Para garantir a integridade estrutural e evitar problemas durante o processo de fabricação, deve haver uma distância mínima de 0,100” entre as bordas metalizadas e quaisquer características roteadas adjacentes. Essa distância é crítica para evitar que as bordas metalizadas sejam danificadas ou afetadas pelo processo de roteamento, o que poderia levar a fraturas na metalização ou delaminação.

Continuidade da Metalização e Interrupções: A metalização de borda é tipicamente contínua ao longo de toda a borda da placa de circuito, o que é essencial para manter a continuididade elétrica e a eficácia do blindagem. No entanto, certos requisitos de design podem necessitar de interrupções na metalização.

• Método da Aba: Uma maneira de criar interrupções é colocando uma aba saliente no local desejado da interrupção (similar ao roteamento de aba com mordidas de mouse). Após o processo de galvanização, essa aba pode ser removida, deixando um espaço na galvanização. Esse método é útil para criar interrupções precisas e controladas.
• Método de Roteamento: Alternativamente, as interrupções podem ser introduzidas durante as etapas finais de roteamento. Esse método envolve usar um roteador para remover seções da galvanização, o que cria uma pequena aba ou uma indentação. Quando a interrupção é menor que 0,200”, a galvanização cobrirá completamente a borda, e a interrupção será feita pelo processo de roteamento.

O roteamento de aba é muito mais simples, pois não requer usinagem precisa da galvanização da borda longe da borda do PCB. Ambos os métodos podem deixar espaços intencionais na galvanização, conforme mostrado abaixo.

Os espaços intencionais na galvanização de borda podem ser providenciados com a colocação e remoção de abas, ou pelo roteamento de seções da galvanização de borda.

Conexão de Placas de Borda com Planos Internos: A placa de borda geralmente envolve a conexão de planos internos dentro da PCB. Esses planos internos se estendem até a borda e são eletricamente conectados pelo processo de placação. Tipicamente, uma borda de polaridade de 0,050” é mantida para evitar cobre exposto quando as placas são roteadas e removidas do painel. Isso garante que os planos internos permaneçam protegidos e que não haja caminhos elétricos não intencionais expostos.

Manuseio de Materiais Menos Estáveis Dimensionalmente: Materiais que não são estáveis dimensionalmente, como materiais não reforçados ou finos, requerem considerações adicionais para a placação de borda. Esses materiais podem precisar de abas extras para estabilidade durante o processamento. As abas são comumente colocadas a cada duas polegadas ao longo das bordas platinadas para manter a integridade estrutural da PCB durante a fabricação e o manuseio. Para materiais que não são FR-4, essas diretrizes são ainda mais críticas para garantir que as placas não deformem ou distorçam durante o processo.

Colocação e Design de Abas

O design e a colocação de abas são importantes para o processo de fabricação e montagem. As abas devem ser estrategicamente colocadas para equilibrar a necessidade de suporte estrutural e a facilidade de remoção após a montagem. Existem dois tipos principais de abas:

• Aba Perfuradas: Essas abas são utilizadas durante o processo de montagem e são projetadas para se destacarem facilmente após a conclusão da montagem. Elas fornecem suporte suficiente enquanto são fáceis de remover sem danificar a placa.
• Abas Sólidas: Essas abas são mais robustas e são utilizadas durante o processo de roteamento com metalização. Elas são removidas na etapa final de fabricação usando um roteador. A remoção dessas abas deixa uma pequena saliência ao longo da borda da placa, o que deve ser levado em conta no design do produto final.

A colocação dessas abas é determinada pelos requisitos de montagem e pelos materiais utilizados na pilha de placas de circuito impresso. Materiais menos estáveis exigirão uma colocação mais frequente de abas para garantir que a placa permaneça estável ao longo do processo de fabricação.

A metalização das bordas adiciona complexidade e custo ao processo de fabricação devido às etapas adicionais necessárias, como criar caminhos de roteamento antes da metalização e desenvolver abas para o transporte do painel. Trabalhar com seu fabricante de PCB preferido e seguir as diretrizes de Design para Fabricabilidade (DFM) dele pode reduzir significativamente os custos e garantir o sucesso do design. Colaborando com o fabricante desde o início, você pode tomar decisões informadas que otimizam tanto o desempenho quanto o custo.