2 Oz copper PCB: conhecendo o processo de fabricação

O Dobro de cobre no PCB do que as placas tradicionalmente encontradas no mercado !

Até aqui não temos dúvidas e muito bonito do fabricante em anunciar em alto e bom tom ! Mas será que conhecemos este processo por dentro? Tente responder rapidamente as dúvidas básicas abaixo:

• Mas o que realmente vem a ser este 2Oz copper PCB ?
• Quais suas melhoras significativas em sua construção e o qual o rendimento benéfico no uso diário ?
• Terei algum benefício na compra de uma placa-mãe Gigabyte com 2Oz de cobre ?
• Ultra Durable 3?

Realmente, se a sua cabeça anda a mil, e não conseguiu responder com exatidão a todas as questões lançadas em epígrafe, acho melhor você acompanhar este artigo e tentar diminuir um pouquinho suas dúvidas.

Neste artigo abordaremosde forma bem descolada e sem termos técnicos as diferenças de construção e desenvolvimento das placas-mãe Gigabyte que trazem o ‘logo’ 2Oz Copper PCB.

Antes de mais nada, é intererrante salientar que a Gigabyte ainda possui placas com 1 onça de cobre (referente a sua linha de entrada), ocorrendo o start na introdução da série Ultra Durble 3 : iniciando assim o processo de busca contínua pelo melhoramento dos seus produtos e introduzindo 2 onças de cobre. Atualmente a Gigabyte é líder pioneira mundial no processo concebido em 2Oz copper em elaboração de placas-mãe.

Antes de abordarmos diretamente este assunto tão fascinante e interessante, convidamos a recapitular os conceitos de PCB e Circuito impresso abaixo. Antes de ir diretamente ao vídeo, leia um pouco do material teórico abaixo, será bem mais produtivo quando somado às explicações do vídeo logo mais adiante.

Na foto ao lado, encontramos uma visão ‘explodida’ da placa-mãe Gigabyte que oferece 2Oz copper PCB em sua contrução, e todas elas possuem 2 camadas de circuito juntamente da base, sendo uma na parte de cima (frente da placa-mãe) e outra inferior (lado de trás da placa). Estas camadas de Circuito recebem após a sua ‘fundição’ com a base, outras camadas protetoras e isolantes, bem como definições das trilhas e o verniz protetor, para por fim receberem a sua pigmentação colorida em forma de pintura estática.

Somente após este processo, ‘ a placa em si’ que já está toda furada de acordo com o circuito receberá inicialmente os logos e a estamparia dos desenhos e indicações técnicas dos componentes, para logo na sequência percorrer para a linha de montagem inicial. Onde será recebido por meio de soldagem fria todos os componentes e chips da motherboard em si.

Antes de mais delongas, vamos a parte teórica para ajudar a uma compreensão total deste ótimo exemplo de construção e desenvolvimento de motherboard.

[box_dark]O que é Circuito Impresso?[/box_dark]

Circuito Impresso, como o próprio nome diz, consiste na técnica de, por processos industriais e/ou artesanais, imprimir um desenho contendo ligações elétricas (circuito) entre os componentes num determinado circuito eletrônico sob uma chapa de material resistente recoberta por uma fina camada de cobre. Que em nosso caso é a folha do CI Gigabyte contendo 2 Oz de puro cobre, ou seja o dobro de cobre que os concorrentes utilizam na construção das suas ‘folhas de CI’.

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 Para camadas simples, e no caso das placas Gigabyte, são confeccionadas em cima de uma chapa Composite ). As conexões entre os componentes são feitas do lado do cobre através de caminhos condutores (traçado condutor) no cobre. 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.

A grande vantagem da placa de circuito impresso é que ela pode ser duplicada quantas vezes for necessário, permitido uma produção em larga escala. Atualmente a Gigabyte conta com uma equipe altamente especializada de engenheiros e pesquisadores que trabalham em turnos para sempre acompanharem e estarem ligados nas novas tendências globais como também na busca contínua da melhora dos seus produtos.

Neste artigo, levamos aos nossos leitores de forma descolada e sem termos técnicos, a maneira que é feita e o processo de fabricação das placas Gigabyte. Este é a primeira parte de vários outros artigos que devem ser levados ao conhecimento públicos em nosso canal.

[box_dark]Classificação das Placas de Circuitos Impressos[/box_dark]

1. Quanto ao número de faces

De acordo com o número de camadas de cobre existentes sob o material base, podemos dizer que um circuito impresso é:

Face Simples: Possui cobre em apenas uma das faces.

Dupla-Face: ambas as faces do material possui cobre, as placas-mãe da Gigabyte estão nesta classificação.

Multi-Camadas ou Multi-Layer: circuito em que possuímos cobre tanto nas faces externas como internamente. Consegue-se produzir circuitos impressos multicamadas utilizando-se uma técnica em que 2 ou mais placas do tipo dupla-face são prensadas, de forma a termos um único laminado no final. Entre as placas é aplicado uma resina (ou cola) para separar os circuitos eletricamente e mantê-los unidos mecanicamente.

2. Quanto ao tipo de material base (laminado)

Podemos ter vários tipos de laminados. Os mais comuns são:

Fenolite: 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. Como pontos negativos, podemos colocar as alterações de suas propriedades elétricas com a umidade, podendo afetar circuitos impressos mais críticos (ex.: circuitos de rádio-frequência).

Fibra de Vidro: constituido 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 multi-layer. Não possui boa estampabilidade. Consegue-se produzir circuitos de alta densidade de trilhas, devido as suas características.

Composite: Trata-se de uma mistura de resina fenólica com a fibra de vidro. Possui melhor estampabilidade que a fibra. Trata-se de um intermediário entre os dois tipos espostos. Utilizado apenas em placas de dupla-face. Atualmente a Gigabyte utiliza este material em suas placas.

Cerâmicos: utilizados em placas de rádio-frequência e outros circuitos críticos em que o material base influencia no circuito, atuando como dielétrico entre as camadas, e podendo alterar o funcionamento do mesmo.

[box_dark]Processos de Acabamento[/box_dark]

Todas as placa de circuito impresso precisam passar por um processo de acabamento, no qual protege-se o cobre de sua oxidação natural e melhora-se as propriedades de soldabilidade da mesma. Os acabamentos mais comuns são:

Verniz sobre cobre: neste tipo de acabamento, aplica-se uma fina camada de verniz especial sobre a placa, cobrindo-a inteira. Este verniz possui uma característica que não impede a soldagem dos componentes, mas protege o cobre de oxidação. É utilizado principalmente em placas protótipo e circuitos amadores e em placas do tipo face-simples.

Estanho Chumbo-Refundido: aplica-se uma fina camada de estanho-chumbo sobre todo o cobre, através de refusão, e depois uma camada de verniz em que ficam expostas apenas as ilhas e contatos elétricos da placa. O verniz utilizado normalmente possui uma cor esverdeada.

Hot Air Leveling (HAL): por um processo especial, aplica-se estanho chumbo apenas nas ilhas e contatos elétricos, deixando o restante do traçado condutor apenas em cobre. Depois, é aplicado uma camada de verniz em que recobre-se toda a superfície da placa, deixando expostas ilhas/contatos elétricos. É um excelente processo de acabamento e garante uma excelente qualidade final na placa.

[box_dark]Acabamentos especiais[/box_dark]

Alguns circuitos exigem acabamentos diferenciados em partes do mesmo. São eles:

Douração: utilizado principalmente em placas que utilizam contatos de borda (a borda da placa funciona como sistema de conexão, como nas placas de computadores). Aplica-se uma fina camada de ouro, que devido as suas propriedades elétricas, garante um ótimo contato.

Carbono: utiliza-se principalmente em contatos de teclas feitos na própria superfície da placa. Muitos teclados utilizam esta técnica.

[box_dark]Espessura do laminado de cobre[/box_dark]

Devido aos diferentes usos das placas de circuitos impressos, desde circuitos de potência e placas apenas com circuitos lógicos, utilizam-se laminados com espessuras diferentes de cobre. A camada de cobre é medida em \\\\\\\’microns\\\\\\\’ e os tipos utilizados são: 0,17um, 0,35um (padrão) e 0,70um. É comum utilizar-se o termo onça para definir as espessuras, sendo neste caso: 1/2 onça, 1 onça e 2 onças respectivamente. E neste caso a placa-mãe da Gigabyte oferece 2 onças de cobre nestas ‘chapas’.

Além da camada de cobre, varia-se também a espessura do material base. Normalmente os laminados de cobre possuem espessura de 1,6mm, mas pode-se encontrar laminados com espessuras maiores ou menores. Contate o seu fabricante para saber quais as espessuras ele dispõe.

[box_dark]Corte e furação[/box_dark]

Uma das partes que mais diferencia o acabamento de uma placa é a furação e o corte. Temos basicamente 3 processos para furação: furação manual, furação por controle numérico (CNC), e por estampo.

Hoje, o processo mais utilizado é do de furação CNC, por possuir ótima precisão e facilidade de modificação em caso de alterações na placa.

Além da furação, existe o corte final da placa, o qual pode ser: guilhotinado, fresado ou estampado. Além disto, pode-se ter as placas montadas em painel, utilizando-se uma técnica de vincagem para facilitar a divisão das placas.

Atenção , no vídeo acima, nos referimos as placas feitas com o material base de isolação em Fenolite, porém de um certo tempo para cá, a Gigabyte abandonou este material. Utilizando atualmente chapas de Composite.

Agradecimento a Gigabyte pelo suporte e fornecimento do material de Estudo.