A PCB or друкаваная плата вылучае цяпло, калі праз яго цячэ электрычны ток. Без належнай ізаляцыі гэта цяпло можа выклікаць сур’ёзныя праблемы для ПХБ.

Чаму PCBS мае патрэбу ў ізаляцыі?

Перш чым зразумець ізаляцыю друкаванай платы, вы павінны зразумець: што такое друкаваная плата?

PCBS, or printed circuit boards, are small green squares with copper sheets (but also in other colors). It can be found in almost any electronic device! Друкаваныя платы дазваляюць электронным прыладам працаваць належным чынам, што робіць іх важнай, але нябачнай часткай паўсядзённага жыцця. Без іх не працавалі б і не існавалі б кампутары, тэлефоны, тэлевізары і электроніка.

Электрычныя вельмі магутныя для друкаваных плат. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Аднак электрычныя кампаненты могуць прадстаўляць небяспеку, калі яны не размешчаны ў неправодным корпусе або нагрэюцца. Друкаваная плата павінна быць ізаляваная, каб прадухіліць карозію медзі і паменшыць выпадковы кантакт з праводзяць матэрыяламі. Proper insulation can help prevent the PCB from overheating or exploding.

There are several ways to isolate a PCB. There are several common insulation materials, but the exact type of insulation usually depends on the application of the PCB design.

Крыніца фота: pixabay

Ізаляцыйны матэрыял з друкаванай платы

Звычайныя ізаляцыйныя матэрыялы з друкаваных поплаткаў звычайна фармуюцца як неправодзячыя падкладкі, якія могуць злівацца разам у некалькі слаёў, каб правільна працякаць ток па ўсёй плаце. Больш просты PCBS можа быць аднабаковым або аднаслаёвым. Complex PCBS, such as those used for high-speed digital communications, may contain more than two dozen layers.

PCB insulation calculator can help you determine creepage distance and electrical clearance, which will be the determining factor in the exact type and quantity of insulation material. Дыстанцыя паўзучасці – гэта самая кароткая адлегласць паміж токаправоднымі часткамі, а зазор – гэта элемент, падзелены паветрам, а не падкладкай. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

Вытворцы друкаваных поплаткаў могуць выбраць для ўцяплення розныя матэрыялы: ад недарагіх пластыкаў, такіх як FR-2, да трывалых металаў, такіх як алюміній. The insulating material of a PCB usually determines its use. Напрыклад, друкаваная плата ў таннай электроннай цаццы не будзе мець патрэбу ў тым жа тыпе ізаляцыі, як друкаваная плата ў спадарожніку.

Каб лепш зразумець ізаляцыю друкаваных поплаткаў і ізаляцыйныя матэрыялы, давайце вывучым пяць найбольш распаўсюджаных формаў ізаляцыі друкаваных поплаткаў.

FR-2

Fr-2-гэта нізкаякасны вогнеахоўны ламінат. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. Аднабаковыя друкаваныя платы звычайна выкарыстоўваюць гэты матэрыял. FR-2 не змяшчае галагенаў і гідрафобны і можа быць лёгка прэсаваны або фрэзерны. FR-2-адзін з самых танных варыянтаў ізаляцыі друкаваных поплаткаў і з’яўляецца звычайным выбарам для кампаній, якія вырабляюць аднаразовую бытавую электроніку.

FR-4

Fr-4-гэта сучасны варыянт вогнеахоўнага ламінату. It is a composite material made of fiberglass woven fabric and is commonly used in the manufacture of double-sided and multi-layer PCBS. FR-4 вытрымлівае больш высокія тэмпературы і фізічны ціск, чым FR-2. It’s also an affordable material, making it a popular choice for manufacturers of high-end consumer electronics. The FR-4 is not machined fast, requiring milling, stamping or machined tungsten carbide tools.

Радыёчастота (RF)

Радыёчастотныя падкладкі распрацаваны, каб дазволіць PCBS працаваць у прыкладаннях, якія выкарыстоўваюць ВЧ і мікрахвалевую печ вялікай магутнасці. Радыёчастотныя падкладкі часцей за ўсё выкарыстоўваюцца для ПХБ, устаноўленых у ваеннай электроніцы, авіёніцы і авіёніцы. Аднак важна адзначыць, што некаторыя прадукты бытавой электронікі ўтрымліваюць такі тып падкладкі. Пластык, які ўваходзіць у тыповую ВЧ -падкладку, не стварае вялікай колькасці ізаляцыі і добра спраўляецца з задачай стварэння вялікіх токаў. Радыёчастотныя і мікрахвалевыя PCBS звычайна маюць толькі адзін ці два пласта.

гнуткі

Хоць большасць друкаваных плат з’яўляюцца плоскімі і жорсткімі, існуе некалькі інавацыйных друкаваных плат, якія могуць гнуцца практычна ў любым кірунку, не ламаючыся. Гнуткія схемы патрабуюць падобнай, але унікальнай формы ізаляцыі. Гнуткія схемы звычайна абараняюцца распыленнем друкаванай платы, акрамя поліэтыленавай плёнкі – папулярны выбар. Гнуткія схемы патрабуюць тонкага, трывалага ізаляцыйнага пакрыцця з друкаванай платы, каб яны маглі свабодна рухацца і змяшчацца ў цесных месцах.

метал

Выбар металу ў якасці ўцяпляльніка можа здацца дзіўным. Металы звычайна праводзяць электраправоднасць, і выпадковае правядзенне можа прывесці да выхаду з ладу друкаванай платы, загарання або расплаўлення. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Метал з’яўляецца выдатным правадніком цяпла і можа вытрымліваць вялізныя токі без разбурэння або гарэння. PCBS, усталяваны ў абсталяванні з электрычным зарадам, якое спажывае вялікую колькасць энергіі, можа спатрэбіцца для эфектыўнага функцыянавання металічных падкладак.

Уплыў прамысловасці

Каб прадухіліць перагрэў, загаранне або загаранне друкаванай платы, яе трэба належным чынам ізаляваць. The type of insulation corresponds to the type of use provided by the PCB.

Электронныя друкаваныя платы агульнага прызначэння падыходзяць для выкарыстання з больш простымі і эканамічна эфектыўнымі падкладкамі FR-2 або FR-4. Радыёчастотныя падкладкі больш падыходзяць для прымянення з удзелам ВЧ радыёчастот вялікай магутнасці.

Гнуткія падкладкі, такія як пластмаса, добра падыходзяць для задавальнення патрабаванняў да ізаляцыі гнуткіх друкаваных плат. Металы, з другога боку, з’яўляюцца выдатнымі праваднікамі цяпла, захоўваючы пры гэтым сілавыя электроны.