The štampana ploča (PCB) je fizička osnova ili platforma na koju se mogu lemiti elektroničke komponente. Bakarni tragovi povezuju ove komponente jedne s drugima, omogućavajući štampanoj ploči (PCB) da obavlja svoje funkcije na način koji je dizajniran.

Štampana ploča je jezgro elektronskog uređaja. Može biti bilo kojeg oblika i veličine, ovisno o primjeni elektroničkog uređaja. Najčešći materijal supstrata/podloge za PCB je FR-4. PCB bazirani na FR-4 se obično nalaze u mnogim elektroničkim uređajima, a njihova proizvodnja je uobičajena. U poređenju sa višeslojnim štampanim pločama, jednostrane i dvostrane štampane ploče su lakše za proizvodnju.

FR-4 PCB je napravljen od staklenih vlakana i epoksidne smole u kombinaciji sa laminiranom bakrenom oblogom. Neki od glavnih primjera složenih višeslojnih (do 12 slojeva) PCB-a su kompjuterske grafičke kartice, matične ploče, mikroprocesorske ploče, FPGA, CPLD-ovi, tvrdi diskovi, RF LNA, antenski izvori za satelitske komunikacije, napajanja s prekidačem, Android telefoni, itd. Postoji mnogo primjera gdje se koriste jednostavne jednoslojne i dvoslojne PCB-e, kao što su CRT televizori, analogni osciloskopi, ručni kalkulatori, kompjuterski miševi i FM radio kola.

Primjena PCB-a:

1. Medicinska oprema:

Današnji napredak medicinske nauke u potpunosti je rezultat brzog rasta elektronske industrije. Većina medicinske opreme, kao što su pH metar, senzor otkucaja srca, merenje temperature, EKG/EEG aparat, MRI aparat, rendgenski snimak, CT skeniranje, aparat za krvni pritisak, oprema za merenje nivoa šećera u krvi, inkubator, mikrobiološka oprema i mnoga druga oprema. zasebna elektronska PCB bazirana. Ovi PCB-ovi su uglavnom gusti i imaju mali faktor oblika. Gusto znači da su manje SMT komponente smještene u PCB manje veličine. Ovi medicinski uređaji su manji, laki za nošenje, lagani i laki za rukovanje.

2. Industrijska oprema.

PCB-i se takođe široko koriste u proizvodnji, fabrikama i fabrikama koje se naziru. Ove industrije imaju mašine i opremu velike snage koje pokreću kola koja rade velikom snagom i zahtevaju velike struje. Iz tog razloga, debeo sloj bakra je laminiran na PCB, što se razlikuje od složenih elektronskih PCB-a, koji mogu povući struje do 100 ampera. Ovo je posebno važno u aplikacijama kao što su elektrolučno zavarivanje, veliki servo motori, punjači olovnih baterija, vojna industrija i mašine za proizvodnju pamuka za odjeću.

3. osvjetljenje.

Što se tiče rasvjete, svijet se kreće u pravcu rješenja za uštedu energije. Ove halogene sijalice sada se retko mogu naći, ali sada vidimo LED svetla i LED svetla visokog intenziteta. Ove male LED diode pružaju svjetlo velike svjetline i montirane su na PCB-e na bazi aluminijskih podloga. Aluminijum ima svojstvo da apsorbuje toplotu i raspršuje je u vazduhu. Stoga se, zbog velike snage, ovi aluminijski PCB-i obično koriste u krugovima LED lampi za LED kola srednje i velike snage.

4. Automobilska i vazduhoplovna industrija.

Druga primjena PCB-a je automobilska i svemirska industrija. Zajednički faktor ovdje je odjek generiran kretanjem aviona ili automobila. Stoga, da bi zadovoljio ove vibracije velike sile, PCB postaje fleksibilan. Stoga se koristi vrsta PCB-a koja se zove Flex PCB. Fleksibilni PCB može izdržati visoke vibracije i lagan je, što može smanjiti ukupnu težinu svemirske letjelice. Ovi fleksibilni PCB-i se također mogu podesiti u uskom prostoru, što je također velika prednost. Ovi fleksibilni PCB-i se koriste kao konektori, interfejsi i mogu se sastaviti u kompaktnom prostoru, kao što je iza panela, ispod komandne table, itd. Takođe se koristi kombinacija krutih i fleksibilnih PCB-a.

Tip PCB-a:

Štampane ploče (PCB) su podijeljene u 8 kategorija. Oni su

Jednostrani PCB:

Komponente jednostrane PCB-a su montirane samo na jednoj strani, a druga strana se koristi za bakarne žice. Na jednu stranu RF-4 podloge nanosi se tanak sloj bakarne folije, a zatim se nanosi maska ​​za lemljenje kako bi se osigurala izolacija. Konačno, sito štampa se koristi za pružanje informacija o označavanju komponenti kao što su C1 i R1 na PCB-u. Ove jednoslojne PCB-e je vrlo lako dizajnirati i proizvesti u velikim razmjerima, potražnja na tržištu je velika, a također su vrlo jeftine za kupovinu. Vrlo često se koristi u proizvodima za kućanstvo, kao što su sokovnici/blenderi, ventilatori za punjenje, kalkulatori, mali punjači baterija, igračke, daljinski upravljači za TV itd.

Dvoslojni PCB:

Dvostrani PCB je PCB sa slojevima bakra nanesenim na obje strane ploče. Izbušite rupe i u ove rupe se ugrađuju THT komponente sa provodnicima. Ove rupe povezuju jedan bočni dio s drugim bočnim dijelom preko bakrenih šina. Vodovi komponenti prolaze kroz rupe, višak provodnika se reže rezačem, a provodnici se zavaruju na rupe. Sve se to radi ručno. Tu su i SMT komponente i THT komponente dvoslojnog PCB-a. SMT komponentama nisu potrebne rupe, već se jastučići prave na PCB-u, a SMT komponente se fiksiraju na PCB lemljenjem reflow. SMT komponente zauzimaju vrlo malo prostora na PCB-u, tako da se više slobodnog prostora može koristiti na ploči za postizanje više funkcija. Dvostrane PCB se koriste za izvore napajanja, pojačala, drajvere DC motora, kola instrumenata itd.

Višeslojni PCB:

Višeslojni PCB je napravljen od višeslojnog dvoslojnog PCB-a, u sendviču između slojeva dielektrične izolacije kako bi se osiguralo da se ploča i komponente ne oštete pregrijavanjem. Višeslojni PCB ima različite dimenzije i različite slojeve, od 2-slojnog PCB-a do 4-slojnog PCB-a. Što je više slojeva, to je sklop složeniji i dizajn PCB-a je složeniji.

Višeslojni PCB obično imaju nezavisne uzemljene ravni, ravni napajanja, signalne ravni velike brzine, razmatranje integriteta signala i termalno upravljanje. Uobičajene primjene su vojni zahtjevi, svemirska i svemirska elektronika, satelitske komunikacije, navigacijska elektronika, GPS praćenje, radar, digitalna obrada signala i obrada slika.

Čvrsti PCB:

Svi tipovi PCB-a o kojima smo gore govorili pripadaju kategoriji krutih PCB-a. Čvrsti PCB-ovi imaju čvrste podloge kao što su FR-4, Rogers, fenolna smola i epoksidna smola. Ove ploče se neće savijati i uvijati, ali mogu zadržati svoj oblik dugi niz godina do 10 ili 20 godina. Zbog toga mnogi elektronski uređaji imaju dug životni vijek zbog krutosti, robusnosti i krutosti krutih PCB-a. PCB-ovi računara i laptopa su kruti. Mnogi televizori, LCD i LED televizori koji se obično koriste u kućama napravljeni su od čvrstih PCB-a. Sve gore navedene jednostrane, dvostrane i višeslojne PCB aplikacije su također primjenjive na krute PCB-e.

Flex PCB:

Fleksibilni PCB ili fleksibilni PCB nije krut, ali je fleksibilan i može se lako saviti. Elastični su, imaju visoku otpornost na toplinu i odlična električna svojstva. Materijal podloge Flex PCB-a zavisi od performansi i cene. Uobičajeni materijali podloge za Flex PCB su poliamid (PI) film, poliester (PET) film, PEN i PTFE.

Troškovi proizvodnje Flex PCB-a su više od pukog krutog PCB-a. Mogu se presavijati ili omotati oko uglova. U poređenju sa odgovarajućim krutim PCB-om, zauzimaju manje prostora. Lagane su, ali imaju vrlo nisku čvrstoću na kidanje.

Tvrdi-flex PCB:

Kombinacija krutih i fleksibilnih PCB-a je vrlo važna u mnogim aplikacijama sa ograničenim prostorom i težinom. Na primjer, u kameri je sklop kompliciran, ali kombinacija krute i fleksibilne PCB-a će smanjiti broj dijelova i smanjiti veličinu PCB-a. Ožičenje dva PCB-a se takođe može kombinovati na jednom PCB-u. Uobičajene aplikacije su digitalni fotoaparati, mobilni telefoni, automobili, laptopi i oni uređaji sa pokretnim dijelovima

PCB velike brzine:

Brzi ili visokofrekventni PCB-i su PCB-i koji se koriste za aplikacije koje uključuju signalnu komunikaciju s frekvencijama većim od 1 GHz. U ovom slučaju dolazi do problema sa integritetom signala. Materijal visokofrekventne PCB podloge treba pažljivo odabrati kako bi zadovoljio zahtjeve dizajna.

Najčešće korišteni materijali su polifenilen (PPO) i politetrafluoroetilen. Ima stabilnu dielektričnu konstantu i male dielektrične gubitke. Imaju nisku apsorpciju vode, ali visoku cijenu.

Mnogi drugi dielektrični materijali imaju promjenjive dielektrične konstante, što rezultira promjenama impedanse, što može izobličiti harmonike i gubitak digitalnih signala i gubitak integriteta signala

Aluminijski PCB:

Materijali PCB podloge na bazi aluminijuma imaju karakteristike efikasnog odvođenja toplote. Zbog niske termičke otpornosti, hlađenje PCB-a na bazi aluminija je efikasnije od odgovarajuće PCB-a na bazi bakra. Zrači toplinu u zraku iu području termičkog spoja PCB ploče.

Mnogi krugovi LED lampi, LED diode visoke svjetline napravljene su od PCB-a sa aluminijumskom podlogom.

Aluminijum je bogat metal i njegova cijena rudarstva je niska, tako da je cijena PCB-a također vrlo niska. Aluminij se može reciklirati i nije toksičan, tako da je ekološki prihvatljiv. Aluminijum je jak i izdržljiv, tako da smanjuje oštećenja tokom proizvodnje, transporta i montaže

Sve ove karakteristike čine PCB bazirane na aluminijumu korisnim za aplikacije velike struje kao što su kontroleri motora, punjači baterija za teške uslove rada i LED svetla velike jačine.

u zakljucku:

Posljednjih godina, PCB-i su evoluirali od jednostavnih jednoslojnih verzija do složenijih sistema, poput visokofrekventnih teflonskih PCB-a.

PCB sada pokriva skoro svako polje moderne tehnologije i nauke u razvoju. Mikrobiologija, mikroelektronika, nanotehnologija, vazduhoplovna industrija, vojska, avionika, robotika, veštačka inteligencija i druge oblasti su bazirane na različitim oblicima građevnih blokova štampanih ploča (PCB).