Štampana ploča (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. PCBS su obično izrađeni od stakloplastike, kompozitne epoksidne smole ili drugih kompozitnih materijala.

Uvod u vrstu PCB -a

Većina PCBS -a za jednostavne elektroničke uređaje je jednostavna i sastoji se od samo jednog sloja. Složeniji hardver, poput računalnih grafičkih kartica ili matičnih ploča, može imati više slojeva, ponekad čak 12.

Although PCBS are usually associated with computers, they can be found in many other electronic devices, such as televisions, radios, digital cameras and cell phones. Osim što se koriste u potrošačkoj elektronici i računarima, različite vrste PCBS -a koriste se u raznim drugim područjima, uključujući:

• Medicinska oprema. Elektronika je sada gušća i troši manje energije od prethodnih proizvoda, pa se mogu testirati nove i uzbudljive medicinske tehnologije. Većina medicinskih uređaja koristi PCBS velike gustoće za stvaranje najmanjih i najgušćih dizajna. To pomaže u ublažavanju nekih jedinstvenih ograničenja uključenih u razvoj uređaja za upotrebu u medicini zbog potrebe za malim dimenzijama i malom težinom. PCBS je ušao u sve, od malih uređaja (poput pejsmejkera) do velikih (poput rendgenske opreme ili CAT skenera).

• Industrijske mašine. PCBS se obično koristi u industrijskim mašinama velike snage. Debeli bakarni PCBS može se koristiti tamo gdje trenutni bakarni PCBS od jedne unce ne zadovoljava zahtjeve. Deblji bakarni PCBS korisni su u slučajevima uključujući kontrolere motora, visokostrujne punjače baterija i testere industrijskog opterećenja.

• osvetljenje. Budući da su rješenja za rasvjetu zasnovana na LED-ima popularna zbog niske potrošnje energije i velike efikasnosti, zato se PCBS od aluminijske stražnje ploče koristi za njihovu izradu. Ovi PCBS -i služe kao radijatori i omogućuju viši nivo prijenosa topline od standardnih PCBS -a. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Automobilska i vazduhoplovna industrija. Automobilska i vazduhoplovna industrija koriste fleksibilni PCBS dizajniran da izdrži okruženja sa visokim vibracijama uobičajena u oba polja. Ovisno o specifikacijama i dizajnu, mogu biti i vrlo lagani, što je potrebno za proizvodnju dijelova u transportnoj industriji. They can also fit into tight Spaces that may exist in these applications, such as inside the dashboard or behind the instruments on the dashboard.

Postoji mnogo vrsta PCB ploča, svaka sa svojim jedinstvenim proizvodnim specifikacijama, vrstama materijala i upotrebom: jednoslojna PCB, dvoslojna PCB, višeslojna PCB, kruta PCB, fleksibilna PCB, kruta fleksibilna PCB, visokofrekventna PCB, aluminijska stražnja strana PCB.

Jednoslojna PCB

Jednostrano ili jednostrano PCB je PCB ili podloga izrađena od jedne podloge. Jedna strana podloge premazana je tankim metalnim slojem. Bakar je najčešći premaz zbog dobre električne provodljivosti. Once a copper-based coating is applied, a protective welding mask is usually used, followed by the use of all elements on the last screen printing plate.

Uvod u vrstu PCB -a

Jednoslojni/jednostrani PCBS laki su za dizajn i proizvodnju jer zavaruju različita kola i komponente samo na jednoj strani. Ova sveprisutnost znači da se mogu kupiti po niskim cijenama, posebno za velike količine narudžbi. Jeftini modeli velikog kapaciteta znače da se obično koriste u raznim aplikacijama, uključujući kalkulatore, kamere, radio i stereo opremu, SSD uređaje, štampače i napajanja.

Double-layer printed circuit board

Materijal podloge za dvostranu ili dvostranu tiskanu ploču ima tanki sloj provodljivog metala, poput bakra, nanesenog na obje strane ploče. Rupe izbušene kroz ploču omogućuju spajanje krugova s ​​jedne strane ploče na strujna kola s druge strane.

Uvod u vrstu PCB -a

Komponente sklopa i dvoslojna PCB ploča obično su povezane na jedan od dva načina: pomoću prolaznog otvora ili pomoću površinskog nosača. A through-hole connection means that small wires called leads are fed through the hole, with each end of the leads welded to the right-hand component.

PCBS za površinsko montiranje ne može koristiti žice kao konektore. Umjesto toga, mnogi mali vodiči zavareni su izravno na ploču, što znači da se sama ploča koristi kao površina ožičenja za različite komponente. To omogućuje da se krug upotpuni s manje prostora, oslobađajući prostor kako bi ploča mogla obavljati više funkcija, često brže i manje težine nego što bi ploča s prolazom dozvolila.

Double side PCBS are commonly used in applications that require intermediate levels of circuit complexity, such as industrial controls, power supplies, instrumentation, HVAC systems, LED lighting, car dashboards, amplifiers, and vending machines.

Višeslojni PCB

Višeslojna PCB ploča sastoji se od niza tri ili više slojeva dvoslojnih PCBS-a. Ove ploče se zatim drže zajedno s posebnim ljepilom i pričvršćuju između izolacijskih dijelova kako bi se osiguralo da se višak topline ne otopi niti jedna komponenta. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. Najveća višeslojna PCB ploča ikada napravljena ima debljinu od 50 slojeva.

Uvod u vrstu PCB -a

For multilayer printed circuit boards, designers can produce very thick, complex designs suitable for a variety of complex electrical tasks. Beneficial applications for multilayer PCBS include file servers, data storage, GPS technology, satellite systems, weather analysis and medical devices.

Kruta PCB

Rigid printed circuit boards are printed circuit boards made of a strong substrate material that prevents the board from twisting. Probably the most common example of a rigid PCB is a computer motherboard. The motherboard is a multi-layer PCB designed to distribute power from the power supply while allowing all parts of the computer to communicate with each other, such as the CPU, GPU and RAM.

Sastav krutih PCB -a je možda najveći broj proizvedenih PCBS -a. Ovi PCBS -ovi mogu se koristiti bilo gdje sama PCB -ova mora biti postavljena u oblik i ostati takva do kraja života uređaja. Kruti PCBS može biti jednostavan jednoslojni PCBS ili 8-slojni ili 10-slojni PCBS.

Uvod u vrstu PCB -a

Svi kruti PCBS -i imaju jednostruke, dvostruke ili višeslojne strukture, pa dijele istu aplikaciju.

Fleksibilna PCB

Za razliku od krutih PCBS-a, koji koriste neprianjajuće materijale, poput staklenih vlakana, fleksibilni PCBS su izrađeni od materijala koji se mogu savijati i pomicati, poput plastike. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Budući da ih je potrebno ispisati na fleksibilnim materijalima, proizvodnja je skuplja.

Uvod u vrstu PCB -a

Ipak, fleksibilni PCBS nudi mnoge prednosti u odnosu na kruti PCBS. The most striking of these advantages is their flexibility. To znači da se mogu preklopiti oko rubova i namotati oko uglova. Njihova fleksibilnost štedi na cijeni i težini korištenjem jednog fleksibilnog PCB -a za pokrivanje područja koja bi mogla zahtijevati više krutih PCBS -a.

Fleksibilni PCBS se također može koristiti u područjima na koja može utjecati višestruki kruti PCBS. Opasnosti po okoliš. U tu svrhu, oni se proizvode samo od materijala koji mogu biti vodootporni, otporni na udarce, otporan na koroziju ili na visokim temperaturama-opcija koju tradicionalni kruti PCBS možda nema.

Fleksibilna kruta PCB

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. Fleksibilna kruta ploča sastoji se od više fleksibilnih slojeva PCB -a pričvršćenih na više krutih slojeva PCB -a.

Fleksibilni kruti PCBS imaju mnoge prednosti u odnosu na upotrebu krutog ili fleksibilnog PCBS -a samo u određenim aplikacijama. Na primjer, kruto fleksibilne ploče imaju manji broj dijelova od tradicionalnih krutih ili fleksibilnih ploča jer se mogućnosti ožičenja za obje mogu kombinirati u jednu ploču. Combining rigid and flexible boards into a single rigid-flexible board also allows for a more streamlined design that reduces overall board size and package weight.

Uvod u vrstu PCB -a

Fleksibilni, čvrsti PCBS najčešće se nalaze u aplikacijama gdje prostor ili težina predstavljaju najveću brigu, uključujući mobilne telefone, digitalne fotoaparate, pejsmejkere i automobile.

PCB visoke frekvencije

Hf PCBS se odnosi na opće elemente dizajna PCB -a, a ne na PCB konstrukciju kao u prethodnim modelima. Hf PCBS su štampane ploče dizajnirane za prijenos signala većih od 1 gigaherca.

Uvod u vrstu PCB -a

Hf PCB materijali obično uključuju epoksidni laminat ojačan staklenim vlaknima razreda FR4, smolu od polifenilen etra (PPO) i teflon. Teflon je jedna od najskupljih opcija zbog male i stabilne dielektrične konstante, malih dielektričnih gubitaka i općenito niske apsorpcije vode.

Prilikom odabira visoke frekvencije potrebno je uzeti u obzir mnoge aspekte PCB ploče i odgovarajućeg tipa PCB konektora, uključujući dielektričnu konstantu (DK), rasipanje, gubitak i debljinu dielektrika.

Najvažniji od njih je Dk dotičnog materijala. Materijali s velikom vjerojatnošću promjene dielektrične konstante često proizvode promjene impedancije koje remete harmonike koji čine digitalni signal i dovode do ukupnog gubitka integriteta digitalnog signala – faktor koji je hf PCBS dizajniran spriječiti.

Ostala razmatranja pri odabiru vrste pločice i priključka za računalo koje ćete koristiti pri projektiranju hf PCBS -a uključuju:

• Dielektrični gubitak (DF), koji utiče na kvalitet prenosa signala. Mali gubitak dielektrika može dovesti do male količine otpadnog signala.

• Thermal expansion. Ako materijali koji se koriste za izradu PCB -a, poput bakrene folije, imaju različite stope toplinskog širenja, materijali se mogu odvojiti jedan od drugog zbog promjena temperature.

• Apsorpcija vode. Veliki unos vode može utjecati na dielektričnu konstantu i dielektrični gubitak PCB -a, posebno kada se koristi u mokrim okruženjima.

• Ostali otpornici. Materijali koji se koriste za izradu VF PCBS -a moraju biti ocijenjeni kao potrebni za otpornost na toplinu, otpornost na udarce i opasne kemikalije.

PCB sa aluminijumskom podlogom

Dizajn PCB -a s aluminijskom podlogom približno je isti kao i PCB -a s bakrenom podlogom. Međutim, umjesto upotrebe stakloplastike, što je uobičajeno u većini tipova PCB ploča, PCBS aluminijske stražnje ploče koriste aluminijske ili bakrene podloge.

Uvod u vrstu PCB -a

Aluminijska podloga obložena je izolacijom i dizajnirana je tako da ima nisku toplinsku otpornost, što znači da se manje topline prenosi iz izolacije na podlogu. Nakon što se nanese izolacija, nanose se slojevi bakrenog kruga debljine 1 unce do 10 inča.

PCBS sa aluminijumskom podlogom ima niz prednosti u odnosu na PCBS sa staklenim vlaknima, uključujući:

• Jeftino. Aluminij je jedan od najrasprostranjenijih metala na Zemlji, koji čini 8.23% Zemljine težine. Vađenje aluminijuma je jednostavno i jeftino, što pomaže u smanjenju troškova u proizvodnom procesu. Zbog toga je jeftinije proizvoditi proizvode od aluminija.

• zaštite okoliša. Aluminij nije otrovan i lako se reciklira. Izrada tiskanih ploča od aluminija također je dobar način za uštedu energije jer se lako sastavlja.

• odvođenje toplote. Aluminij je jedan od najboljih materijala koji se može koristiti za odvođenje topline iz ključnih dijelova ploče. Ne emituje toplotu u ostatak ploče, već u vazduh. Aluminijski PCBS hladi se brže od bakarnih PCBS -a iste veličine.

• Trajnost materijala. Aluminij je izdržljiviji od materijala poput stakloplastike ili keramike i posebno je dobar za ispitivanja padova. Korištenje jačih podloga pomaže u smanjenju oštećenja tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje.

Sve ove prednosti čine aluminijski PCBS odličnim izborom za aplikacije koje zahtijevaju visoku izlaznu snagu u vrlo malim tolerancijama, uključujući svjetla za svjetla, automobilsko osvjetljenje, napajanje, kontrolere motora i strujna kola.

Osim glavnih područja primjene, PCBS sa aluminijskom podlogom mogu se koristiti i tamo gdje je potreban visok stupanj mehaničke stabilnosti ili gdje PCB može izdržati visoke razine mehaničkih naprezanja. Manje su osjetljivi na toplinsko širenje od ploča od stakloplastike, što znači da je manje vjerojatno da će se ostali materijali na ploči, poput bakrene folije i izolacije, oljuštiti, čime se produžuje vijek trajanja proizvoda.

Tokom godina, PCBS je evoluirao od jednostavnih jednoslojnih PCBS-a, poput kalkulatora za elektroničke uređaje, do složenijih sistema, poput visokofrekventnog teflonskog dizajna. PCBS su pronašli svoj put u gotovo sve industrije na svijetu, od jednostavne elektronike poput rješenja za rasvjetu pa sve do složenijih industrija poput medicinske ili zrakoplovne tehnologije.

Razvoj PCBS -a također je doveo do razvoja PCB građevinskog materijala: više nije samo PCBS od bakrene folije podržane stakloplastikom. Novi građevinski materijali uključuju aluminij, teflon, pa čak i savitljivu plastiku. Savitljiva plastika i aluminij posebno su olakšali stvaranje proizvoda kao što su kruto fleksibilni PCBS-i sa aluminijskom podlogom za rješavanje uobičajenih problema povezanih s mnogim industrijama.