L’ placa de circuit imprès (PCB) és una base física o una plataforma sobre la qual es poden soldar components electrònics. Les traces de coure connecten aquests components entre si, permetent que la placa de circuit imprès (PCB) realitzi les seves funcions de la manera dissenyada.

La placa de circuit imprès és el nucli del dispositiu electrònic. Pot ser de qualsevol forma i mida, segons l’aplicació del dispositiu electrònic. El material de substrat/substrat més comú per a PCB és FR-4. Els PCB basats en FR-4 es troben habitualment en molts dispositius electrònics i la seva fabricació és habitual. En comparació amb els PCB multicapa, els PCB d’una sola cara i de doble cara són més fàcils de fabricar.

La PCB FR-4 està feta de fibra de vidre i resina epoxi combinada amb un revestiment de coure laminat. Alguns dels exemples principals de PCB complexes de múltiples capes (fins a 12 capes) són targetes gràfiques d’ordinador, plaques base, plaques de microprocessador, FPGA, CPLD, discs durs, LNA de RF, fonts d’antena de comunicacions per satèl·lit, fonts d’alimentació en mode de commutació, telèfons Android, etc. Hi ha molts exemples on s’utilitzen PCB simples d’una sola capa i de doble capa, com ara televisors CRT, oscil·loscopis analògics, calculadores de mà, ratolins d’ordinador i circuits de ràdio FM.

Aplicació de PCB:

1. Equip mèdic:

L’avenç actual de la ciència mèdica es deu completament al ràpid creixement de la indústria electrònica. La majoria d’equips mèdics, com ara mesurador de pH, sensor de batecs cardíacs, mesura de temperatura, màquina ECG/EEG, màquina de ressonància magnètica, raigs X, TC, màquina de pressió arterial, equips de mesura del nivell de sucre en sang, incubadora, equips microbiològics i molts altres equips. basat en un PCB electrònic independent. Aquests PCB són generalment densos i tenen un factor de forma petit. Dens significa que els components SMT més petits es col·loquen en un PCB de mida més petita. Aquests dispositius mèdics es fan més petits, fàcils de transportar, lleugers i fàcils d’utilitzar.

2. Equips industrials.

Els PCB també s’utilitzen àmpliament a la fabricació, fàbriques i fàbriques emergents. Aquestes indústries disposen de maquinària i equips d’alta potència que són impulsats per circuits que funcionen a gran potència i requereixen corrents elevats. Per aquest motiu, una capa gruixuda de coure està laminada al PCB, que és diferent dels PCB electrònics complexos, que poden extreure corrents de fins a 100 amperes. Això és especialment important en aplicacions com ara la soldadura d’arc, els grans servomotors, els carregadors de bateries de plom-àcid, la indústria militar i les màquines vagues de roba de cotó.

3. il·luminació.

Pel que fa a la il·luminació, el món avança en la direcció de solucions d’estalvi energètic. Aquestes bombetes halògenes rarament es troben ara, però ara veiem llums LED i LED d’alta intensitat. Aquests petits LED proporcionen una llum d’alta brillantor i es munten en PCB basats en substrats d’alumini. L’alumini té la propietat d’absorbir la calor i dissipar-la a l’aire. Per tant, a causa de l’alta potència, aquests PCB d’alumini s’utilitzen normalment en circuits de làmpades LED per a circuits LED de potència mitjana i alta.

4. Indústries de l’automoció i aeroespacial.

Una altra aplicació de PCB és la indústria de l’automoció i l’aeroespacial. El factor comú aquí és la reverberació generada pel moviment d’avions o cotxes. Per tant, per satisfer aquestes vibracions d’alta força, el PCB es torna flexible. Per tant, s’utilitza un tipus de PCB anomenat Flex PCB. El PCB flexible pot suportar vibracions elevades i té un pes lleuger, cosa que pot reduir el pes total de la nau espacial. Aquests PCB flexibles també es poden ajustar en un espai estret, la qual cosa també és un gran avantatge. Aquests PCB flexibles s’utilitzen com a connectors, interfícies i es poden muntar en un espai compacte, com ara darrere del panell, sota el tauler, etc. També s’utilitza una combinació de PCB rígid i flexible.

Tipus de PCB:

Les plaques de circuits impresos (PCB) es divideixen en 8 categories. Ells són

PCB d’una sola cara:

Els components d’un PCB d’una sola cara només es munten en un costat i l’altre costat s’utilitza per a cables de coure. S’aplica una fina capa de làmina de coure a un costat del substrat RF-4 i després s’aplica una màscara de soldadura per proporcionar aïllament. Finalment, la serigrafia s’utilitza per proporcionar informació de marcatge per a components com C1 i R1 a la PCB. Aquests PCB d’una sola capa són molt fàcils de dissenyar i fabricar a gran escala, la demanda del mercat és gran i també són molt barats de comprar. S’utilitza molt habitualment en productes per a la llar, com ara espremedores/liquadores, ventiladors de càrrega, calculadores, carregadors de bateries petits, joguines, comandaments a distància de TV, etc.

PCB de doble capa:

El PCB de doble cara és un PCB amb capes de coure aplicades als dos costats del tauler. Perforar forats i components THT amb cables s’instal·len en aquests forats. Aquests forats connecten una part lateral amb l’altra part lateral mitjançant pistes de coure. Els cables dels components passen pels forats, els cables en excés són tallats pel tallador i els cables es solden als forats. Tot això es fa manualment. També hi ha components SMT i components THT d’un PCB de 2 capes. Els components SMT no necessiten forats, però els coixinets es fan a la PCB i els components SMT es fixen a la PCB mitjançant soldadura per reflux. Els components SMT ocupen molt poc espai a la PCB, de manera que es pot utilitzar més espai lliure a la placa de circuit per aconseguir més funcions. Els PCB de doble cara s’utilitzen per a fonts d’alimentació, amplificadors, controladors de motor de corrent continu, circuits d’instruments, etc.

PCB multicapa:

El PCB multicapa està fet de PCB multicapa de 2 capes, intercalat entre capes d’aïllament dielèctric per garantir que el tauler i els components no es danyin per sobreescalfament. El PCB multicapa té diverses dimensions i diferents capes, des de PCB de 4 capes fins a PCB de 12 capes. Com més capes, més complicat és el circuit i més complicat és el disseny del disseny de la PCB.

Els PCB multicapa solen tenir plans de terra independents, plans de potència, plans de senyal d’alta velocitat, consideracions sobre la integritat del senyal i gestió tèrmica. Les aplicacions habituals són els requisits militars, l’electrònica aeroespacial i aeroespacial, les comunicacions per satèl·lit, l’electrònica de navegació, el seguiment GPS, el radar, el processament de senyals digitals i el processament d’imatges.

PCB rígid:

Tots els tipus de PCB comentats anteriorment pertanyen a la categoria de PCB rígid. Els PCB rígids tenen substrats sòlids com FR-4, Rogers, resina fenòlica i resina epoxi. Aquestes plaques no es doblegaran ni es torçaran, però poden mantenir la seva forma durant molts anys fins a 10 o 20 anys. És per això que molts dispositius electrònics tenen una llarga vida útil a causa de la rigidesa, robustesa i rigidesa dels PCB rígids. Els PCB dels ordinadors i portàtils són rígids. Molts televisors, televisors LCD i LED que s’utilitzen habitualment a les llars estan fets de PCB rígids. Totes les aplicacions de PCB d’una sola cara, doble cara i multicapa anteriors també són aplicables a PCB rígids.

PCB flexible:

El PCB flexible o el PCB flexible no és rígid, però és flexible i es pot doblegar fàcilment. Són elàstics, tenen una alta resistència a la calor i excel·lents propietats elèctriques. El material del substrat de Flex PCB depèn del rendiment i el cost. Els materials de substrat habituals per a Flex PCB són pel·lícules de poliamida (PI), pel·lícules de polièster (PET), PEN i PTFE.

El cost de fabricació de Flex PCB és més que només PCB rígid. Es poden plegar o embolicar a les cantonades. En comparació amb el PCB rígid corresponent, ocupen menys espai. Són lleugers però tenen una resistència al trencament molt baixa.

PCB rígid-flex:

La combinació de PCB rígids i flexibles és molt important en moltes aplicacions amb espai i pes restringits. Per exemple, en una càmera, el circuit és complicat, però la combinació de PCB rígid i flexible reduirà el nombre de peces i reduirà la mida de la PCB. El cablejat de dos PCB també es pot combinar en un sol PCB. Les aplicacions habituals són càmeres digitals, telèfons mòbils, cotxes, ordinadors portàtils i aquells dispositius amb peces mòbils

PCB d’alta velocitat:

Els PCB d’alta velocitat o d’alta freqüència són PCB que s’utilitzen per a aplicacions que impliquen comunicació de senyal amb freqüències superiors a 1 GHz. En aquest cas, entren en joc els problemes d’integritat del senyal. El material del substrat de PCB d’alta freqüència s’ha de seleccionar acuradament per complir els requisits de disseny.

Els materials més utilitzats són el polifenilè (PPO) i el politetrafluoroetilè. Té una constant dielèctrica estable i una petita pèrdua dielèctrica. Tenen una baixa absorció d’aigua però un alt cost.

Molts altres materials dielèctrics tenen constants dielèctriques variables, donant lloc a canvis d’impedància, que poden distorsionar els harmònics i la pèrdua de senyals digitals i la pèrdua de la integritat del senyal.

PCB d’alumini:

Els materials de substrat de PCB basats en alumini tenen les característiques d’una dissipació efectiva de la calor. A causa de la baixa resistència tèrmica, la refrigeració de PCB basada en alumini és més eficaç que la seva corresponent PCB basada en coure. Irradia calor a l’aire i a la zona d’unió tèrmica de la placa PCB.

Molts circuits de làmpades LED, LED d’alta brillantor estan fets de PCB de suport d’alumini.

L’alumini és un metall ric i el seu preu de mineria és baix, de manera que el cost del PCB també és molt baix. L’alumini és reciclable i no tòxic, per la qual cosa és respectuós amb el medi ambient. L’alumini és fort i durador, de manera que redueix els danys durant la fabricació, el transport i el muntatge

Totes aquestes característiques fan que els PCB basats en alumini siguin útils per a aplicacions d’alta intensitat, com ara controladors de motor, carregadors de bateries resistents i llums LED d’alta brillantor.

en conclusió:

En els últims anys, els PCB han evolucionat des de versions simples d’una sola capa fins a sistemes més complexos, com ara els PCB de tefló d’alta freqüència.

PCB ara cobreix gairebé tots els camps de la tecnologia moderna i la ciència en evolució. La microbiologia, la microelectrònica, la nanotecnologia, la indústria aeroespacial, l’exèrcit, l’aviònica, la robòtica, la intel·ligència artificial i altres camps es basen en diverses formes de blocs de construcció de plaques de circuit imprès (PCB).