Společnost plošných spojů (PCB) je fyzický základ nebo platforma, na které lze pájet elektronické součástky. Stopy mědi spojují tyto komponenty navzájem, což umožňuje desce s plošnými spoji (PCB) plnit své funkce navrženým způsobem.

Deska s plošnými spoji je jádrem elektronického zařízení. Může mít jakýkoli tvar a velikost v závislosti na použití elektronického zařízení. Nejběžnějším substrátem/materiálem substrátu pro PCB je FR-4. PCB na bázi FR-4 se běžně vyskytují v mnoha elektronických zařízeních a jejich výroba je běžná. Ve srovnání s vícevrstvými DPS je výroba jednostranných a oboustranných DPS jednodušší.

FR-4 PCB je vyrobena ze skelných vláken a epoxidové pryskyřice v kombinaci s laminovaným měděným pláštěm. Některé z hlavních příkladů komplexních vícevrstvých (až 12 vrstev) PCB jsou počítačové grafické karty, základní desky, mikroprocesorové desky, FPGA, CPLD, pevné disky, RF LNA, satelitní komunikační antény, spínané napájecí zdroje, telefony Android, atd. Existuje mnoho příkladů, kdy se používají jednoduché jednovrstvé a dvouvrstvé desky plošných spojů, jako jsou televizory CRT, analogové osciloskopy, ruční kalkulačky, počítačové myši a rádiové obvody FM.

Aplikace PCB:

1. Lékařské vybavení:

Dnešní pokrok v lékařské vědě je zcela způsoben rychlým růstem elektronického průmyslu. Většina lékařského vybavení, jako je pH metr, snímač srdečního tepu, měření teploty, EKG/EEG přístroj, MRI přístroj, rentgen, CT vyšetření, přístroj na měření krevního tlaku, přístroj na měření hladiny cukru v krvi, inkubátor, mikrobiologické vybavení a mnoho dalšího na samostatné elektronické desce plošných spojů. Tyto PCB jsou obecně husté a mají malý tvarový faktor. Husté znamená, že menší SMT součástky jsou umístěny v menší velikosti PCB. Tyto lékařské přístroje jsou menší, snadno se přenášejí, mají nízkou hmotnost a snadno se obsluhují.

2. Průmyslová zařízení.

PCB jsou také široce používány ve výrobě, továrnách a rýsujících se továrnách. Tato průmyslová odvětví mají stroje a zařízení s vysokým výkonem, které jsou poháněny obvody, které pracují s vysokým výkonem a vyžadují vysoké proudy. Z tohoto důvodu je na desce plošných spojů nalaminována silná měděná vrstva, která se liší od složitých elektronických desek plošných spojů, které mohou odebírat proudy až 100 ampér. To je zvláště důležité v aplikacích, jako je obloukové svařování, velké servomotorové pohony, nabíječky olověných baterií, vojenský průmysl a stroje na výrobu oděvů a bavlny.

3. osvětlení.

V oblasti osvětlení se svět ubírá směrem k energeticky úsporným řešením. Tyto halogenové žárovky se nyní vyskytují zřídka, ale nyní vidíme LED světla a vysoce intenzivní LED diody. Tyto malé LED diody poskytují vysoce jasné světlo a jsou osazeny na deskách plošných spojů na bázi hliníkových substrátů. Hliník má tu vlastnost, že pohlcuje teplo a odvádí ho do vzduchu. Proto se kvůli vysokému výkonu tyto hliníkové PCB obvykle používají v obvodech LED žárovek pro obvody LED středního a vysokého výkonu.

4. Automobilový a letecký průmysl.

Další aplikací PCB je automobilový a letecký průmysl. Společným faktorem je zde dozvuk generovaný pohybem letadel nebo automobilů. Proto, aby bylo možné uspokojit tyto vibrace s vysokou silou, deska plošných spojů se stává flexibilní. Proto se používá druh PCB nazývaný Flex PCB. Flexibilní PCB vydrží vysoké vibrace a má nízkou hmotnost, což může snížit celkovou hmotnost kosmické lodi. Tyto flexibilní DPS lze upravit i v úzkém prostoru, což je také velká výhoda. Tyto flexibilní desky plošných spojů se používají jako konektory, rozhraní a lze je sestavit v kompaktním prostoru, například za panelem, pod palubní deskou atd. Používá se také kombinace pevné a flexibilní desky plošných spojů.

Typ PCB:

Desky plošných spojů (PCB) jsou rozděleny do 8 kategorií. Oni jsou

Jednostranná deska plošných spojů:

Komponenty jednostranné DPS jsou osazeny pouze na jedné straně a druhá strana je použita pro měděné vodiče. Tenká vrstva měděné fólie je nanesena na jednu stranu substrátu RF-4 a poté je aplikována pájecí maska ​​pro zajištění izolace. Nakonec se sítotisk používá k poskytování informací o značení součástek, jako jsou C1 a R1 na desce plošných spojů. Tyto jednovrstvé desky plošných spojů lze velmi snadno navrhnout a vyrobit ve velkém měřítku, poptávka na trhu je velká a také jsou velmi levné na nákup. Velmi běžně se používá ve výrobcích pro domácnost, jako jsou odšťavňovače/mixéry, nabíjecí ventilátory, kalkulačky, malé nabíječky baterií, hračky, dálkové ovladače TV atd.

Dvouvrstvá PCB:

Oboustranná DPS je DPS s měděnými vrstvami nanesenými na obou stranách desky. Vyvrtejte otvory a do těchto otvorů se instalují komponenty THT s přívody. Tyto otvory spojují jednu boční část s druhou boční částí pomocí měděných drah. Vývody součástek procházejí otvory, přebytečné vývody jsou řezačkou odříznuty a vývody jsou k otvorům přivařeny. To vše se provádí ručně. Existují také SMT součástky a THT součástky 2vrstvé DPS. SMT součástky nepotřebují otvory, ale podložky jsou vyrobeny na DPS a SMT komponenty jsou upevněny na DPS pájením přetavením. Komponenty SMT zabírají na desce plošných spojů velmi málo místa, takže na desce plošných spojů lze použít více volného místa pro dosažení více funkcí. Oboustranné desky plošných spojů se používají pro napájecí zdroje, zesilovače, budiče stejnosměrných motorů, obvody přístrojů atd.

Vícevrstvá deska plošných spojů:

Vícevrstvá deska plošných spojů je vyrobena z vícevrstvé dvouvrstvé desky plošných spojů, vložená mezi dielektrické izolační vrstvy, aby se zajistilo, že deska a komponenty nebudou poškozeny přehřátím. Vícevrstvá DPS má různé rozměry a různé vrstvy, od 2vrstvé DPS po 4vrstvou DPS. Čím více vrstev, tím složitější obvod a složitější návrh rozložení DPS.

Vícevrstvé desky plošných spojů mají obvykle nezávislé zemnící plochy, napájecí roviny, vysokorychlostní signálové roviny, aspekty integrity signálu a tepelné řízení. Běžnými aplikacemi jsou vojenské požadavky, letecká a kosmická elektronika, satelitní komunikace, navigační elektronika, sledování GPS, radar, digitální zpracování signálu a zpracování obrazu.

Pevná deska plošných spojů:

Všechny výše uvedené typy desek plošných spojů patří do kategorie pevných desek plošných spojů. Pevné desky plošných spojů mají pevné substráty, jako je FR-4, Rogers, fenolová pryskyřice a epoxidová pryskyřice. Tyto desky se nebudou ohýbat a kroutit, ale mohou si udržet svůj tvar po mnoho let po dobu až 10 nebo 20 let. To je důvod, proč má mnoho elektronických zařízení dlouhou životnost kvůli tuhosti, robustnosti a tuhosti pevných desek plošných spojů. Desky plošných spojů počítačů a notebooků jsou pevné. Mnoho televizorů, LCD a LED televizorů běžně používaných v domácnostech je vyrobeno z pevných desek plošných spojů. Všechny výše uvedené jednostranné, oboustranné a vícevrstvé aplikace PCB jsou také použitelné pro pevné desky plošných spojů.

Flex PCB:

Ohebná deska plošných spojů nebo ohebná deska plošných spojů není tuhá, ale je flexibilní a lze ji snadno ohnout. Jsou elastické, mají vysokou tepelnou odolnost a vynikající elektrické vlastnosti. Materiál substrátu Flex PCB závisí na výkonu a ceně. Běžnými podkladovými materiály pro Flex PCB jsou polyamidová (PI) fólie, polyesterová (PET) fólie, PEN a PTFE.

Výrobní náklady Flex PCB jsou více než jen pevné PCB. Mohou být složeny nebo zabaleny kolem rohů. Ve srovnání s odpovídající pevnou DPS zabírají méně místa. Jsou lehké, ale mají velmi nízkou pevnost v roztržení.

Rigid-Flex PCB:

Kombinace pevných a flexibilních desek plošných spojů je velmi důležitá v mnoha prostorově a hmotnostně omezených aplikacích. Například u kamery je obvod komplikovaný, ale kombinace tuhé a flexibilní desky plošných spojů sníží počet dílů a zmenší velikost desky plošných spojů. Zapojení dvou desek plošných spojů lze také kombinovat na jedné desce plošných spojů. Běžnými aplikacemi jsou digitální fotoaparáty, mobilní telefony, automobily, notebooky a zařízení s pohyblivými částmi

Vysokorychlostní PCB:

Vysokorychlostní nebo vysokofrekvenční desky plošných spojů jsou desky plošných spojů používané pro aplikace zahrnující signálovou komunikaci s frekvencemi vyššími než 1 GHz. V tomto případě vstupují do hry problémy s integritou signálu. Materiál vysokofrekvenčního substrátu PCB by měl být pečlivě vybrán tak, aby vyhovoval konstrukčním požadavkům.

Běžně používané materiály jsou polyfenylen (PPO) a polytetrafluorethylen. Má stabilní dielektrickou konstantu a malé dielektrické ztráty. Mají nízkou absorpci vody, ale vysoké náklady.

Mnoho dalších dielektrických materiálů má proměnlivé dielektrické konstanty, což má za následek změny impedance, které mohou narušit harmonické a ztrátu digitálních signálů a ztrátu integrity signálu.

Hliníková deska plošných spojů:

Substrátové materiály PCB na bázi hliníku mají vlastnosti účinného odvodu tepla. Díky nízkému tepelnému odporu je chlazení PCB na bázi hliníku účinnější než odpovídající PCB na bázi mědi. Vyzařuje teplo ve vzduchu a v oblasti tepelného spojení desky plošných spojů.

Mnoho obvodů LED lamp, vysoce svítivých LED diod je vyrobeno z hliníkového podkladu PCB.

Hliník je bohatý kov a jeho těžební cena je nízká, takže náklady na PCB jsou také velmi nízké. Hliník je recyklovatelný a netoxický, takže je šetrný k životnímu prostředí. Hliník je pevný a odolný, takže snižuje poškození během výroby, přepravy a montáže

Díky všem těmto vlastnostem jsou desky plošných spojů na bázi hliníku užitečné pro aplikace s vysokým proudem, jako jsou ovladače motorů, nabíječky baterií a vysoce svítivá LED světla.

na závěr:

V posledních letech se PCB vyvinuly od jednoduchých jednovrstvých verzí ke složitějším systémům, jako jsou vysokofrekvenční teflonové PCB.

PCB nyní pokrývá téměř všechny oblasti moderní technologie a rozvíjející se vědy. Mikrobiologie, mikroelektronika, nanotechnologie, letecký průmysl, vojenství, avionika, robotika, umělá inteligence a další obory jsou všechny založeny na různých formách stavebních bloků desek s plošnými spoji (PCB).