Plošný spoj (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 are usually made of fiberglass, composite epoxy resin, or other composite materials.

Představení typu DPS

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Složitější hardware, jako jsou počítačové grafické karty nebo základní desky, může mít více vrstev, někdy až 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. Kromě použití ve spotřební elektronice a počítačích se různé typy PCBS používají v řadě dalších oblastí, včetně:

• Medical equipment. Elektronika je nyní hustší a spotřebovává méně energie než předchozí produkty, takže lze testovat nové a vzrušující lékařské technologie. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. To pomáhá zmírnit některá jedinečná omezení při vývoji zařízení pro použití v lékařské oblasti kvůli potřebě malých rozměrů a nízké hmotnosti. PCBS proniklo do všeho od malých zařízení (jako jsou kardiostimulátory) po velká (jako rentgenové zařízení nebo skenery CAT).

• Industrial machinery. PCBS se běžně používají ve vysoce výkonných průmyslových strojích. Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. Tlustší měděné PCBS jsou výhodné v případech, včetně regulátorů motoru, vysokonapěťových nabíječek baterií a průmyslových zátěžových testerů.

• lighting. Because LED-based lighting solutions are popular because of their low power consumption and high efficiency, so are the aluminum backplane PCBS used to make them. Tyto PCBS slouží jako radiátory a umožňují vyšší úrovně přenosu tepla než standardní PCBS. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Automotive and aerospace industries. The automotive and aerospace industries use flexible PCBS designed to withstand the high vibration environments common in both fields. V závislosti na specifikaci a designu mohou být také velmi lehké, což je nezbytné pro výrobu dílů v dopravním průmyslu. 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.

Existuje mnoho typů desek plošných spojů, z nichž každá má své vlastní jedinečné výrobní specifikace, typy materiálů a použití: jednovrstvé desky plošných spojů, dvouvrstvé desky plošných spojů, vícevrstvé desky plošných spojů, tuhé desky plošných spojů, flexibilní desky plošných spojů, tuhé flexibilní desky plošných spojů, vysokofrekvenční desky plošných spojů, hliníková zadní strana PCB.

A single layer PCB

Single – or single-sided PCB is a PCB or substrate made from a single substrate. One side of the substrate is coated with a thin metal layer. Copper is the most common coating because of its good electrical conductivity. 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.

Představení typu DPS

Single-layer/single-side PCBS are easy to design and manufacture because they weld the various circuits and components on only one side. This ubiquity means they can be purchased at low cost, especially for high-volume orders. Nízké náklady a velkokapacitní modely znamenají, že se běžně používají v různých aplikacích, včetně kalkulaček, fotoaparátů, rádií a stereo zařízení, disků SSD, tiskáren a napájecích zdrojů.

Double-layer printed circuit board

The substrate material for a double – or double-sided printed circuit board has a thin layer of conductive metal, such as copper, applied to both sides of the board. Otvory vyvrtané v desce umožňují připojení obvodů na jedné straně desky k obvodům na druhé straně.

Představení typu DPS

Components of a circuit and a double-layer PCB board are usually connected in one of two ways: using a through-hole or using a surface mount. 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.

Povrchová montáž PCBS nemůže používat vodiče jako konektory. Instead, many of the small leads are welded directly to the board, meaning that the board itself is used as a wiring surface for the different components. To umožňuje, aby byl obvod dokončen s menším prostorem, čímž se uvolní místo, aby deska mohla provádět více funkcí, často rychleji a vážit méně, než by deska s průchozími otvory umožňovala.

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.

Vícevrstvá deska plošných spojů

Multi-layer PCB consists of a series of three or more layers of double-layer PCBS. These plates are then held together with special glue and clamped between the insulation pieces to ensure that excess heat does not melt any of the components. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. The largest multilayer PCB ever built is 50 layers thick.

Představení typu DPS

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.

Pevné 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.

Rigid PCB composition is perhaps the largest number of PCBS manufactured. These PCBS can be used anywhere the PCB itself needs to be set to a shape and remain so for the rest of the life of the device. Tuhé PCBS mohou být jednoduché jednovrstvé PCBS nebo 8vrstvé nebo 10vrstvé PCBS.

Představení typu DPS

All rigid PCBS have single, double, or multilayer structures, so they share the same application.

Flexibilní deska plošných spojů

Na rozdíl od tuhých PCBS, které používají nepřilnavé materiály, jako je skleněná vlákna, jsou flexibilní PCBS vyrobeny z materiálů, které lze ohýbat a pohybovat, například z plastu. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Because they need to be printed on flexible materials, they tend to be more expensive to manufacture.

Představení typu DPS

Flexibilní PCBS přesto nabízí mnoho výhod oproti rigidním PCBS. The most striking of these advantages is their flexibility. This means they can be folded around the edges and wound around the corners. Their flexibility saves on cost and weight by using a single flexible PCB to cover areas that might need multiple rigid PCBS.

Flexibilní PCBS lze také použít v oblastech, které mohou být ovlivněny více tuhými PCBS. Environmental hazards. To this end, they are manufactured only from materials that may be waterproof, shockproof, corrosion-resistant or high-temperature oil-an option that traditional rigid PCBS may not have.

Flexibilní tuhý PCB

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. The flexible rigid board is composed of multiple flexible PCB layers attached to multiple rigid PCB layers.

Flexible rigid PCBS have many advantages over using rigid or flexible PCBS only in certain applications. Například pevné pružné desky mají menší počet dílů než tradiční pevné nebo pružné desky, protože možnosti zapojení pro oba lze kombinovat do jedné desky. 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.

Představení typu DPS

Flexibilní tuhé PCBS se nejčastěji nacházejí v aplikacích, kde je největší problém prostor nebo hmotnost, včetně mobilních telefonů, digitálních fotoaparátů, kardiostimulátorů a automobilů.

High-frequency PCB

Hf PCBS refer to general PCB design elements rather than PCB construction as in previous models. Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

Představení typu DPS

Hf PCB materials typically include FR4 grade glass fiber reinforced epoxy laminate, polyphenylene ether (PPO) resin and teflon. Teflon is one of the most expensive options because of its small and stable dielectric constant, small dielectric loss and overall low water absorption.

Many aspects of the PCB board and its corresponding type of PCB connector need to be considered when selecting high frequency, including dielectric constant (DK), dissipation, loss, and dielectric thickness.

The most important of these is the Dk of the material in question. Materiály s vysokou pravděpodobností změny dielektrické konstanty často vytvářejí změny impedance, které narušují harmonické, které tvoří digitální signál, a vedou k celkové ztrátě integrity digitálního signálu – což je faktor, kterému mají hf PCBS zabránit.

Other considerations when choosing the type of circuit board and PC connector to use when designing hf PCBS include:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Small dielectric loss may result in a small amount of signal waste.

• Thermal expansion. If the materials used to build the PCB, such as copper foil, have different thermal expansion rates, the materials may separate from each other due to temperature changes.

• Water absorption. High water intake can affect the dielectric constant and dielectric loss of a PCB, especially when used in wet environments.

• Other resistors. Materials used to construct HF PCBS shall be rated as required for heat resistance, impact resistance and hazardous chemicals.

Aluminum backing PCB

The design of an aluminum backed PCB is roughly the same as that of a copper backed PCB. Místo použití sklolaminátu, který je běžný u většiny typů desek plošných spojů, však hliníkové desky PCBS používají hliníkové nebo měděné substráty.

Představení typu DPS

The aluminum backing is lined with insulation and is designed to have low thermal resistance, meaning less heat is transferred from the insulation to the backing. Once insulation is applied, layers of copper circuit from 1 ounce to 10 inches thick are applied.

Aluminum backed PCBS have a number of advantages over fiberglass backed PCBS, including:

• Low cost. Aluminum is one of the most abundant metals on Earth, accounting for 8.23% of the earth’s weight. Mining aluminum is easy and cheap, which helps reduce costs in the manufacturing process. As a result, it is cheaper to make products out of aluminum.

• environmental protection. Aluminum is non-toxic and easy to recycle. Výroba desek plošných spojů z hliníku je také dobrým způsobem, jak ušetřit energii, protože se snadno montuje.

• heat dissipation. Hliník je jedním z nejlepších materiálů, které lze použít k odvádění tepla z klíčových součástí obvodové desky. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Hliníkové PCBS chladí rychleji než měděné PCBS stejné velikosti.

• Odolnost materiálu. Hliník je odolnější než materiály jako sklolaminát nebo keramika a je zvláště vhodný pro zkoušky pádem. Použití silnějších podkladů pomáhá omezit poškození během výroby, přepravy a instalace.

Všechny tyto výhody dělají z hliníkových PCBS vynikající volbu pro aplikace vyžadující vysoký výstupní výkon ve velmi těsných tolerancích, včetně dopravních světlometů, automobilového osvětlení, napájecích zdrojů, ovladačů motorů a silnoproudých obvodů.

Kromě svých hlavních oblastí použití lze PCBS s hliníkovým podkladem použít také tam, kde je vyžadován vysoký stupeň mechanické stability nebo kde PCB odolává vysokým úrovním mechanického namáhání. They are less susceptible to thermal expansion than fiberglass panels, which means that other materials on the board, such as copper foil and insulation, are less likely to peel off, further extending the life of the product.

V průběhu let se PCBS vyvinul z jednoduchých jednovrstvých PCBS, jako jsou kalkulačky pro elektronická zařízení, na složitější systémy, jako jsou vysokofrekvenční teflonové konstrukce. PCBS si našly cestu téměř do všech průmyslových odvětví na Zemi, od jednoduché elektroniky, jako jsou řešení osvětlení, až po složitější odvětví, jako je lékařská nebo letecká technologie.

Rozvoj PCBS také vedl k vývoji stavebních materiálů PCB: už ne jen PCBS z měděné fólie podložené sklolaminátem. Mezi nové stavební materiály patří hliník, teflon a dokonce i ohýbatelné plasty. Zejména ohýbatelné plasty a hliník usnadnily vytváření produktů, jako jsou tuhé pružné a hliníkem podložené PCBS, k řešení běžných problémů spojených s mnoha průmyslovými odvětvími.