. trükkplaat (PCB) on füüsiline alus või platvorm, millele saab jootma elektroonilisi komponente. Vase jäljed ühendavad need komponendid üksteisega, võimaldades trükkplaadil (PCB) täita oma funktsioone kavandatud viisil.

Trükkplaat on elektroonikaseadme tuum. See võib olla mis tahes kuju ja suurusega, olenevalt elektroonilise seadme rakendusest. Kõige tavalisem PCB-de substraat/alusmaterjal on FR-4. FR-4-põhiseid PCB-sid leidub tavaliselt paljudes elektroonikaseadmetes ja nende tootmine on tavaline. Võrreldes mitmekihiliste PCB-dega on ühe- ja kahepoolseid PCB-sid lihtsam valmistada.

FR-4 PCB on valmistatud klaaskiust ja epoksüvaigust, mis on kombineeritud lamineeritud vaskkattega. Mõned keerukate mitmekihiliste (kuni 12 kihti) PCB-de peamised näited on arvutigraafikakaardid, emaplaadid, mikroprotsessorplaadid, FPGA-d, CPLD-d, kõvakettad, RF LNA-d, satelliitside antenni toiteallikad, lülitusrežiimi toiteallikad, Android-telefonid, jne. On palju näiteid, kus kasutatakse lihtsaid ühe- ja kahekihilisi PCB-sid, nagu kineskooptelerid, analoogostsilloskoobid, pihuarvutid, arvutihiired ja FM-raadioahelad.

PCB rakendus:

1. Meditsiiniseadmed:

Tänapäeva edusammud meditsiiniteaduses on täielikult tingitud elektroonikatööstuse kiirest kasvust. Enamik meditsiiniseadmeid, nagu pH-meeter, südamelöögiandur, temperatuuri mõõtmine, EKG/EEG-aparaat, MRI-aparaat, röntgenikiirgus, CT-skaneerimine, vererõhuaparaat, veresuhkru taseme mõõtmise seadmed, inkubaator, mikrobioloogilised seadmed ja paljud muud seadmed. eraldi elektroonilise PCB baasil. Need PCB-d on üldiselt tihedad ja väikese vormiteguriga. Tihe tähendab, et väiksemad SMT komponendid asetatakse väiksema suurusega PCB-sse. Need meditsiiniseadmed on tehtud väiksemaks, hõlpsasti kaasaskantavaks, kergeks ja hõlpsasti kasutatavaks.

2. Tööstusseadmed.

PCB-sid kasutatakse laialdaselt ka tootmises, tehastes ja ähvardavates tehastes. Nendel tööstusharudel on suure võimsusega masinad ja seadmed, mida juhivad vooluringid, mis töötavad suure võimsusega ja vajavad suurt voolu. Sel põhjusel lamineeritakse PCB-le paks vasekiht, mis erineb keerukatest elektroonilistest PCB-dest, mis suudavad tõmmata kuni 100 amprit voolu. See on eriti oluline sellistes rakendustes nagu kaarkeevitus, suured servomootori ajamid, pliiakulaadijad, sõjatööstus ja riidepuuvillast valmistatud ebamäärased masinad.

3. valgustus.

Valgustuse osas liigub maailm energiasäästlike lahenduste suunas. Neid halogeenlampe leidub praegu harva, kuid nüüd näeme ümberringi LED-tulesid ja suure intensiivsusega LED-e. Need väikesed LED-id pakuvad suure eredusega valgust ja on paigaldatud alumiiniumist aluspindadel põhinevatele PCB-dele. Alumiiniumil on omadus soojust neelata ja õhus hajutada. Seetõttu kasutatakse neid alumiiniumist PCB-sid suure võimsuse tõttu tavaliselt keskmise ja suure võimsusega LED-ahelate LED-lampide ahelates.

4. Auto- ja kosmosetööstus.

Teine PCB rakendusala on auto- ja kosmosetööstus. Ühine tegur on siin lennukite või autode liikumisest tekkiv kaja. Seetõttu muutub PCB nende tugevate vibratsioonide rahuldamiseks paindlikuks. Seetõttu kasutatakse teatud tüüpi PCB-d nimega Flex PCB. Paindlik PCB talub suurt vibratsiooni ja on kerge, mis võib vähendada kosmoselaeva kogumassi. Neid painduvaid PCB-sid saab reguleerida ka kitsas ruumis, mis on samuti suur eelis. Neid painduvaid PCB-sid kasutatakse pistikute, liidestena ja neid saab kokku panna kompaktsesse ruumi, näiteks paneeli taha, armatuurlaua alla jne. Kasutatakse ka jäikade ja painduvate PCB-de kombinatsiooni.

PCB tüüp:

Trükkplaadid (PCB) jagunevad 8 kategooriasse. Nemad on

Ühepoolne PCB:

Ühepoolse PCB komponendid on paigaldatud ainult ühele küljele ja teist külge kasutatakse vaskjuhtmete jaoks. RF-4 substraadi ühele küljele kantakse õhuke kiht vaskfooliumi ja seejärel isolatsiooni tagamiseks jootemask. Lõpuks kasutatakse siiditrükki, et pakkuda PCB-l olevate komponentide, näiteks C1 ja R1 märgistusteavet. Neid ühekihilisi PCB-sid on väga lihtne projekteerida ja suures mahus toota, turunõudlus on suur ja neid on ka väga odav osta. Väga sageli kasutatakse majapidamistoodetes, nagu mahlapressid/blenderid, laadimisventilaatorid, kalkulaatorid, väikesed akulaadijad, mänguasjad, teleri kaugjuhtimispuldid jne.

Kahekihiline PCB:

Kahepoolne PCB on trükkplaat, mille mõlemale küljele on kantud vasekihid. Puurige augud ja nendesse aukudesse paigaldatakse THT-komponendid koos juhtmetega. Need augud ühendavad ühe küljeosa teise küljeosaga läbi vaskroomikute. Osade juhtmed läbivad auke, üleliigsed juhtmed lõigatakse lõikuriga läbi ja juhtmed keevitatakse aukudesse. Kõik see tehakse käsitsi. Samuti on 2-kihilise PCB SMT-komponendid ja THT-komponendid. SMT komponendid ei vaja auke, vaid trükkplaadile tehakse padjad ning SMT komponendid kinnitatakse trükkplaadile reflow jootmise teel. SMT komponendid võtavad PCB-l väga vähe ruumi, seega saab trükkplaadil kasutada rohkem vaba ruumi, et saavutada rohkem funktsioone. Kahepoolseid PCB-sid kasutatakse toiteallikate, võimendite, alalisvoolumootori draiverite, instrumentide ahelate jms jaoks.

Mitmekihiline PCB:

Mitmekihiline PCB on valmistatud mitmekihilisest 2-kihilisest PCB-st, mis on paigutatud dielektriliste isolatsioonikihtide vahele, et plaat ja komponendid ei saaks ülekuumenemise tõttu kahjustada. Mitmekihilisel PCB-l on erinevad mõõtmed ja erinevad kihid, alates 4-kihilisest PCB-st kuni 12-kihilise PCB-ni. Mida rohkem kihte, seda keerulisem on vooluahel ja seda keerulisem on PCB paigutus.

Mitmekihilistel PCB-del on tavaliselt sõltumatud maandustasandid, toitetasandid, kiire signaalitasandid, signaali terviklikkuse kaalutlused ja soojusjuhtimine. Levinud rakendused on sõjalised nõuded, kosmose- ja kosmoseelektroonika, satelliitside, navigatsioonielektroonika, GPS-jälgimine, radar, digitaalne signaalitöötlus ja pilditöötlus.

Jäik PCB:

Kõik ülalpool käsitletud PCB-tüübid kuuluvad jäikade trükkplaatide kategooriasse. Jäigadel PCB-del on tahked aluspinnad, nagu FR-4, Rogers, fenoolvaik ja epoksüvaik. Need plaadid ei paindu ega väänd, kuid võivad säilitada oma kuju mitu aastat kuni 10 või 20 aastat. Seetõttu on paljudel elektroonikaseadmetel jäikade PCB-de jäikuse, vastupidavuse ja jäikuse tõttu pikk kasutusiga. Arvutite ja sülearvutite PCB-d on jäigad. Paljud kodudes tavaliselt kasutatavad telerid, LCD- ja LED-telerid on valmistatud jäikadest PCB-dest. Kõik ülaltoodud ühepoolsed, kahepoolsed ja mitmekihilised PCB-rakendused on rakendatavad ka jäikade PCB-de jaoks.

Flex PCB:

Paindlik PCB või painduv PCB ei ole jäik, kuid see on paindlik ja seda saab kergesti painutada. Need on elastsed, kõrge kuumakindluse ja suurepäraste elektriliste omadustega. Flex PCB substraadi materjal sõltub jõudlusest ja kuludest. Flex PCB tavalised alusmaterjalid on polüamiidkile (PI), polüesterkile (PET), PEN ja PTFE.

Flex PCB tootmiskulud on midagi enamat kui lihtsalt jäik PCB. Neid saab kokku voltida või nurkade ümber mähkida. Võrreldes vastava jäiga PCB-ga, võtavad need vähem ruumi. Need on kerged, kuid neil on väga madal rebenemistugevus.

Rigid-Flex PCB:

Jäikade ja painduvate PCB-de kombinatsioon on väga oluline paljudes ruumi- ja kaalupiirangutega rakendustes. Näiteks kaameras on vooluahel keeruline, kuid jäiga ja painduva PCB kombinatsioon vähendab osade arvu ja PCB suurust. Kahe PCB juhtmestikku saab ühendada ka ühele PCB-le. Levinud rakendused on digitaalkaamerad, mobiiltelefonid, autod, sülearvutid ja liikuvate osadega seadmed

Kiire PCB:

Kiired või kõrgsageduslikud PCB-d on PCB-d, mida kasutatakse rakendustes, mis hõlmavad signaalisidet sagedustega, mis on kõrgemad kui 1 GHz. Sel juhul tulevad mängu signaali terviklikkuse probleemid. Kõrgsagedusliku PCB substraadi materjal tuleks hoolikalt valida, et see vastaks projekteerimisnõuetele.

Tavaliselt kasutatavad materjalid on polüfenüleen (PPO) ja polütetrafluoroetüleen. Sellel on stabiilne dielektriline konstant ja väike dielektriline kadu. Neil on madal veeimavus, kuid kõrge hind.

Paljudel teistel dielektrilistel materjalidel on muutuvad dielektrilised konstandid, mille tulemuseks on impedantsi muutused, mis võivad moonutada harmoonilisi ja digitaalsete signaalide kadu ja signaali terviklikkust.

Alumiiniumist PCB:

Alumiiniumist PCB-de substraadimaterjalidel on tõhusa soojuse hajumise omadused. Madala soojustakistuse tõttu on alumiiniumipõhine PCB-jahutus efektiivsem kui sellele vastav vasepõhine PCB. See kiirgab soojust õhus ja PCB plaadi termilises ühenduspiirkonnas.

Paljud LED-lampide ahelad, suure heledusega LED-id on valmistatud alumiiniumist alusplaadist.

Alumiinium on rikkalik metall ja selle kaevandamishind on madal, seega on ka PCB maksumus väga madal. Alumiinium on taaskasutatav ja mittetoksiline, seega on see keskkonnasõbralik. Alumiinium on tugev ja vastupidav, nii et see vähendab kahjustusi tootmise, transportimise ja kokkupaneku ajal

Kõik need funktsioonid muudavad alumiiniumipõhised PCB-d kasulikuks suure voolutugevusega rakendustes, nagu mootorikontrollerid, raskeveokite akulaadijad ja suure eredusega LED-tuled.

Kokkuvõtteks:

Viimastel aastatel on PCB-d arenenud lihtsatest ühekihilistest versioonidest keerukamateks süsteemideks, nagu kõrgsageduslikud teflonplaadid.

PCB hõlmab nüüd peaaegu kõiki kaasaegse tehnoloogia ja areneva teaduse valdkondi. Mikrobioloogia, mikroelektroonika, nanotehnoloogia, kosmosetööstus, sõjavägi, avioonika, robootika, tehisintellekt ja muud valdkonnad põhinevad kõik trükkplaadi (PCB) ehitusplokkidel.