– piirilevy (PCB) on fyysinen perusta tai alusta, jolle elektronisia komponentteja voidaan juottaa. Kuparijäljet ​​yhdistävät nämä komponentit toisiinsa, jolloin piirilevy (PCB) voi suorittaa tehtävänsä suunnitellulla tavalla.

Painettu piirilevy on elektronisen laitteen ydin. Se voi olla minkä muotoinen ja kokoinen tahansa elektronisen laitteen sovelluksesta riippuen. Yleisin PCB:n substraatti/substraattimateriaali on FR-4. FR-4-pohjaisia ​​piirilevyjä löytyy yleisesti monista elektroniikkalaitteista, ja niiden valmistus on yleistä. Verrattuna monikerroksisiin piirilevyihin, yksi- ja kaksipuolisia piirilevyjä on helpompi valmistaa.

FR-4 PCB is made of glass fiber and epoxy resin combined with laminated copper cladding. Some of the main examples of complex multi-layer (up to 12 layers) PCBs are computer graphics cards, motherboards, microprocessor boards, FPGAs, CPLDs, hard drives, RF LNAs, satellite communications antenna feeds, switch mode power supplies, Android phones, etc. There are many examples where simple single-layer and double-layer PCBs are used, such as CRT TVs, analog oscilloscopes, handheld calculators, computer mice, and FM radio circuits.

PCB:n käyttö:

1. Lääketieteelliset laitteet:

Lääketieteen nykypäivän edistyminen johtuu kokonaan elektroniikkateollisuuden nopeasta kasvusta. Useimmat lääketieteelliset laitteet, kuten pH-mittari, sykeanturi, lämpötilan mittaus, EKG/EEG-laite, MRI-laite, röntgen, CT-skannaus, verenpainelaite, verensokeritason mittauslaitteet, inkubaattori, mikrobiologiset laitteet ja monet muut laitteet. erillinen elektroninen piirilevy. Nämä PCB:t ovat yleensä tiheitä ja niillä on pieni muotokerroin. Tiheä tarkoittaa, että pienemmät SMT-komponentit sijoitetaan pienempään piirilevyyn. Nämä lääketieteelliset laitteet on tehty pienempiä, helppoja kuljettaa, kevyitä ja helppokäyttöisiä.

2. Industrial equipment.

PCBs are also widely used in manufacturing, factories, and looming factories. These industries have high-power machinery and equipment that are driven by circuits that operate at high power and require high currents. For this reason, a thick copper layer is laminated on the PCB, which is different from complex electronic PCBs, which can draw currents as high as 100 amperes. This is particularly important in applications such as arc welding, large servo motor drives, lead-acid battery chargers, military industry, and clothing cotton vague machines.

3. valaistus.

Valaistuksen osalta maailma on menossa energiaa säästävien ratkaisujen suuntaan. Näitä halogeenilamppuja löytyy nykyään harvoin, mutta nyt näemme ympärillämme LED-valoja ja voimakkaita LED-valoja. Nämä pienet LEDit tarjoavat korkean kirkkauden valoa ja ne on asennettu alumiinisubstraatteihin perustuville piirilevyille. Alumiinilla on ominaisuus absorboida lämpöä ja haihduttaa sitä ilmassa. Siksi suuren tehon vuoksi näitä alumiinisia piirilevyjä käytetään yleensä LED-lamppupiireissä keski- ja suuritehoisille LED-piireille.

4. Auto- ja ilmailuteollisuus.

Toinen PCB:n käyttökohde on auto- ja ilmailuteollisuus. Yhteinen tekijä tässä on lentokoneiden tai autojen liikkeiden synnyttämä jälkikaiunta. Siksi piirilevystä tulee joustava näiden voimakkaiden tärinöiden tyydyttämiseksi. Siksi käytetään eräänlaista PCB:tä nimeltä Flex PCB. Joustava piirilevy kestää suurta tärinää ja on kevyt, mikä voi vähentää avaruusaluksen kokonaispainoa. Näitä joustavia piirilevyjä voidaan säätää myös ahtaaseen tilaan, mikä on myös suuri etu. Näitä joustavia piirilevyjä käytetään liittiminä, liitäntöinä, ja ne voidaan koota kompaktiin tilaan, kuten paneelin taakse, kojelaudan alle jne. Käytetään myös jäykän ja joustavan piirilevyn yhdistelmää.

PCB-tyyppi:

Painetut piirilevyt (PCB) on jaettu 8 luokkaan. He ovat

Yksipuolinen piirilevy:

Yksipuolisen piirilevyn komponentit on asennettu vain yhdelle puolelle, ja toista puolta käytetään kuparijohtoihin. Ohut kerros kuparifoliota levitetään RF-4-substraatin toiselle puolelle, ja sitten juotosmaski levitetään eristyksen aikaansaamiseksi. Lopuksi silkkipainatusta käytetään antamaan merkintätietoja piirilevyllä oleville komponenteille, kuten C1 ja R1. Nämä yksikerroksiset piirilevyt ovat erittäin helppoja suunnitella ja valmistaa suuressa mittakaavassa, markkinoiden kysyntä on suuri ja ne ovat myös erittäin halpoja ostaa. Hyvin yleisesti käytetty kotitaloustuotteissa, kuten mehupuristimet/sekoittimet, lataustuulettimet, laskimet, pienet akkulaturit, lelut, television kaukosäätimet jne.

Double-layer PCB:

Double-sided PCB is a PCB with copper layers applied on both sides of the board. Drill holes, and THT components with leads are installed in these holes. These holes connect one side part to the other side part through copper tracks. The component leads pass through the holes, the excess leads are cut by the cutter, and the leads are welded to the holes. All this is done manually. There are also SMT components and THT components of a 2-layer PCB. SMT components do not need holes, but pads are made on the PCB, and the SMT components are fixed on the PCB by reflow soldering. SMT components occupy very little space on the PCB, so more free space can be used on the circuit board to achieve more functions. Double-sided PCBs are used for power supplies, amplifiers, DC motor drivers, instrument circuits, etc.

Monikerroksinen piirilevy:

Multi-layer PCB is made of multi-layer 2-layer PCB, sandwiched between dielectric insulating layers to ensure that the board and components are not damaged by overheating. Multi-layer PCB has various dimensions and different layers, from 4-layer PCB to 12-layer PCB. The more layers, the more complicated the circuit and the more complicated the PCB layout design.

Monikerroksisissa piirilevyissä on yleensä itsenäiset maatasot, tehotasot, nopeat signaalitasot, signaalin eheysnäkökohdat ja lämmönhallinta. Yleisiä sovelluksia ovat sotilaalliset vaatimukset, ilmailu- ja ilmailuelektroniikka, satelliittiviestintä, navigointielektroniikka, GPS-seuranta, tutka, digitaalinen signaalinkäsittely ja kuvankäsittely.

Jäykkä PCB:

All the PCB types discussed above belong to the rigid PCB category. Rigid PCBs have solid substrates such as FR-4, Rogers, phenolic resin and epoxy resin. These plates will not bend and twist, but can maintain their shape for many years for up to 10 or 20 years. This is why many electronic devices have a long lifespan because of the rigidity, robustness and rigidity of rigid PCBs. The PCBs of computers and laptops are rigid. Many TVs, LCD and LED TVs commonly used in homes are made of rigid PCBs. All of the above single-sided, double-sided and multilayer PCB applications are also applicable to rigid PCBs.

Flex PCB:

Flexible PCB or flexible PCB is not rigid, but it is flexible and can be bent easily. They are elastic, have high heat resistance and excellent electrical properties. The substrate material of Flex PCB depends on performance and cost. Common substrate materials for Flex PCB are polyamide (PI) film, polyester (PET) film, PEN and PTFE.

The manufacturing cost of Flex PCB is more than just rigid PCB. They can be folded or wrapped around corners. Compared with the corresponding rigid PCB, they take up less space. They are lightweight but have very low tear strength.

Rigid-Flex PCB:

Jäykkien ja joustavien piirilevyjen yhdistelmä on erittäin tärkeä monissa tila- ja painorajoitteisissa sovelluksissa. Esimerkiksi kamerassa piiri on monimutkainen, mutta jäykän ja joustavan piirilevyn yhdistelmä vähentää osien määrää ja pienentää piirilevyn kokoa. Kahden piirilevyn johdotukset voidaan myös yhdistää yhdelle piirilevylle. Yleisiä sovelluksia ovat digitaalikamerat, matkapuhelimet, autot, kannettavat tietokoneet ja laitteet, joissa on liikkuvia osia

Nopea PCB:

Suurnopeuksiset tai suurtaajuiset piirilevyt ovat piirilevyjä, joita käytetään sovelluksissa, joissa on yli 1 GHz:n taajuuksien signaaliviestintä. Tässä tapauksessa signaalin eheysongelmat tulevat esiin. Korkeataajuisen PCB-substraatin materiaali tulee valita huolellisesti, jotta se täyttää suunnitteluvaatimukset.

Commonly used materials are polyphenylene (PPO) and polytetrafluoroethylene. It has a stable dielectric constant and small dielectric loss. They have low water absorption but high cost.

Monilla muilla dielektrisillä materiaaleilla on vaihtelevat dielektriset vakiot, mikä johtaa impedanssin muutoksiin, mikä voi vääristää harmonisia ja digitaalisten signaalien menetyksiä ja signaalin eheyden menetystä.

Alumiini PCB:

Alumiinipohjaisilla PCB-substraattimateriaaleilla on tehokkaan lämmönpoiston ominaisuudet. Alhaisen lämpövastuksen ansiosta alumiinipohjainen piirilevyjäähdytys on tehokkaampi kuin vastaava kuparipohjainen piirilevy. Se säteilee lämpöä ilmassa ja piirilevyn lämpöliitosalueella.

Monet LED-lamppupiirit, korkean kirkkauden LEDit on valmistettu alumiinista taustalevystä.

Alumiini on rikas metalli ja sen kaivoshinta on alhainen, joten myös PCB:n hinta on erittäin alhainen. Alumiini on kierrätettävää ja myrkytöntä, joten se on ympäristöystävällistä. Alumiini on vahvaa ja kestävää, joten se vähentää vaurioita valmistuksen, kuljetuksen ja kokoonpanon aikana

Kaikki nämä ominaisuudet tekevät alumiinipohjaisista piirilevyistä hyödyllisiä korkeavirtasovelluksissa, kuten moottoriohjaimissa, raskaissa akkulatureissa ja kirkkaissa LED-valoissa.

tiivistettynä:

Viime vuosina piirilevyt ovat kehittyneet yksinkertaisista yksikerroksisista versioista monimutkaisempiin järjestelmiin, kuten korkeataajuisiin teflon-piirilevyihin.

PCB kattaa nyt lähes kaikki modernin teknologian ja kehittyvän tieteen alat. Mikrobiologia, mikroelektroniikka, nanoteknologia, ilmailuteollisuus, armeija, avioniikka, robotiikka, tekoäly ja muut alat perustuvat kaikki erilaisiin painettujen piirilevyjen (PCB) rakennuspalikoihin.