Circuito stampato (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.

Introduzione al tipo di PCB

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. L’hardware più complesso come le schede grafiche per computer o le schede madri può avere più livelli, a volte fino a 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. Oltre ad essere utilizzati nell’elettronica di consumo e nei computer, diversi tipi di PCB sono utilizzati in una varietà di altre aree, tra cui:

• Medical equipment. L’elettronica ora è più densa e consuma meno energia rispetto ai prodotti precedenti, quindi è possibile testare nuove ed entusiasmanti tecnologie mediche. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Ciò aiuta ad alleviare alcune delle limitazioni uniche coinvolte nello sviluppo di dispositivi per l’uso in campo medico a causa della necessità di dimensioni ridotte e peso ridotto. I PCB hanno fatto breccia in tutto, dai piccoli dispositivi (come i pacemaker) a quelli di grandi dimensioni (come le apparecchiature a raggi X o gli scanner CAT).

• Industrial machinery. I PCB sono comunemente usati nei macchinari industriali ad alta potenza. Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. I PCB in rame più spessi sono utili in casi come controller di motore, caricabatterie ad alta corrente e tester di carico industriali.

• 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. Questi PCB fungono da radiatori e consentono livelli più elevati di trasferimento di calore rispetto ai PCB standard. 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. A seconda delle specifiche e del design, possono anche essere molto leggeri, il che è necessario per la produzione di parti nel settore dei trasporti. 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.

Esistono molti tipi di schede PCB, ognuna con le proprie specifiche di produzione, tipi di materiali e usi unici: PCB a strato singolo, PCB a doppio strato, PCB multistrato, PCB rigido, PCB flessibile, PCB flessibile rigido, PCB ad alta frequenza, retro in alluminio PCB.

A single layer PCB

Il PCB singolo o a lato singolo è un PCB o un substrato costituito da un singolo substrato. 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.

Introduzione al tipo di PCB

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. I modelli a basso costo e ad alta capacità significano che sono comunemente usati in una varietà di applicazioni, tra cui calcolatrici, fotocamere, radio e apparecchiature stereo, unità a stato solido, stampanti e alimentatori.

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. I fori praticati attraverso la scheda consentono ai circuiti su un lato della scheda di connettersi ai circuiti sull’altro lato.

Introduzione al tipo di PCB

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.

I PCB a montaggio superficiale non possono utilizzare i cavi come connettori. 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. Ciò consente di completare il circuito con meno spazio, liberando spazio per consentire alla scheda di svolgere più funzioni, spesso più velocemente e con un peso inferiore rispetto a quanto consentirebbe la scheda a foro passante.

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.

PCB multistrato

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.

Introduzione al tipo di PCB

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.

PCB rigido

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. I PCB rigidi possono essere semplici PCB a strato singolo o PCB a 8 o 10 strati.

Introduzione al tipo di PCB

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

PCB flessibile

A differenza dei PCB rigidi, che utilizzano materiali antiaderenti come la fibra di vetro, i PCB flessibili sono realizzati con materiali che possono essere piegati e spostati, come la plastica. 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.

Introduzione al tipo di PCB

Tuttavia, i PCB flessibili offrono molti vantaggi rispetto ai PCB rigidi. 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.

I PCB flessibili possono essere utilizzati anche in aree che possono essere interessate da più PCB rigidi. Environmental hazards. A tal fine, sono realizzati solo con materiali che possono essere impermeabili, antiurto, resistenti alla corrosione o all’olio per alte temperature, un’opzione che i tradizionali PCB rigidi potrebbero non avere.

PCB rigido flessibile

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. Ad esempio, le piastre rigide flessibili hanno un numero inferiore di parti rispetto alle tradizionali piastre rigide o flessibili perché le opzioni di cablaggio per entrambe possono essere combinate in un’unica piastra. 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.

Introduzione al tipo di PCB

I PCB rigidi flessibili si trovano più spesso in applicazioni in cui lo spazio o il peso sono di grande importanza, inclusi telefoni cellulari, fotocamere digitali, pacemaker e automobili.

PCB ad alta frequenza

I PCB Hf si riferiscono a elementi di progettazione PCB generali piuttosto che alla costruzione PCB come nei modelli precedenti. Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

Introduzione al tipo di PCB

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.

Il più importante di questi è il Dk del materiale in questione. I materiali con un’alta probabilità di variazione della costante dielettrica spesso producono cambiamenti di impedenza che interrompono le armoniche che compongono il segnale digitale e portano a una perdita complessiva dell’integrità del segnale digitale, un fattore che i PCB hf sono progettati per prevenire.

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. Se i materiali utilizzati per costruire il PCB, come la lamina di rame, hanno tassi di espansione termica diversi, i materiali potrebbero separarsi l’uno dall’altro a causa delle variazioni di temperatura.

• 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. Tuttavia, invece di utilizzare la fibra di vetro, che è comune nella maggior parte dei tipi di schede PCB, i PCB backplane in alluminio utilizzano substrati in alluminio o rame.

Introduzione al tipo di PCB

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.

• protezione ambientale. L’alluminio è atossico e facile da riciclare. Realizzare circuiti stampati in alluminio è anche un buon modo per risparmiare energia perché è facile da assemblare.

• heat dissipation. L’alluminio è uno dei migliori materiali che possono essere utilizzati per dissipare il calore dai componenti chiave di un circuito. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. I PCB in alluminio si raffreddano più velocemente dei PCB in rame della stessa dimensione.

• Durata del materiale. L’alluminio è più resistente di materiali come la fibra di vetro o la ceramica ed è particolarmente indicato per i test di caduta. L’utilizzo di substrati più resistenti aiuta a ridurre i danni durante la produzione, il trasporto e l’installazione.

Tutti questi vantaggi rendono i PCB in alluminio una scelta eccellente per applicazioni che richiedono un’elevata potenza di uscita entro tolleranze molto strette, inclusi semafori, illuminazione automobilistica, alimentatori, controller di motori e circuiti ad alta corrente.

Oltre alle loro principali aree di utilizzo, i PCB con supporto in alluminio possono essere utilizzati anche dove è richiesto un alto grado di stabilità meccanica o dove il PCB può sopportare elevati livelli di stress meccanico. 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.

Nel corso degli anni, i PCB si sono evoluti da semplici PCB a strato singolo come i calcolatori per dispositivi elettronici a sistemi più complessi come i design in Teflon ad alta frequenza. I PCB hanno trovato la loro strada in quasi tutti i settori della terra, dalla semplice elettronica come le soluzioni di illuminazione fino ai settori più complessi come la tecnologia medica o aerospaziale.

Lo sviluppo dei PCB ha portato anche allo sviluppo dei materiali da costruzione per PCB: non più solo PCB in lamina di rame supportata da fibra di vetro. I nuovi materiali da costruzione includono alluminio, teflon e persino plastiche pieghevoli. Le plastiche pieghevoli e l’alluminio in particolare hanno facilitato la creazione di prodotti come PCB rigido-flessibili e con supporto in alluminio per risolvere problemi comuni associati a molti settori.