A PCB or המעגל המודפס מייצר חום כאשר זרם חשמלי זורם דרכו. ללא בידוד מתאים, חום זה עלול לגרום לבעיות רציניות עבור PCBS.

מדוע PCBS זקוק לבידוד?

לפני שתוכל להבין בידוד PCB, עליך להבין: מהו PCB?

PCBS, or printed circuit boards, are small green squares with copper sheets (but also in other colors). It can be found in almost any electronic device! מעגלים מודפסים מאפשרים למכשירים אלקטרוניים לתפקד כראוי, מה שהופך אותם לחלק חיוני אך בלתי נראה מחיי היומיום. בלעדיהם מחשבים, טלפונים, טלוויזיות ואלקטרוניקה לא היו עובדים או קיימים.

חשמל הוא חזק מאוד עבור PCB. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. עם זאת, רכיבים חשמליים עלולים להוות סכנה אם הם אינם סגורים בבית לא מוליך או מתחממים מדי. יש לבודד את ה- PCB כדי למנוע קורוזיה מנחושת ולצמצם מגע מקרי עם חומרים מוליכים. Proper insulation can help prevent the PCB from overheating or exploding.

There are several ways to isolate a PCB. There are several common insulation materials, but the exact type of insulation usually depends on the application of the PCB design.

מקור התמונה: Pixabay

חומר בידוד PCB

חומרי בידוד PCB נפוצים נוצרים בדרך כלל כמצעים לא מוליכים הניתנים להתמזג בכמה שכבות כדי לאפשר לזרם לזרום בצורה נכונה דרך כל המעגל. PCBS פשוט יותר יכול להיות חד צדדי או חד שכבתי. Complex PCBS, such as those used for high-speed digital communications, may contain more than two dozen layers.

PCB insulation calculator can help you determine creepage distance and electrical clearance, which will be the determining factor in the exact type and quantity of insulation material. מרחק זחילה הוא המרחק הקצר ביותר בין חלקים מוליכים, ופינוי הוא האלמנט המופרד באוויר ולא במצע. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

יצרני PCB יכולים לבחור להשתמש במגוון חומרים שונים לבידוד, החל מפלסטיק זול כמו FR-2 ועד מתכות מחוספסות כגון אלומיניום. The insulating material of a PCB usually determines its use. לדוגמה, ה- PCB בצעצוע אלקטרוני זול לא יזדקק לאותו סוג בידוד כמו ה- PCB בלוויין.

כדי להבין טוב יותר חומרי בידוד וחומרי בידוד PCB, בואו לחקור את חמשת הצורות הנפוצות ביותר של בידוד PCB.

FR-2

Fr-2 היא אפשרות לרבד מעכב בעירה בדרגה נמוכה. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. מעגלים חד-צדדיים משתמשים בדרך כלל בחומר זה. ה- FR-2 הוא ללא הלוגן והידרופובי וניתן ללחיצה או טחינה בקלות. FR-2 היא אחת האפשרויות הזולות ביותר לבידוד PCB ומהווה בחירה נפוצה עבור חברות המייצרות מוצרי אלקטרוניקה חד פעמיים.

FR-4

Fr-4 היא אפשרות למינציה מעכבת בעירה מתקדמת. זהו חומר מרוכב העשוי מבד ארוג פיברגלס והוא נפוץ בייצור PCBS דו-צדדי ורב שכבתי. ה- FR-4 יכול לעמוד בטמפרטורות ולחצים פיזיים גבוהים יותר מאשר FR-2. זהו גם חומר במחיר סביר, מה שהופך אותו לבחירה פופולרית עבור יצרני מוצרי אלקטרוניקה מתקדמים. FR-4 אינו מעובד במהירות, הדורש כרסום, הטבעה או כלי טונגסטן קרביד במכונה.

תדר רדיו (RF)

מצעי RF נועדו לאפשר ל- PCBS לפעול ביישומים באמצעות RF ומיקרוגל בעלי עוצמה גבוהה. מצעי RF משמשים לרוב עבור PCBS המותקן באלקטרוניקה צבאית, אוויוניקה ואוויוניקה. עם זאת, חשוב לציין כי חלק ממוצרי האלקטרוניקה לצרכן מכילים מצע מסוג זה. הפלסטיק המרכיב מצע RF אופייני אינו מייצר הרבה בידוד ומתפקד היטב לצורך משימת ייצור זרמים גדולים. RF ומיקרוגל PCBS בדרך כלל יש רק שכבה אחת או שתיים.

גמיש

למרות שרוב המעגלים המודפסים שטוחים וקשיחים, ישנם כמה PCBS חדשניים שיכולים להתכופף כמעט לכל כיוון מבלי להישבר. מעגלים גמישים דורשים בידוד דומה אך ייחודי. מעגלים גמישים מוגנים בדרך כלל באמצעות SPRAY של בידוד PCB, בנוסף לסרט פלסטיק הוא בחירה פופולרית. מעגלים גמישים דורשים ציפוי בידוד PCB דק וחזק, כך שהם יכולים לנוע בחופשיות ולהתאים למקומות צפופים.

מתכת

הבחירה במתכת כמבודד עשויה להיראות מוזרה. מתכות בדרך כלל מוליכות חשמלית, והולכה בשוגג עלולה לגרום לכישלון של PCB, התלקחות או התכה. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. מתכת היא מוליכת חום מצוינת ויכולה לעמוד בזרמים עצומים מבלי להישבר או להישרף. PCBS המותקן בציוד טעון חשמל הצורך הרבה כוח עשוי לדרוש מצעי מתכת לתפקד ביעילות.

השפעת התעשייה

כדי למנוע מה- PCB להתחמם יתר על המידה, להתלקח או להתלקח, עליו להיות מבודד כראוי. סוג הבידוד מתאים לסוג השימוש שמספק ה- PCB.

PCBS אלקטרוני למטרות כלליות מתאימים לשימוש עם מצעים פשוטים וחסכוניים יותר של FR-2 או FR-4. מצעי RF מתאימים יותר ליישומים הכוללים RF בעל עוצמה גבוהה.

מצעים גמישים כגון פלסטיק מתאימים היטב לדרישות הבידוד של מעגלים גמישים. מתכות, לעומת זאת, הן מוליכות חום מצוינות תוך שמירה על קרירות האלקטרונים החשמליים.