Iespiedshēmas plate (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 parasti ir izgatavoti no stikla šķiedras, kompozīta epoksīda sveķiem vai citiem kompozītmateriāliem.

PCB tipa ievads

Lielākā daļa vienkāršu elektronisko ierīču PCBS ir vienkāršas un sastāv tikai no viena slāņa. Sarežģītākajai aparatūrai, piemēram, datoru grafiskajām kartēm vai mātesplatēm, var būt vairāki slāņi, dažreiz pat 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. Papildus tam, ka tos izmanto plaša patēriņa elektronikā un datoros, dažāda veida PCBS tiek izmantoti dažādās citās jomās, tostarp:

• Medicīniskais aprīkojums. Elektronika tagad ir blīvāka un patērē mazāk enerģijas nekā iepriekšējie produkti, tāpēc var pārbaudīt jaunas un aizraujošas medicīnas tehnoloģijas. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Tas palīdz mazināt dažus unikālos ierobežojumus, kas saistīti ar ierīču izstrādi izmantošanai medicīnas jomā, jo ir nepieciešami mazi izmēri un mazs svars. PCBS ir ieviesis visu, sākot no mazām ierīcēm (piemēram, elektrokardiostimulatoriem) līdz lielām (piemēram, rentgena iekārtām vai CAT skeneriem).

• Rūpnieciskās mašīnas. PCBS parasti izmanto lieljaudas rūpniecības mašīnās. Biezu vara PCBS var izmantot, ja pašreizējais vienas unces vara PCBS neatbilst prasībām. Biezāka vara PCBS ir noderīga gadījumos, ieskaitot motora kontrolierus, lielas strāvas akumulatoru lādētājus un rūpnieciskās slodzes testerus.

• lighting. Tā kā apgaismojuma risinājumi, kuru pamatā ir LED, ir populāri to zemā enerģijas patēriņa un augstās efektivitātes dēļ, to ražošanai tiek izmantoti arī alumīnija aizmugures plāksnes. Šie PCBS kalpo kā radiatori un nodrošina augstāku siltuma pārneses līmeni nekā standarta 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. Atkarībā no specifikācijas un dizaina tie var būt arī ļoti viegli, kas ir nepieciešami detaļu ražošanai transporta nozarē. 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.

Ir daudz veidu PCB plātņu, kurām katrai ir savas unikālās ražošanas specifikācijas, materiālu veidi un pielietojums: viena slāņa PCB, divslāņu PCB, daudzslāņu PCB, cieta PCB, elastīga PCB, cieta elastīga PCB, augstas frekvences PCB, alumīnija aizmugure PCB.

Viena slāņa PCB

Vienpusējs vai vienpusējs PCB ir PCB vai substrāts, kas izgatavots no viena substrāta. Viena pamatnes puse ir pārklāta ar plānu metāla slāni. Varš ir visizplatītākais pārklājums, jo tam ir laba elektrovadītspēja. 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.

PCB tipa ievads

Viena slāņa/vienas puses PCBS ir viegli projektēt un izgatavot, jo tie metina dažādas ķēdes un sastāvdaļas tikai vienā pusē. Šī visuresamība nozīmē, ka tos var iegādāties par zemām izmaksām, it īpaši liela apjoma pasūtījumiem. Zemo izmaksu, lieljaudas modeļi nozīmē, ka tos parasti izmanto dažādās lietojumprogrammās, tostarp kalkulatoros, kamerās, radioaparātos un stereoiekārtās, cietvielu diskdziņos, printeros un barošanas avotos.

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. Caur plāksni urbtie caurumi ļauj ķēdēm vienā plāksnes pusē izveidot savienojumu ar ķēdēm otrā pusē.

PCB tipa ievads

Ķēdes un divslāņu PCB plates sastāvdaļas parasti savieno vienā no diviem veidiem: izmantojot caurumu vai izmantojot virsmas stiprinājumu. 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.

Virsmas stiprinājuma PCBS nevar izmantot vadus kā savienotājus. 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. Tas ļauj ķēdi pabeigt ar mazāku vietu, atbrīvojot vietu, lai tāfele varētu veikt vairāk funkciju, bieži vien ātrāk un sverot mazāk, nekā atļautu caurumu caurums.

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.

Daudzslāņu PCB

Daudzslāņu PCB sastāv no trīs vai vairāku divslāņu PCBS slāņu sērijas. 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. Lielākais jebkad uzbūvētais daudzslāņu PCB ir 50 slāņu biezs.

PCB tipa ievads

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.

Cietais 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.

Cietais PCB sastāvs, iespējams, ir lielākais ražoto PCBS skaits. 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. Stingrs PCBS var būt vienkāršs viena slāņa PCBS vai 8 slāņu vai 10 slāņu PCBS.

PCB tipa ievads

Visām stingrajām PCBS ir viena, divkārša vai daudzslāņu struktūra, tāpēc tām ir vienāds pielietojums.

Elastīgs PCB

Atšķirībā no stingriem PCBS, kuros tiek izmantoti nelīpoši materiāli, piemēram, stikla šķiedra, elastīgie PCBS ir izgatavoti no materiāliem, kurus var saliekt un pārvietot, piemēram, no plastmasas. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Tā kā tie ir jāizdrukā uz elastīgiem materiāliem, to izgatavošana parasti ir dārgāka.

PCB tipa ievads

Tomēr elastīgajam PCBS ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar stingru PCBS. The most striking of these advantages is their flexibility. Tas nozīmē, ka tos var salocīt ap malām un satīt ap stūriem. To elastība ietaupa izmaksas un svaru, izmantojot vienu elastīgu PCB, lai segtu vietas, kurām var būt nepieciešami vairāki stingri PCBS.

Elastīgu PCBS var izmantot arī apgabalos, kurus var ietekmēt vairāki stingri PCBS. Bīstamība videi. Šim nolūkam tos ražo tikai no materiāliem, kas var būt ūdensnecaurlaidīgi, triecienizturīgi, izturīgi pret koroziju vai augstas temperatūras eļļa-tāda iespēja, kāda tradicionālajam cietajam PCBS var nebūt.

Elastīga stingra PCB

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. Elastīgā cietā plāksne sastāv no vairākiem elastīgiem PCB slāņiem, kas piestiprināti pie vairākiem stingriem PCB slāņiem.

Elastīgam cietajam PCBS ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar stingras vai elastīgas PCBS izmantošanu tikai noteiktos lietojumos. Piemēram, cietajām un elastīgajām plāksnēm ir mazāks detaļu skaits nekā tradicionālajām cietajām vai elastīgajām plāksnēm, jo ​​abas elektroinstalācijas iespējas var apvienot vienā plāksnē. 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.

PCB tipa ievads

Elastīgi stingri PCBS visbiežāk atrodami lietojumprogrammās, kurās ir vislielākās bažas par telpu vai svaru, tostarp mobilajos tālruņos, digitālajās kamerās, elektrokardiostimulatoros un automašīnās.

Augstas frekvences PCB

Hf PCBS attiecas uz vispārējiem PCB dizaina elementiem, nevis uz PCB konstrukciju, kā iepriekšējos modeļos. Hf PCBS ir shēmas plates, kas paredzētas signālu pārraidei, kas pārsniedz 1 gigahercu.

PCB tipa ievads

Hf PCB materiāli parasti ietver ar FR4 klases stikla šķiedru pastiprinātu epoksīda laminātu, polifenilēnētera (PPO) sveķus un teflonu. Teflons ir viena no dārgākajām iespējām, jo ​​tam ir maza un stabila dielektriskā konstante, nelieli dielektriskie zudumi un vispārējā zemā ūdens absorbcija.

Izvēloties augstfrekvenci, jāņem vērā daudzi PCB plates un tai atbilstošā tipa PCB savienotāja aspekti, ieskaitot dielektrisko konstanti (DK), izkliedi, zudumus un dielektrisko biezumu.

Vissvarīgākais no tiem ir attiecīgā materiāla Dk. Materiāli ar lielu pastāvīgu dielektrisko izmaiņu varbūtību bieži rada pretestības izmaiņas, kas izjauc harmoniku, kas veido digitālo signālu, un noved pie vispārēja digitālā signāla integritātes zuduma – faktors, kuru hf PCBS ir paredzēts novērst.

Citi apsvērumi, izvēloties shēmas plates un datora savienotāja veidu, ko izmantot, izstrādājot hf PCBS, ir šādi:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Nelieli dielektriskie zudumi var izraisīt nelielu signāla zudumu.

• Thermal expansion. Ja materiāliem, ko izmanto PCB izgatavošanai, piemēram, vara folijai, ir dažādi termiskās izplešanās ātrumi, materiāli var atdalīties viens no otra temperatūras izmaiņu dēļ.

• Ūdens absorbcija. Liela ūdens uzņemšana var ietekmēt PCB dielektrisko konstanti un dielektriskos zudumus, it īpaši, ja to izmanto mitrā vidē.

• Citi rezistori. Materiāli, ko izmanto HF PCBS ražošanai, ir jānovērtē atbilstoši karstumizturībai, triecienizturībai un bīstamām ķimikālijām.

Alumīnija pamatnes PCB

Alumīnija pamatnes PCB dizains ir aptuveni tāds pats kā ar PCB izgatavots ar varu. Tomēr tā vietā, lai izmantotu stikla šķiedru, kas ir izplatīta lielākajā daļā PCB plākšņu tipu, alumīnija pamatplāksnes PCBS izmanto alumīnija vai vara pamatnes.

PCB tipa ievads

Alumīnija pamatne ir pārklāta ar izolāciju, un tai ir zema termiskā pretestība, kas nozīmē, ka no siltumizolācijas uz pamatni tiek nodots mazāk siltuma. Kad izolācija ir uzlikta, tiek uzklāti vara ķēdes slāņi no 1 unces līdz 10 collām.

Alumīnija pamatnes PCBS ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar PCBS ar stikla šķiedru, tostarp:

• Lēts. Alumīnijs ir viens no visizplatītākajiem metāliem uz Zemes, kas veido 8.23% no Zemes svara. Alumīnija ieguve ir vienkārša un lēta, kas palīdz samazināt izmaksas ražošanas procesā. Līdz ar to ir lētāk izgatavot izstrādājumus no alumīnija.

• vides aizsardzība. Alumīnijs nav toksisks un viegli pārstrādājams. Iespiestu shēmu plākšņu izgatavošana no alumīnija ir arī labs enerģijas taupīšanas veids, jo to ir viegli salikt.

• siltuma izkliedēšana. Alumīnijs ir viens no labākajiem materiāliem, ko var izmantot, lai izkliedētu siltumu no shēmas plates galvenajām sastāvdaļām. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Alumīnija PCBS atdziest ātrāk nekā tāda paša izmēra vara PCBS.

• Materiāla izturība. Alumīnijs ir izturīgāks par tādiem materiāliem kā stikla šķiedra vai keramika, un tas ir īpaši labs kritiena testiem. Spēcīgāku pamatņu izmantošana palīdz samazināt bojājumus ražošanas, transportēšanas un uzstādīšanas laikā.

Visas šīs priekšrocības padara alumīnija PCBS par lielisku izvēli lietojumiem, kuriem nepieciešama liela izejas jauda ļoti šaurās pielaidēs, ieskaitot luksoforus, automobiļu apgaismojumu, barošanas avotus, motora kontrolierus un lielas strāvas ķēdes.

Papildus galvenajām lietošanas jomām PCBS ar alumīnija pamatni var izmantot arī gadījumos, kad nepieciešama augsta mehāniskā stabilitāte vai ja PCB var izturēt augstu mehānisko spriegumu. Tie ir mazāk jutīgi pret termisko izplešanos nekā stikla šķiedras paneļi, kas nozīmē, ka citi materiāli uz plātnes, piemēram, vara folija un izolācija, retāk nolobās, vēl vairāk pagarinot izstrādājuma kalpošanas laiku.

Gadu gaitā PCBS ir attīstījušies no vienkāršiem viena slāņa PCBS, piemēram, elektronisko ierīču kalkulatoriem, līdz sarežģītākām sistēmām, piemēram, augstfrekvences teflona konstrukcijām. PCBS ir atraduši ceļu gandrīz visās Zemes nozarēs, sākot no vienkāršas elektronikas, piemēram, apgaismojuma risinājumiem, līdz sarežģītākām nozarēm, piemēram, medicīnas vai kosmosa tehnoloģijām.

PCBS attīstība ir radījusi arī PCB būvmateriālu izstrādi: vairs ne tikai PCBS, kas izgatavots no vara folijas ar stikla šķiedru. Jaunie celtniecības materiāli ietver alumīniju, teflonu un pat saliekamas plastmasas. Lokāmā plastmasa un jo īpaši alumīnijs ir veicinājuši tādu izstrādājumu izveidi kā stingri elastīgi un ar alumīniju pārklāti PCBS, lai atrisinātu kopīgas problēmas, kas saistītas ar daudzām nozarēm.