Het printplaat (PCB) is een fysieke basis of een platform waarop elektronische componenten kunnen worden gesoldeerd. Kopersporen verbinden deze componenten met elkaar, waardoor de printplaat (PCB) zijn functies op de ontworpen manier kan uitvoeren.

De printplaat is de kern van het elektronische apparaat. Het kan elke vorm en grootte hebben, afhankelijk van de toepassing van het elektronische apparaat. Het meest voorkomende substraat/substraatmateriaal voor PCB’s is FR-4. Op FR-4 gebaseerde PCB’s worden vaak aangetroffen in veel elektronische apparaten en de productie ervan is gebruikelijk. In vergelijking met meerlagige PCB’s zijn enkelzijdige en dubbelzijdige PCB’s gemakkelijker te vervaardigen.

FR-4 PCB is gemaakt van glasvezel en epoxyhars gecombineerd met gelamineerde koperen bekleding. Enkele van de belangrijkste voorbeelden van complexe meerlaagse (tot 12 lagen) PCB’s zijn grafische computerkaarten, moederborden, microprocessorkaarten, FPGA’s, CPLD’s, harde schijven, RF LNA’s, antenne-feeds voor satellietcommunicatie, schakelende voedingen, Android-telefoons, enz. Er zijn veel voorbeelden waarbij eenvoudige enkellaags en dubbellaags PCB’s worden gebruikt, zoals CRT-tv’s, analoge oscilloscopen, handrekenmachines, computermuizen en FM-radiocircuits.

Toepassing van PCB:

1. Medische apparatuur:

De huidige vooruitgang in de medische wetenschap is volledig te danken aan de snelle groei van de elektronica-industrie. De meeste medische apparatuur, zoals pH-meter, hartslagsensor, temperatuurmeting, ECG / EEG-machine, MRI-machine, röntgenfoto, CT-scan, bloeddrukmachine, meetapparatuur voor bloedsuikerspiegel, incubator, microbiologische apparatuur en vele andere apparatuur Het is een aparte elektronische PCB gebaseerd. Deze PCB’s zijn over het algemeen compact en hebben een kleine vormfactor. Dicht betekent dat kleinere SMT-componenten in een kleinere printplaat worden geplaatst. Deze medische apparaten zijn kleiner gemaakt, gemakkelijk mee te nemen, licht in gewicht en eenvoudig te bedienen.

2. Industriële apparatuur.

PCB’s worden ook veel gebruikt in productie, fabrieken en dreigende fabrieken. Deze industrieën hebben krachtige machines en apparatuur die worden aangedreven door circuits die op hoog vermogen werken en hoge stromen vereisen. Om deze reden is er een dikke koperlaag op de print gelamineerd, wat anders is dan complexe elektronische printplaten, die stromen tot 100 ampère kunnen trekken. Dit is met name belangrijk bij toepassingen zoals booglassen, grote servomotoraandrijvingen, loodzuuracculaders, militaire industrie en katoenen kledingmachines.

3. verlichting.

Op het gebied van verlichting beweegt de wereld zich in de richting van energiebesparende oplossingen. Deze halogeenlampen zijn nu nog maar zelden te vinden, maar nu zien we LED-verlichting en high-intensity LED’s rond. Deze kleine LED’s geven licht met een hoge helderheid en zijn gemonteerd op PCB’s op basis van aluminiumsubstraten. Aluminium heeft de eigenschap warmte op te nemen en aan de lucht af te geven. Daarom worden deze aluminium PCB’s vanwege het hoge vermogen meestal gebruikt in LED-lampcircuits voor LED-circuits met gemiddeld en hoog vermogen.

4. Automobiel- en lucht- en ruimtevaartindustrie.

Een andere toepassing van PCB is de auto- en ruimtevaartindustrie. De gemeenschappelijke factor hier is de galm die wordt gegenereerd door de beweging van vliegtuigen of auto’s. Daarom wordt de PCB flexibel om aan deze krachtige trillingen te voldoen. Daarom wordt er gebruik gemaakt van een soort PCB genaamd Flex PCB. De flexibele PCB is bestand tegen hoge trillingen en is licht in gewicht, wat het totale gewicht van het ruimtevaartuig kan verminderen. Deze flexibele PCB’s kunnen ook in een smalle ruimte worden aangepast, wat ook een groot voordeel is. Deze flexibele PCB’s worden gebruikt als connectoren, interfaces en kunnen in een compacte ruimte worden gemonteerd, zoals achter het paneel, onder het dashboard, enz. Ook wordt een combinatie van stijve en flexibele PCB’s gebruikt.

PCB-type:

Printplaten (PCB’s) zijn onderverdeeld in 8 categorieën. Zij zijn

Enkelzijdige printplaat:

De componenten van een enkelzijdige printplaat worden slechts aan één kant gemonteerd en de andere kant wordt gebruikt voor koperdraden. Een dunne laag koperfolie wordt aangebracht op één zijde van het RF-4-substraat en vervolgens wordt een soldeermasker aangebracht om isolatie te bieden. Ten slotte wordt zeefdruk gebruikt om markeringsinformatie voor componenten zoals C1 en R1 op de PCB te verstrekken. Deze enkellaagse PCB’s zijn zeer eenvoudig te ontwerpen en op grote schaal te produceren, de marktvraag is groot en ze zijn ook nog eens erg goedkoop in aanschaf. Zeer vaak gebruikt in huishoudelijke producten, zoals sapcentrifuges/blenders, oplaadventilatoren, rekenmachines, kleine batterijladers, speelgoed, tv-afstandsbedieningen, enz.

Dubbellaagse printplaat:

Dubbelzijdige printplaat is een printplaat met aan weerszijden van het bord aangebrachte koperlagen. Boor gaten en in deze gaten worden THT-componenten met kabels geïnstalleerd. Deze gaten verbinden het ene zijdeel met het andere zijdeel door middel van koperen rails. De componentkabels gaan door de gaten, de overtollige kabels worden door de snijplotter afgesneden en de kabels worden aan de gaten gelast. Dit gebeurt allemaal handmatig. Er zijn ook SMT-componenten en THT-componenten van een 2-laags PCB. SMT-componenten hebben geen gaten nodig, maar er worden pads op de PCB gemaakt en de SMT-componenten worden op de PCB bevestigd door reflow-solderen. SMT-componenten nemen zeer weinig ruimte in beslag op de printplaat, dus er kan meer vrije ruimte op de printplaat worden gebruikt om meer functies te bereiken. Dubbelzijdige PCB’s worden gebruikt voor voedingen, versterkers, DC-motordrivers, instrumentcircuits, enz.

Meerlagige printplaat:

Multi-layer PCB is gemaakt van meerlagige 2-layer PCB, ingeklemd tussen diëlektrische isolatielagen om ervoor te zorgen dat het bord en de componenten niet worden beschadigd door oververhitting. Multi-layer PCB heeft verschillende afmetingen en verschillende lagen, van 4-laags PCB tot 12-laags PCB. Hoe meer lagen, hoe ingewikkelder het circuit en hoe ingewikkelder het ontwerp van de PCB-lay-out.

Meerlaagse PCB’s hebben meestal onafhankelijke grondvlakken, vermogensvlakken, hogesnelheidssignaalvlakken, overwegingen met betrekking tot signaalintegriteit en thermisch beheer. Veel voorkomende toepassingen zijn militaire vereisten, ruimtevaart- en ruimtevaartelektronica, satellietcommunicatie, navigatie-elektronica, GPS-tracking, radar, digitale signaalverwerking en beeldverwerking.

Stijve printplaat:

Alle hierboven besproken PCB-typen behoren tot de categorie stijve PCB’s. Stijve PCB’s hebben vaste substraten zoals FR-4, Rogers, fenolhars en epoxyhars. Deze platen buigen en draaien niet, maar kunnen hun vorm vele jaren tot 10 of 20 jaar behouden. Dit is de reden waarom veel elektronische apparaten een lange levensduur hebben vanwege de stijfheid, robuustheid en stijfheid van stijve PCB’s. De printplaten van computers en laptops zijn stijf. Veel tv’s, lcd- en led-tv’s die vaak in huizen worden gebruikt, zijn gemaakt van stijve PCB’s. Alle bovenstaande enkelzijdige, dubbelzijdige en meerlagige PCB-toepassingen zijn ook van toepassing op stijve PCB’s.

Flexibele printplaat:

Flexibele printplaat of flexibele printplaat is niet stijf, maar flexibel en kan gemakkelijk worden gebogen. Ze zijn elastisch, hebben een hoge hittebestendigheid en uitstekende elektrische eigenschappen. Het substraatmateriaal van Flex PCB is afhankelijk van prestaties en kosten. Gebruikelijke substraatmaterialen voor Flex PCB zijn polyamide (PI) folie, polyester (PET) folie, PEN en PTFE.

De productiekosten van Flex PCB zijn meer dan alleen stijve PCB’s. Ze kunnen worden gevouwen of om hoeken worden gewikkeld. In vergelijking met de bijbehorende stijve printplaat nemen ze minder ruimte in beslag. Ze zijn licht van gewicht, maar hebben een zeer lage scheursterkte.

Rigid-Flex PCB:

De combinatie van stijve en flexibele PCB’s is erg belangrijk in veel toepassingen met beperkte ruimte en gewicht. In een camera is het circuit bijvoorbeeld ingewikkeld, maar de combinatie van stijve en flexibele PCB’s zal het aantal onderdelen verminderen en de PCB-grootte verkleinen. De bedrading van twee printplaten kan ook gecombineerd worden op één printplaat. Veelvoorkomende toepassingen zijn digitale camera’s, mobiele telefoons, auto’s, laptops en apparaten met bewegende delen

Hoge snelheidsprintplaat:

Hogesnelheids- of hoogfrequente printplaten zijn printplaten die worden gebruikt voor toepassingen waarbij sprake is van signaalcommunicatie met frequenties hoger dan 1 GHz. In dit geval spelen problemen met de signaalintegriteit een rol. Het materiaal van het hoogfrequente PCB-substraat moet zorgvuldig worden geselecteerd om aan de ontwerpvereisten te voldoen.

Veelgebruikte materialen zijn polyfenyleen (PPO) en polytetrafluorethyleen. Het heeft een stabiele diëlektrische constante en een klein diëlektrisch verlies. Ze hebben een lage wateropname maar hoge kosten.

Veel andere diëlektrische materialen hebben variabele diëlektrische constanten, wat resulteert in impedantieveranderingen, die harmonischen en verlies van digitale signalen en verlies van signaalintegriteit kunnen vervormen

Aluminium printplaat:

Op aluminium gebaseerde PCB-substraatmaterialen hebben de kenmerken van een effectieve warmteafvoer. Vanwege de lage thermische weerstand is op aluminium gebaseerde PCB-koeling effectiever dan de overeenkomstige op koper gebaseerde PCB. Het straalt warmte uit in de lucht en in het thermische verbindingsgebied van de printplaat.

Veel LED-lampcircuits, LED’s met hoge helderheid zijn gemaakt van aluminium backing PCB.

Aluminium is een rijk metaal en de mijnbouwprijs is laag, dus de kosten van PCB zijn ook erg laag. Aluminium is recyclebaar en niet giftig, dus milieuvriendelijk. Aluminium is sterk en duurzaam, dus het vermindert schade tijdens productie, transport en montage

Al deze kenmerken maken op aluminium gebaseerde PCB’s nuttig voor toepassingen met hoge stroomsterkte, zoals motorcontrollers, heavy-duty batterijladers en LED-verlichting met hoge helderheid.

tot slot:

In de afgelopen jaren zijn PCB’s geëvolueerd van eenvoudige enkellaagse versies naar complexere systemen, zoals hoogfrequente Teflon-PCB’s.

PCB bestrijkt nu bijna elk gebied van moderne technologie en zich ontwikkelende wetenschap. Microbiologie, micro-elektronica, nanotechnologie, lucht- en ruimtevaartindustrie, leger, luchtvaartelektronica, robotica, kunstmatige intelligentie en andere gebieden zijn allemaal gebaseerd op verschillende vormen van printplaten (PCB’s).