Printplaat (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.

Introductie van het PCB-type:

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Complexere hardware zoals computer grafische kaarten of moederborden kunnen meerdere lagen hebben, soms wel 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. Naast het gebruik in consumentenelektronica en computers, worden verschillende soorten PCB’s op verschillende andere gebieden gebruikt, waaronder:

• Medical equipment. Elektronica heeft nu een grotere dichtheid en verbruikt minder stroom dan eerdere producten, dus nieuwe en opwindende medische technologieën kunnen worden getest. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Dit helpt om enkele van de unieke beperkingen te verlichten die gepaard gaan met het ontwikkelen van apparaten voor gebruik in de medische sector vanwege de noodzaak van een klein formaat en een laag gewicht. PCBS heeft overal ingang gevonden, van kleine apparaten (zoals pacemakers) tot grote (zoals röntgenapparatuur of CAT-scanners).

• Industrial machinery. PCBS worden vaak gebruikt in industriële machines met een hoog vermogen. Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. Dikkere koperen PCB’s zijn nuttig in gevallen zoals motorcontrollers, hoogstroomacculaders en industriële belastingstesters.

• 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. Deze PCBS dienen als radiatoren en zorgen voor hogere niveaus van warmteoverdracht dan standaard 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. Afhankelijk van de specificatie en het ontwerp kunnen ze ook zeer licht van gewicht zijn, wat nodig is voor de fabricage van onderdelen in de transportindustrie. 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.

Er zijn veel soorten printplaten, elk met zijn eigen unieke fabricagespecificaties, materiaalsoorten en toepassingen: enkellaagse printplaat, dubbellaagse printplaat, meerlaagse printplaat, stijve printplaat, flexibele printplaat, stijve flexibele printplaat, hoogfrequente printplaat, aluminium achterkant printplaat.

A single layer PCB

Enkel- of enkelzijdige PCB is een PCB of substraat gemaakt van een enkel substraat. 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.

Introductie van het PCB-type:

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. Dankzij goedkope modellen met hoge capaciteit worden ze vaak gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder rekenmachines, camera’s, radio’s en stereoapparatuur, solid-state schijven, printers en voedingen.

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. Door gaten geboord door het bord kunnen circuits aan de ene kant van het bord worden aangesloten op circuits aan de andere kant.

Introductie van het PCB-type:

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.

PCB’s voor opbouwmontage kunnen geen draden als connectoren gebruiken. 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. Hierdoor kan het circuit worden voltooid met minder ruimte, waardoor er ruimte vrijkomt om het bord in staat te stellen meer functies uit te voeren, vaak sneller en minder wegend dan het bord met doorlopende gaten zou toestaan.

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.

Multilayer PCB

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.

Introductie van het PCB-type:

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.

Stijve print

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. Stijve PCB’s kunnen eenvoudige enkellaagse PCB’s zijn, of 8-laags of 10-laags PCB’s.

Introductie van het PCB-type:

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

Flexibele PCB

In tegenstelling tot stijve PCB’s, die niet-klevende materialen zoals glasvezel gebruiken, zijn flexibele PCB’s gemaakt van materialen die kunnen worden gebogen en verplaatst, zoals plastic. 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.

Introductie van het PCB-type:

Toch bieden flexibele PCB’s veel voordelen ten opzichte van starre PCB’s. 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.

Flexibele PCB’s kunnen ook worden gebruikt in gebieden die kunnen worden beïnvloed door meerdere stijve PCB’s. Environmental hazards. Daartoe worden ze alleen vervaardigd van materialen die waterdicht, schokbestendig, corrosiebestendig of olie voor hoge temperaturen kunnen zijn – een optie die traditionele stijve PCB’s mogelijk niet hebben.

Flexibele stijve PCB

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. Het flexibele stijve bord is samengesteld uit meerdere flexibele PCB-lagen die zijn bevestigd aan meerdere stijve PCB-lagen.

Flexibele stijve PCB’s hebben veel voordelen ten opzichte van het gebruik van stijve of flexibele PCB’s alleen in bepaalde toepassingen. Zo hebben rigide-flexibele platen een kleiner aantal onderdelen dan traditionele rigide of flexibele platen, omdat de bedradingsopties voor beide kunnen worden gecombineerd tot een enkele plaat. 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.

Introductie van het PCB-type:

Flexibele stijve PCB’s worden het vaakst aangetroffen in toepassingen waar ruimte of gewicht de grootste zorg is, zoals mobiele telefoons, digitale camera’s, pacemakers en auto’s.

Hoogfrequente printplaat

Hf PCBS verwijzen naar algemene PCB-ontwerpelementen in plaats van PCB-constructie zoals in eerdere modellen. Hf PCBS zijn printplaten die zijn ontworpen om signalen van meer dan 1 gigahertz te verzenden.

Introductie van het PCB-type:

Hf PCB-materialen omvatten typisch FR4-klasse glasvezelversterkt epoxylaminaat, polyfenyleenether (PPO) hars en teflon. Teflon is een van de duurste opties vanwege de kleine en stabiele diëlektrische constante, het kleine diëlektrische verlies en de algehele lage wateropname.

Bij het selecteren van een hoge frequentie moet rekening worden gehouden met veel aspecten van de printplaat en het bijbehorende type PCB-connector, inclusief diëlektrische constante (DK), dissipatie, verlies en diëlektrische dikte.

De belangrijkste hiervan is de Dk van het betreffende materiaal. Materialen met een grote kans op verandering van de diëlektrische constante produceren vaak impedantieveranderingen die de harmonischen die het digitale signaal vormen verstoren en leiden tot een algeheel verlies van digitale signaalintegriteit – een factor die hf PCBS zijn ontworpen om te voorkomen.

Andere overwegingen bij het kiezen van het type printplaat en pc-connector dat moet worden gebruikt bij het ontwerpen van hf PCBS zijn onder meer:

• Diëlektrisch verlies (DF), dat de kwaliteit van de signaaloverdracht beïnvloedt. Een klein diëlektrisch verlies kan resulteren in een kleine hoeveelheid signaalverspilling.

• Thermal expansion. Als de materialen die worden gebruikt om de printplaat te bouwen, zoals koperfolie, verschillende thermische uitzettingssnelheden hebben, kunnen de materialen door temperatuurveranderingen van elkaar scheiden.

• Waterabsorptie. Een hoge wateropname kan de diëlektrische constante en het diëlektrische verlies van een PCB beïnvloeden, vooral bij gebruik in natte omgevingen.

• Andere weerstanden. Materialen die worden gebruikt om HF-PCB’s te construeren, moeten worden beoordeeld zoals vereist voor hittebestendigheid, slagvastheid en gevaarlijke chemicaliën.

Aluminium backing PCB

Het ontwerp van een PCB met een aluminium achterkant is ongeveer hetzelfde als dat van een PCB met een koperen achterkant. In plaats van glasvezel te gebruiken, wat gebruikelijk is in de meeste printplaattypes, gebruiken aluminium backplane PCBS aluminium of koperen substraten.

Introductie van het PCB-type:

De aluminium achterkant is bekleed met isolatie en is ontworpen om een ​​lage thermische weerstand te hebben, wat betekent dat er minder warmte wordt overgedragen van de isolatie naar de achterkant. Nadat de isolatie is aangebracht, worden lagen koperen circuits van 1 ounce tot 10 inch dik aangebracht.

PCB’s met een aluminium achterkant hebben een aantal voordelen ten opzichte van PCB’s met een glasvezel achterkant, waaronder:

• Goedkoop. Aluminium is een van de meest voorkomende metalen op aarde, goed voor 8.23% van het gewicht van de aarde. Het delven van aluminium is gemakkelijk en goedkoop, wat helpt om de kosten in het productieproces te verlagen. Hierdoor is het goedkoper om producten van aluminium te maken.

• milieubescherming. Aluminium is niet giftig en gemakkelijk te recyclen. Het maken van printplaten van aluminium is ook een goede manier om energie te besparen omdat het eenvoudig te monteren is.

• warmteafvoer. Aluminium is een van de beste materialen die kunnen worden gebruikt om warmte af te voeren van belangrijke componenten van een printplaat. Het straalt geen warmte uit naar de rest van de plaat, maar naar de buitenlucht. Aluminium printplaten koelen sneller af dan koperen printplaten van dezelfde grootte.

• Materiaalduurzaamheid. Aluminium is duurzamer dan materialen zoals glasvezel of keramiek en is vooral goed voor valtesten. Het gebruik van sterkere substraten helpt schade tijdens productie, transport en installatie te verminderen.

Al deze voordelen maken aluminium PCB’s een uitstekende keuze voor toepassingen die een hoog uitgangsvermogen vereisen binnen zeer nauwe toleranties, waaronder verkeerslichten, autoverlichting, voedingen, motorcontrollers en hoogstroomcircuits.

Naast hun belangrijkste toepassingsgebieden kunnen PCBS met aluminium achterkant ook worden gebruikt waar een hoge mate van mechanische stabiliteit vereist is of waar de PCB bestand is tegen hoge niveaus van mechanische belasting. Ze zijn minder gevoelig voor thermische uitzetting dan glasvezelpanelen, wat betekent dat andere materialen op het bord, zoals koperfolie en isolatie, minder snel loslaten, waardoor de levensduur van het product verder wordt verlengd.

In de loop der jaren zijn PCBS geëvolueerd van eenvoudige enkellaagse PCBS zoals rekenmachines voor elektronische apparaten tot complexere systemen zoals hoogfrequente Teflon-ontwerpen. PCBS hebben hun weg gevonden naar bijna elke industrie op aarde, van eenvoudige elektronica zoals verlichtingsoplossingen tot complexere industrieën zoals medische of ruimtevaarttechnologie.

De ontwikkeling van PCBS heeft ook geleid tot de ontwikkeling van PCB-bouwmaterialen: niet langer alleen PCBS gemaakt van koperfolie met daarop glasvezel. Nieuwe bouwmaterialen zijn onder meer aluminium, teflon en zelfs buigbare kunststoffen. Buigbare kunststoffen en aluminium in het bijzonder hebben de creatie van producten vergemakkelijkt, zoals rigide-flexibele PCB’s met een aluminium achterkant om veelvoorkomende problemen in veel industrieën op te lossen.