A PCB or circuit imprimat bord generează căldură când curge un curent electric prin el. Fără o izolație adecvată, această căldură poate provoca probleme grave pentru PCBS.

De ce PCBS are nevoie de izolație?

Înainte de a putea înțelege izolarea PCB, trebuie să înțelegeți: Ce este 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! Plăcile cu circuite imprimate permit dispozitivelor electronice să funcționeze corect, făcându-le o parte vitală, dar invizibilă, a vieții de zi cu zi. Fără ele, calculatoarele, telefoanele, televizoarele și electronica nu ar funcționa sau ar exista.

Electricitatea este foarte puternică pentru PCB. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Cu toate acestea, componentele electrice pot prezenta un pericol dacă nu sunt închise într-o carcasă neconductivă sau devin prea fierbinți. PCB-ul trebuie izolat pentru a preveni coroziunea cuprului și pentru a reduce contactul accidental cu materialele conductoare. 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.

Sursa foto: pixabay

Material izolator PCB

Materialele obișnuite de izolare a PCB-urilor se formează de obicei ca substraturi neconductoare care pot fi fuzionate împreună în mai multe straturi pentru a permite curentului să curgă corect prin întreaga placă de circuit. PCBS mai simplu poate fi pe o singură față sau pe un singur strat. 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. Distanța de fluaj este cea mai mică distanță dintre părțile conductoare, iar jocul este elementul separat de aer, mai degrabă decât substratul. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

Producătorii de PCB pot alege să utilizeze o varietate de materiale diferite pentru izolare, de la materiale plastice ieftine, cum ar fi FR-2, până la metale robuste, cum ar fi aluminiul. The insulating material of a PCB usually determines its use. De exemplu, PCB-ul dintr-o jucărie electronică fabricată ieftin nu ar avea nevoie de același tip de izolație ca PCB-ul dintr-un satelit.

Pentru a înțelege mai bine izolația PCB și materialele de izolare, să explorăm cele mai comune cinci forme de izolație PCB.

FR-2

Fr-2 este o opțiune de laminat ignifug. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. Plăcile de circuite cu o singură față folosesc de obicei acest material. FR-2 nu conține halogeni și este hidrofob și poate fi ușor presat sau măcinat. FR-2 este una dintre cele mai ieftine opțiuni pentru izolarea PCB și este o alegere obișnuită pentru companiile care produc produse electronice de unică folosință.

FR-4

Fr-4 este o opțiune avansată de laminat ignifug. Este un material compozit realizat din țesătură din fibră de sticlă și este utilizat în mod obișnuit la fabricarea PCBS cu două fețe și cu mai multe straturi. FR-4 poate rezista la temperaturi și presiuni fizice mai ridicate decât FR-2. Este, de asemenea, un material accesibil, ceea ce îl face o alegere populară pentru producătorii de electronice de larg consum. FR-4 nu este prelucrat rapid, necesitând instrumente de frezare, ștanțare sau prelucrate din carbură de tungsten.

Frecvența radio (rf)

Substraturile RF sunt proiectate pentru a permite PCBS să funcționeze în aplicații folosind RF de mare putere și cuptor cu microunde. Substraturile RF sunt cel mai frecvent utilizate pentru PCBS instalate în electronică militară, avionică și avionică. Cu toate acestea, este important să rețineți că unele produse electronice de larg consum conțin acest tip de substrat. Materialele plastice care alcătuiesc un substrat RF tipic nu generează multă izolație și se comportă bine pentru sarcina de a genera curenți mari. RF și microundele PCBS au de obicei doar unul sau două straturi.

flexibil

Deși majoritatea plăcilor cu circuite imprimate sunt plate și rigide, există unele PCBS inovatoare care se pot îndoi în aproape orice direcție fără a se rupe. Circuitele flexibile necesită o formă similară, dar unică de izolație. Circuitele flexibile sunt de obicei protejate cu A SPRAY de izolație PCB, pe lângă pelicula de plastic este o alegere populară. Circuitele flexibile necesită un strat de izolație PCB subțire și puternic, astfel încât să se poată deplasa liber și să se potrivească în spații înguste.

metal

Alegerea metalului ca izolator poate părea ciudată. Metalele sunt, în mod normal, conductoare de electricitate, iar conducerea accidentală poate provoca eșecul, prinderea focului sau topirea unui PCB. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Metalul este un excelent conductor de căldură și poate rezista la curenți uriași fără a se rupe sau arde. PCBS-ul instalat în echipamente încărcate electric care consumă multă energie ar putea necesita substraturi metalice pentru a funcționa eficient.

Influența industriei

Pentru a preveni supraîncălzirea PCB-ului, incendierea sau aprinderea acestuia, acesta trebuie izolat corespunzător. Tipul de izolație corespunde tipului de utilizare furnizat de PCB.

PCBS-urile electronice de uz general sunt potrivite pentru utilizare cu suporturi FR-2 sau FR-4 mai simple și mai rentabile. Substraturile RF sunt mai potrivite pentru aplicații care implică RF de mare putere.

Substraturile flexibile, cum ar fi materialele plastice, sunt potrivite pentru a îndeplini cerințele de izolație ale plăcilor de circuite flexibile. Pe de altă parte, metalele sunt conductori excelenți ai căldurii, menținând în același timp electronii de putere reci.