Circuit imprimat bord (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 sunt fabricate de obicei din fibră de sticlă, rășină epoxidică compozită sau alte materiale compozite.

Introducere tip PCB

Cele mai multe PCBS pentru dispozitive electronice simple sunt simple și constau dintr-un singur strat. Hardware mai complexe, cum ar fi plăcile grafice pentru computer sau plăcile de bază, pot avea mai multe straturi, uneori chiar și 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. Pe lângă faptul că sunt utilizate în electronice de larg consum și computere, diferite tipuri de PCBS sunt utilizate într-o varietate de alte domenii, inclusiv:

• Echipament medical. Electronica este acum mai densă și consumă mai puțină energie decât produsele anterioare, astfel încât tehnologiile medicale noi și interesante pot fi testate. Majoritatea dispozitivelor medicale utilizează PCBS de înaltă densitate pentru a crea cele mai mici și mai dense modele. Acest lucru ajută la ameliorarea unora dintre limitările unice implicate în dezvoltarea de dispozitive pentru utilizare în domeniul medical datorită necesității de dimensiuni mici și greutate redusă. PCBS a făcut răscruce în orice, de la dispozitive mici (cum ar fi stimulatoarele cardiace) la cele mari (cum ar fi echipamentele cu raze X sau scanerele CAT).

• Mașină industrială. PCBS sunt utilizate în mod obișnuit în mașinile industriale de mare putere. PCBS de cupru gros poate fi utilizat în cazul în care PCBS de cupru de o uncie curent nu îndeplinește cerințele. PCBS de cupru mai gros este benefic în cazuri, inclusiv controlere de motor, încărcătoare de baterii de mare curent și testere de sarcină industriale.

• iluminat. Deoarece soluțiile de iluminare pe bază de LED-uri sunt populare datorită consumului redus de energie și eficienței ridicate, așa sunt și panourile din aluminiu PCBS utilizate pentru realizarea lor. Aceste PCBS servesc ca radiatoare și permit niveluri mai ridicate de transfer de căldură decât PCBS standard. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Industrii auto și aerospațiale. Industriile auto și aerospațiale utilizează PCBS flexibil conceput pentru a rezista mediilor cu vibrații ridicate comune în ambele domenii. În funcție de specificații și design, acestea pot fi, de asemenea, foarte ușoare, ceea ce este necesar pentru fabricarea pieselor din industria transporturilor. 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.

Există multe tipuri de plăci PCB, fiecare cu propriile sale specificații de fabricație, tipuri de materiale și utilizări: PCB monostrat, PCB strat dublu, PCB multi-strat, PCB rigid, PCB flexibil, PCB flexibil rigid, PCB de înaltă frecvență, spate din aluminiu PCB.

Un PCB cu un singur strat

PCB cu o singură față sau cu o singură față este un PCB sau un substrat realizat dintr-un singur substrat. O parte a substratului este acoperită cu un strat subțire de metal. Cuprul este cea mai comună acoperire datorită bunei sale conductivități electrice. 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.

Introducere tip PCB

PCBS monostrat / monobloc sunt ușor de proiectat și fabricat, deoarece sudează diferitele circuite și componente pe o singură parte. Această omniprezență înseamnă că pot fi achiziționate la un cost redus, în special pentru comenzile cu volum mare. Modelele cu costuri reduse și capacitate mare înseamnă că sunt utilizate în mod obișnuit într-o varietate de aplicații, inclusiv calculatoare, camere, aparate de radio și echipamente stereo, unități în stare solidă, imprimante și surse de alimentare.

Double-layer printed circuit board

Materialul de substrat pentru o placă de circuite imprimate cu două sau două fețe are un strat subțire de metal conductor, cum ar fi cuprul, aplicat pe ambele părți ale plăcii. Găurile găurite prin placa permit circuitelor de pe o parte a plăcii să se conecteze la circuitele de pe cealaltă parte.

Introducere tip PCB

Componentele unui circuit și ale unei plăci PCB cu strat dublu sunt de obicei conectate în unul din cele două moduri: folosind un orificiu de trecere sau folosind un suport de suprafață. 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.

PCBS cu montare pe suprafață nu poate utiliza fire ca conectori. În schimb, multe dintre cablurile mici sunt sudate direct pe placă, ceea ce înseamnă că placa în sine este utilizată ca suprafață de cablare pentru diferitele componente. Acest lucru permite circuitului să fie completat cu mai puțin spațiu, eliberând spațiu pentru a permite placa să îndeplinească mai multe funcții, de multe ori mai rapide și cântărind mai puțin decât ar permite placa de gaură.

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.

PCB multistrat

PCB multi-strat constă dintr-o serie de trei sau mai multe straturi de PCBS dublu strat. Aceste plăci sunt apoi ținute împreună cu adeziv special și fixate între piesele de izolație pentru a se asigura că excesul de căldură nu topește niciunul dintre componente. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. Cel mai mare PCB multistrat construit vreodată are o grosime de 50 de straturi.

Introducere tip PCB

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.

PCB rigid

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.

Compoziția rigidă a PCB este probabil cel mai mare număr de PCBS fabricate. Aceste PCBS pot fi utilizate oriunde PCB-ul în sine trebuie să fie setat la o formă și să rămână așa pentru restul vieții dispozitivului. PCBS rigid poate fi PCBS simplu cu un singur strat sau PCBS cu 8 sau 10 straturi.

Introducere tip PCB

Toate PCBS-urile rigide au structuri simple, duble sau multistrat, deci au aceeași aplicație.

PCB flexibil

Spre deosebire de PCBS rigid, care utilizează materiale antiaderente, cum ar fi fibra de sticlă, PCBS flexibile sunt realizate din materiale care pot fi îndoite și mutate, cum ar fi plasticul. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Deoarece trebuie să fie imprimate pe materiale flexibile, acestea tind să fie mai scumpe de fabricat.

Introducere tip PCB

Totuși, PCBS flexibil oferă multe avantaje față de PCBS rigid. The most striking of these advantages is their flexibility. Aceasta înseamnă că pot fi pliate în jurul marginilor și înfășurate în colțuri. Flexibilitatea lor economisește costurile și greutatea utilizând un singur PCB flexibil pentru a acoperi zonele care ar putea avea nevoie de mai multe PCBS rigide.

PCBS flexibil poate fi utilizat și în zone care pot fi afectate de mai multe PCBS rigide. Pericole pentru mediu. În acest scop, acestea sunt fabricate numai din materiale care pot fi impermeabile, rezistente la șocuri, rezistente la coroziune sau ulei la temperaturi ridicate – o opțiune pe care PCBS rigid tradițional nu o poate avea.

PCB rigid flexibil

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. Placa rigidă flexibilă este compusă din mai multe straturi de PCB flexibile atașate la mai multe straturi de PCB rigide.

PCBS rigid flexibil are multe avantaje față de utilizarea PCBS rigid sau flexibil numai în anumite aplicații. De exemplu, plăcile rigid-flexibile au un număr mai mic de piese decât plăcile rigide sau flexibile tradiționale, deoarece opțiunile de cablare pentru ambele pot fi combinate într-o singură placă. 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.

Introducere tip PCB

PCBS-urile rigide flexibile se găsesc cel mai adesea în aplicații în care spațiul sau greutatea sunt cele mai importante, inclusiv telefoane mobile, camere digitale, stimulatoare cardiace și mașini.

PCB de înaltă frecvență

Hf PCBS se referă la elementele generale de proiectare a PCB-ului, mai degrabă decât la construcția PCB-urilor, ca la modelele anterioare. Hf PCBS sunt plăci de circuite concepute pentru a transmite semnale care depășesc 1 gigahertz.

Introducere tip PCB

Materialele din PCB Hf includ de obicei laminat epoxidic armat cu fibră de sticlă de calitate FR4, rășină polifenilen eter (PPO) și teflon. Teflonul este una dintre cele mai scumpe opțiuni datorită constantei sale dielectrice mici și stabile, pierderii dielectrice mici și, în general, absorbției scăzute a apei.

Multe aspecte ale plăcii PCB și ale tipului corespunzător de conector PCB trebuie luate în considerare la selectarea frecvenței ridicate, inclusiv constanta dielectrică (DK), disiparea, pierderea și grosimea dielectrică.

Cel mai important dintre acestea este Dk-ul materialului în cauză. Materialele cu o probabilitate ridicată de schimbare constantă dielectrică produc adesea modificări ale impedanței care perturbă armonicile care alcătuiesc semnalul digital și duc la o pierdere generală a integrității semnalului digital – un factor pe care hf PCBS este conceput să îl prevină.

Alte considerații la alegerea tipului de placă de circuit și a conectorului PC pe care să le utilizați la proiectarea hf PCBS includ:

• Pierderea dielectrică (DF), care afectează calitatea transmisiei semnalului. Pierderea dielectrică mică poate duce la o cantitate mică de deșeuri de semnal.

• Thermal expansion. Dacă materialele utilizate pentru construirea PCB-ului, cum ar fi folia de cupru, au rate de expansiune termică diferite, materialele se pot separa unele de altele din cauza schimbărilor de temperatură.

• Absorbtia apei. Consumul ridicat de apă poate afecta constanta dielectrică și pierderea dielectrică a unui PCB, mai ales atunci când este utilizat în medii umede.

• Alte rezistențe. Materialele utilizate pentru construirea HF PCBS trebuie să fie clasificate conform cerințelor pentru rezistența la căldură, rezistența la impact și substanțele chimice periculoase.

PCB cu suport din aluminiu

Designul unui PCB cu suport din aluminiu este aproximativ același cu cel al unui PCB cu susținere din cupru. Cu toate acestea, în loc să folosească fibră de sticlă, care este obișnuită în majoritatea tipurilor de plăci PCB, panoul din spate din aluminiu PCBS folosește substraturi din aluminiu sau cupru.

Introducere tip PCB

Suportul din aluminiu este căptușit cu izolație și este proiectat pentru a avea o rezistență termică redusă, ceea ce înseamnă că este transferată mai puțină căldură de la izolație la suport. Odată ce se aplică izolația, se aplică straturi de circuit de cupru de la 1 uncie la 10 inci grosime.

PCBS cu aluminiu are o serie de avantaje față de PCBS cu fibră de sticlă, inclusiv:

• Cost scăzut. Aluminiul este unul dintre cele mai abundente metale de pe Pământ, reprezentând 8.23% din greutatea pământului. Extractia de aluminiu este ușoară și ieftină, ceea ce ajută la reducerea costurilor în procesul de fabricație. Ca urmare, este mai ieftin să fabricați produse din aluminiu.

• protectia mediului. Aluminiul este netoxic și ușor de reciclat. Realizarea de circuite imprimate din aluminiu este, de asemenea, o modalitate bună de a economisi energie, deoarece este ușor de asamblat.

• disiparea căldurii. Aluminiul este unul dintre cele mai bune materiale care pot fi utilizate pentru a disipa căldura de la componentele cheie ale unei plăci de circuite. Nu radiază căldură în restul plăcii, ci în aer liber. PCBS din aluminiu se răcește mai repede decât PCBS din cupru de aceeași dimensiune.

• Durabilitatea materialului. Aluminiul este mai durabil decât materialele precum fibra de sticlă sau ceramică și este deosebit de bun pentru testele de cădere. Folosirea suporturilor mai puternice ajută la reducerea daunelor în timpul producției, transportului și instalării.

Toate aceste avantaje fac din PCBS din aluminiu o alegere excelentă pentru aplicații care necesită o putere de ieșire ridicată, cu toleranțe foarte strânse, inclusiv faruri de trafic, iluminat auto, surse de alimentare, controlere de motor și circuite de curent mare.

Pe lângă principalele domenii de utilizare, PCBS cu suport din aluminiu poate fi utilizat și în cazul în care este necesar un grad ridicat de stabilitate mecanică sau în cazul în care PCB-ul poate rezista la niveluri ridicate de solicitare mecanică. Acestea sunt mai puțin susceptibile la dilatarea termică decât panourile din fibră de sticlă, ceea ce înseamnă că alte materiale de pe placă, cum ar fi folia de cupru și izolația, sunt mai puțin susceptibile de a se desprinde, prelungind și mai mult durata de viață a produsului.

De-a lungul anilor, PCBS a evoluat de la PCBS simple cu un singur strat, cum ar fi calculatoare pentru dispozitive electronice, la sisteme mai complexe, cum ar fi designurile de teflon de înaltă frecvență. PCBS și-au găsit drumul în aproape fiecare industrie de pe pământ, de la electronice simple, cum ar fi soluții de iluminat până la industrii mai complexe, cum ar fi tehnologia medicală sau aerospațială.

Dezvoltarea PCBS a dus și la dezvoltarea materialelor de construcție PCB: nu mai este doar PCBS din folie de cupru susținută de fibră de sticlă. Noile materiale de construcție includ aluminiu, teflon și chiar materiale plastice flexibile. Materialele plastice flexibile și aluminiul în special au facilitat crearea de produse precum PCBS rigid-flexibil și cu aluminiu pentru a rezolva problemele comune asociate cu multe industrii.