Печатная плата (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.

Введение типа печатной платы

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Более сложное оборудование, такое как компьютерные видеокарты или материнские платы, может иметь несколько слоев, иногда до 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. Помимо использования в бытовой электронике и компьютерах, различные типы PCBS используются во множестве других областей, в том числе:

• Medical equipment. Электроника стала более плотной и потребляет меньше энергии, чем предыдущие продукты, поэтому можно тестировать новые интересные медицинские технологии. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Это помогает смягчить некоторые уникальные ограничения, связанные с разработкой устройств для использования в области медицины, из-за необходимости небольшого размера и легкого веса. PCBS проникли во все: от небольших устройств (например, кардиостимуляторов) до больших (например, рентгеновского оборудования или компьютерных томографов).

• Industrial machinery. PCBS обычно используются в мощном промышленном оборудовании. Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. Более толстые медные печатные платы полезны для контроллеров двигателей, сильноточных зарядных устройств и промышленных нагрузочных тестеров.

• 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. Эти печатные платы служат радиаторами и обеспечивают более высокий уровень теплопередачи, чем стандартные печатные платы. 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. В зависимости от спецификации и конструкции они также могут быть очень легкими, что необходимо для изготовления деталей в транспортной отрасли. 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.

Существует множество типов печатных плат, каждая со своими уникальными производственными спецификациями, типами материалов и использованием: однослойная печатная плата, двухслойная печатная плата, многослойная печатная плата, жесткая печатная плата, гибкая печатная плата, жесткая гибкая печатная плата, высокочастотная печатная плата, алюминиевая задняя панель. Печатная плата.

A single layer PCB

Single – or single-sided PCB is a PCB or substrate made from a single substrate. 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.

Введение типа печатной платы

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. Недорогие модели с большой емкостью означают, что они обычно используются в различных приложениях, включая калькуляторы, камеры, радио и стереооборудование, твердотельные накопители, принтеры и источники питания.

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. Отверстия, просверленные в плате, позволяют схемам на одной стороне платы подключаться к схемам на другой стороне.

Введение типа печатной платы

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.

Печатная плата для поверхностного монтажа не может использовать провода в качестве разъемов. 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. Это позволяет завершить схему с меньшим пространством, освобождая место, чтобы позволить плате выполнять больше функций, часто быстрее и с меньшим весом, чем позволяет плата со сквозными отверстиями.

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.

Многослойная печатная плата

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.

Введение типа печатной платы

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.

Жесткая печатная плата

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. Жесткая PCBS может быть простой однослойной PCBS, 8- или 10-слойной PCBS.

Введение типа печатной платы

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

Гибкая печатная плата

В отличие от жестких печатных плат, в которых используются антипригарные материалы, такие как стекловолокно, гибкие печатные платы изготавливаются из материалов, которые можно сгибать и перемещать, например из пластика. 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.

Введение типа печатной платы

Тем не менее, гибкие печатные платы имеют много преимуществ по сравнению с жесткими печатными платами. 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.

Гибкая печатная плата также может использоваться в областях, на которые может воздействовать несколько жестких печатных плат. Environmental hazards. To this end, they are manufactured only from materials that may be waterproof, shockproof, corrosion-resistant or high-temperature oil-an option that traditional rigid PCBS may not have.

Гибкая жесткая печатная плата

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. The flexible rigid board is composed of multiple flexible PCB layers attached to multiple rigid PCB layers.

Flexible rigid PCBS have many advantages over using rigid or flexible PCBS only in certain applications. Например, жестко-гибкие пластины имеют меньшее количество частей, чем традиционные жесткие или гибкие пластины, потому что варианты проводки для обоих могут быть объединены в одну пластину. 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.

Введение типа печатной платы

Гибкие жесткие PCBS чаще всего используются в приложениях, где пространство или вес имеют наибольшее значение, в том числе в мобильных телефонах, цифровых камерах, кардиостимуляторах и автомобилях.

Высокочастотная печатная плата

Hf PCBS относится к общим элементам дизайна печатной платы, а не к конструкции печатной платы, как в предыдущих моделях. Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

Введение типа печатной платы

Hf PCB materials typically include FR4 grade glass fiber reinforced epoxy laminate, polyphenylene ether (PPO) resin and teflon. Teflon is one of the most expensive options because of its small and stable dielectric constant, small dielectric loss and overall low water absorption.

Many aspects of the PCB board and its corresponding type of PCB connector need to be considered when selecting high frequency, including dielectric constant (DK), dissipation, loss, and dielectric thickness.

Наиболее важным из них является Dk рассматриваемого материала. Материалы с высокой вероятностью изменения диэлектрической проницаемости часто вызывают изменения импеданса, которые нарушают гармоники, составляющие цифровой сигнал, и приводят к общей потере целостности цифрового сигнала – фактор, для предотвращения которого разработаны высокочастотные печатные платы.

Other considerations when choosing the type of circuit board and PC connector to use when designing hf PCBS include:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Small dielectric loss may result in a small amount of signal waste.

• Thermal expansion. If the materials used to build the PCB, such as copper foil, have different thermal expansion rates, the materials may separate from each other due to temperature changes.

• Water absorption. High water intake can affect the dielectric constant and dielectric loss of a PCB, especially when used in wet environments.

• Other resistors. Materials used to construct HF PCBS shall be rated as required for heat resistance, impact resistance and hazardous chemicals.

Aluminum backing PCB

The design of an aluminum backed PCB is roughly the same as that of a copper backed PCB. Однако вместо использования стекловолокна, которое является обычным для большинства типов печатных плат, в алюминиевых печатных платах объединительной платы используются алюминиевые или медные подложки.

Введение типа печатной платы

The aluminum backing is lined with insulation and is designed to have low thermal resistance, meaning less heat is transferred from the insulation to the backing. Once insulation is applied, layers of copper circuit from 1 ounce to 10 inches thick are applied.

Aluminum backed PCBS have a number of advantages over fiberglass backed PCBS, including:

• Low cost. Aluminum is one of the most abundant metals on Earth, accounting for 8.23% of the earth’s weight. Mining aluminum is easy and cheap, which helps reduce costs in the manufacturing process. As a result, it is cheaper to make products out of aluminum.

• environmental protection. Алюминий нетоксичен и легко перерабатывается. Изготовление печатных плат из алюминия также является хорошим способом экономии энергии, поскольку его легко собрать.

• heat dissipation. Алюминий – один из лучших материалов, который может использоваться для отвода тепла от ключевых компонентов печатной платы. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Алюминиевые печатные платы охлаждаются быстрее, чем медные печатные платы того же размера.

• Прочность материала. Алюминий более прочен, чем стекловолокно или керамика, и особенно хорошо подходит для испытаний на падение. Использование более прочных подложек помогает уменьшить повреждение при производстве, транспортировке и установке.

Все эти преимущества делают алюминиевые PCBS отличным выбором для приложений, требующих высокой выходной мощности с очень жесткими допусками, включая светофоры, автомобильное освещение, источники питания, контроллеры двигателей и сильноточные цепи.

Помимо основных областей применения, печатные платы с алюминиевой основой также могут использоваться там, где требуется высокая степень механической стабильности или где печатная плата может выдерживать высокие уровни механических нагрузок. They are less susceptible to thermal expansion than fiberglass panels, which means that other materials on the board, such as copper foil and insulation, are less likely to peel off, further extending the life of the product.

С годами PCBS эволюционировали от простых однослойных PCBS, таких как калькуляторы для электронных устройств, до более сложных систем, таких как высокочастотные тефлоновые конструкции. PCBS нашли свое применение почти во всех отраслях промышленности на Земле, от простой электроники, такой как световые решения, до более сложных отраслей, таких как медицина или аэрокосмические технологии.

Разработка PCBS также привела к разработке строительных материалов для печатных плат: это уже не просто PCBS, изготовленные из медной фольги на основе стекловолокна. Новые строительные материалы включают алюминий, тефлон и даже гибкие пластмассы. Гибкие пластмассы и, в частности, алюминий способствовали созданию таких продуктов, как жестко-гибкие печатные платы с алюминиевой подложкой, для решения общих проблем, связанных со многими отраслями промышленности.