Tiskano vezje (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 so običajno izdelani iz steklenih vlaken, kompozitne epoksi smole ali drugih kompozitnih materialov.

Uvod v vrsto PCB

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Kompleksnejša strojna oprema, kot so računalniške grafične kartice ali matične plošče, ima lahko več plasti, včasih celo 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. Poleg tega, da se uporabljajo v potrošniški elektroniki in računalnikih, se različne vrste PCBS uporabljajo na številnih drugih področjih, vključno z:

• Medicinska oprema. Elektronika je zdaj bolj gosta in porabi manj energije kot prejšnji izdelki, zato je mogoče preizkusiti nove in vznemirljive medicinske tehnologije. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. To pomaga ublažiti nekatere edinstvene omejitve pri razvoju naprav za uporabo na medicinskem področju zaradi potrebe po majhnosti in majhni teži. PCBS je vdrl v vse, od majhnih naprav (kot so spodbujevalniki) do velikih (na primer rentgenska oprema ali skenerji CAT).

• Industrijski stroji. PCBS se običajno uporabljajo v industrijskih strojih z veliko močjo. Debel bakreni PCBS se lahko uporablja, kadar trenutni baker PCBS za eno unčo ne ustreza zahtevam. Debelejši bakreni PCBS so koristni v primerih, kot so krmilniki motorjev, visokonapetostni polnilniki baterij in industrijski preizkuševalci obremenitev.

• lighting. Ker so svetlobne rešitve na osnovi LED priljubljene zaradi nizke porabe energije in visokega izkoristka, so za njihovo izdelavo uporabljene tudi aluminijaste hrbtne plošče PCBS. Ti PCBS služijo kot radiatorji in omogočajo višjo stopnjo prenosa toplote kot standardni 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. Odvisno od specifikacij in zasnove so lahko tudi zelo lahki, kar je potrebno za proizvodnjo delov v transportni industriji. 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.

Obstaja veliko vrst PCB plošč, od katerih ima vsaka svoje edinstvene proizvodne specifikacije, vrste materialov in uporabo: enoslojna PCB, dvoslojna PCB, večplastna PCB, toga PCB, fleksibilna PCB, trdna fleksibilna PCB, visokofrekvenčna PCB, aluminijasta hrbtna stran PCB.

Enoslojno tiskano vezje

Enostransko ali enostransko tiskano vezje je tiskano vezje ali substrat iz ene same podlage. Ena stran podlage je prevlečena s tanko kovinsko plastjo. Baker je najpogostejši premaz zaradi dobre električne prevodnosti. 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.

Uvod v vrsto PCB

Enoslojni/enostranski PCBS so enostavni za oblikovanje in izdelavo, saj zvarijo različna vezja in komponente samo na eni strani. Ta vseprisotnost pomeni, da jih je mogoče kupiti po nizki ceni, zlasti za velika naročila. Poceni modeli z visoko zmogljivostjo pomenijo, da se pogosto uporabljajo v različnih aplikacijah, vključno s kalkulatorji, kamerami, radijskimi in stereo napravami, pogoni SSD, tiskalniki in napajalniki.

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. Luknje, izvrtane skozi ploščo, omogočajo, da se vezja na eni strani plošče povežejo z vezji na drugi strani.

Uvod v vrsto PCB

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.

PCBS za površinsko montažo ne more uporabljati žic kot priključkov. 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. To omogoča, da se vezje zaključi z manj prostora, s čimer se sprosti prostor, da plošča lahko opravlja več funkcij, pogosto hitreje in tehta manj, kot bi dovoljevala plošča skozi luknje.

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.

Večplastna tiskana vezja

Večplastno PCB je sestavljeno iz serije treh ali več plasti dvoslojnih 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. Največja večplastna PCB doslej je debela 50 slojev.

Uvod v vrsto 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.

Trdi PCB

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. Togi PCBS so lahko preprosti enoslojni PCBS ali 8-slojni ali 10-slojni PCBS.

Uvod v vrsto PCB

Vsi togi PCBS imajo enojne, dvojne ali večplastne strukture, zato si delijo isto aplikacijo.

Prilagodljiv PCB

Za razliko od togih PCBS, ki uporabljajo nelepljive materiale, na primer steklena vlakna, so prilagodljivi PCBS izdelani iz materialov, ki jih je mogoče upogniti in premakniti, na primer iz plastike. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Ker jih je treba natisniti na prožne materiale, je njihova proizvodnja dražja.

Uvod v vrsto PCB

Kljub temu prožni PCBS ponujajo številne prednosti pred togim PCBS. The most striking of these advantages is their flexibility. To pomeni, da jih je mogoče zložiti okoli robov in naviti okoli vogalov. Their flexibility saves on cost and weight by using a single flexible PCB to cover areas that might need multiple rigid PCBS.

Prilagodljiv PCBS se lahko uporablja tudi na območjih, na katera lahko vpliva več togih PCBS. Environmental hazards. V ta namen so izdelani samo iz materialov, ki so lahko vodoodporni, odporni proti udarcem, odporni proti koroziji ali visokotemperaturnemu olju-možnost, ki je tradicionalni togi PCBS morda nimajo.

Prilagodljivo togo PCB

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.

Prilagodljivi togi PCBS imajo številne prednosti pred uporabo togih ali prilagodljivih PCBS samo v določenih aplikacijah. Na primer, togo fleksibilne plošče imajo manjše število delov kot tradicionalne toge ali prilagodljive plošče, ker je mogoče ožičenje obeh združiti v eno ploščo. 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.

Uvod v vrsto PCB

Prilagodljive toge PCBS najpogosteje najdemo v aplikacijah, kjer je prostor ali teža najbolj zaskrbljujoč, vključno z mobilnimi telefoni, digitalnimi fotoaparati, spodbujevalniki in avtomobili.

Visokofrekvenčno tiskano vezje

Hf PCBS se nanašajo na splošne elemente oblikovanja PCB in ne na konstrukcijo PCB, kot v prejšnjih modelih. Hf PCBS so tiskana vezja, namenjena prenosu signalov, ki presegajo 1 gigaherc.

Uvod v vrsto PCB

Materiali Hf PCB običajno vključujejo epoksi laminat, ojačan s steklenimi vlakni, razred FR4, smolo iz polifenilen etra (PPO) in teflon. Teflon je ena najdražjih možnosti zaradi majhne in stabilne dielektrične konstante, majhnih dielektričnih izgub in splošne nizke absorpcije vode.

Pri izbiri visoke frekvence je treba upoštevati številne vidike PCB plošče in njene ustrezne vrste priključka PCB, vključno z dielektrično konstanto (DK), disipacijo, izgubo in debelino dielektrika.

Najpomembnejši med njimi je Dk zadevnega materiala. Materiali z veliko verjetnostjo spremembe dielektrične konstante pogosto povzročijo spremembe impedance, ki motijo ​​harmonike, ki sestavljajo digitalni signal, in povzročijo splošno izgubo integritete digitalnega signala – dejavnik, ki ga hf PCBS preprečuje.

Drugi dejavniki pri izbiri vrste vezja in računalniškega priključka za načrtovanje hf PCBS vključujejo:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Majhne dielektrične izgube lahko povzročijo majhno količino odpadnih signalov.

• Thermal expansion. Če imajo materiali, uporabljeni za izdelavo PCB, na primer bakrena folija, različne stopnje toplotnega raztezanja, se lahko materiali med seboj ločijo zaradi temperaturnih sprememb.

• Vpijanje vode. Visok vnos vode lahko vpliva na dielektrično konstanto in dielektrično izgubo PCB -ja, zlasti pri uporabi v mokrih okoljih.

• Drugi upori. Materiali, uporabljeni za izdelavo VF PCBS, se ocenijo kot potrebni za toplotno odpornost, odpornost na udarce in nevarne kemikalije.

PCB z aluminijasto podlago

Zasnova tiskanega vezja z aluminijasto podlago je približno enaka kot pri bakrenem tiskanem vezju. Vendar pa namesto uporabe steklenih vlaken, ki so pogoste pri večini tipov PCB plošč, aluminijaste plošče PCBS uporabljajo aluminijaste ali bakrene podlage.

Uvod v vrsto PCB

Aluminijasta podlaga je obložena z izolacijo in je oblikovana tako, da ima nizko toplotno upornost, kar pomeni, da se manj toplote prenese iz izolacije na podlago. Ko je izolacija nanesena, se nanesejo plasti bakrenega kroga debeline 1 unč do 10 centimetrov.

PCBS z aluminijasto podlago ima številne prednosti pred PCBS iz steklenih vlaken, med drugim:

• Poceni. Aluminij je ena najpogostejših kovin na Zemlji in predstavlja 8.23% zemeljske teže. Pridobivanje aluminija je enostavno in poceni, kar pomaga zmanjšati stroške v proizvodnem procesu. Posledično je ceneje izdelovati izdelke iz aluminija.

• varstvo okolja. Aluminij ni strupen in ga je enostavno reciklirati. Izdelava tiskanih vezij iz aluminija je tudi dober način za varčevanje z energijo, saj jih je enostavno sestaviti.

• heat dissipation. Aluminij je eden najboljših materialov, ki ga je mogoče uporabiti za odvajanje toplote iz ključnih sestavnih delov vezja. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Aluminij PCBS se ohladi hitreje kot baker PCBS enake velikosti.

• Obstojnost materiala. Aluminij je bolj trpežen od materialov, kot so steklena vlakna ali keramika, in je še posebej primeren za preskuse padcev. Uporaba močnejših podlag pomaga zmanjšati poškodbe med proizvodnjo, prevozom in namestitvijo.

Zaradi vseh teh prednosti je aluminijasti PCBS odlična izbira za aplikacije, ki zahtevajo visoko izhodno moč v zelo majhnih odstopanjih, vključno s prometnimi žarometi, avtomobilsko razsvetljavo, napajalniki, krmilniki motorjev in visokotokovnimi vezji.

Poleg svojih glavnih področij uporabe se lahko PCBS z aluminijasto podlago uporabljajo tudi tam, kjer je potrebna visoka stopnja mehanske stabilnosti ali kjer lahko PCB prenese visoke stopnje mehanskih obremenitev. 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.

PCBS se je skozi leta razvil iz preprostih enoslojnih PCBS, kot so kalkulatorji za elektronske naprave, v bolj zapletene sisteme, kot so visokofrekvenčni teflonski modeli. PCBS so se znašli v skoraj vseh panogah na svetu, od preproste elektronike, kot so svetlobne rešitve, pa vse do bolj zapletenih panog, kot sta medicina ali vesoljska tehnologija.

Razvoj PCBS je privedel tudi do razvoja gradbenih materialov PCB: ne samo PCBS iz bakrene folije, podprte s steklenimi vlakni. Novi gradbeni materiali vključujejo aluminij, teflon in celo upogljivo plastiko. Upogljiva plastika in aluminij so zlasti olajšali nastanek izdelkov, kot so trdno fleksibilni in aluminijasti PCBS za reševanje skupnih težav, povezanih s številnimi industrijami.