Штампана плоча (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. ПЦБС су обично направљени од фибергласа, композитне епоксидне смоле или других композитних материјала.

Увод у врсту ПЦБ -а

Већина ПЦБС -а за једноставне електронске уређаје је једноставна и састоји се само од једног слоја. Сложенији хардвер, попут рачунарских графичких картица или матичних плоча, може имати више слојева, понекад чак 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. Осим што се користе у потрошачкој електроници и рачунарима, различите врсте ПЦБС -а се користе у разним другим областима, укључујући:

• Медицинска опрема. Електроника је сада гушћа и троши мање енергије од претходних производа, па се могу тестирати нове и узбудљиве медицинске технологије. Већина медицинских уређаја користи ПЦБС велике густине за стварање најмањих и најгушћих дизајна. Ово помаже у ублажавању неких јединствених ограничења укључених у развој уређаја за употребу у медицини због потребе мале величине и мале тежине. ПЦБС је провалио у све, од малих уређаја (попут пејсмејкера) до великих (попут опреме за рендген или ЦАТ скенера).

• Индустријске машине. ПЦБС се обично користи у индустријским машинама велике снаге. Дебели бакарни ПЦБС може се користити тамо где тренутни бакарни ПЦБС од једне унце не задовољава захтеве. Дебљи бакарни ПЦБС корисни су у случајевима укључујући контролере мотора, високострујне пуњаче батерија и тестере индустријског оптерећења.

• осветљење. Због тога што су решења за осветљење заснована на ЛЕД-има популарна због ниске потрошње енергије и велике ефикасности, тако се и ПЦБС од алуминијумске плоче користи за њихову израду. Ови ПЦБС служе као радијатори и омогућавају већи ниво преноса топлоте од стандардних ПЦБС. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Аутомобилска и ваздухопловна индустрија. Аутомобилска и ваздухопловна индустрија користе флексибилни ПЦБС дизајниран да издржи окружења са високим вибрацијама уобичајена у оба поља. У зависности од спецификација и дизајна, они такође могу бити веома лагани, што је неопходно за производњу делова у транспортној индустрији. 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.

Постоји много врста ПЦБ плоча, свака са својим јединственим производним спецификацијама, врстама материјала и употребом: једнослојна ПЦБ, двослојна ПЦБ, вишеслојна ПЦБ, крута ПЦБ, флексибилна ПЦБ, крута флексибилна ПЦБ, високофреквентна ПЦБ, алуминијумска стражња страна ПЦБ.

Једнослојна ПЦБ

Једнострано или једнострано ПЦБ је ПЦБ или подлога направљена од једне подлоге. Једна страна подлоге премазана је танким металним слојем. Бакар је најчешћи премаз због добре електричне проводљивости. 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.

Увод у врсту ПЦБ -а

Једнослојни/једнострани ПЦБС лако се дизајнирају и производе јер заварују различита кола и компоненте само на једној страни. Ова свеприсутност значи да се могу купити по ниским ценама, посебно за велике количине наруџбина. Јефтини модели великог капацитета значе да се обично користе у разним апликацијама, укључујући калкулаторе, камере, радио и стерео опрему, ССД уређаје, штампаче и напајања.

Double-layer printed circuit board

Материјал подлоге за двострану или двострану штампану плочу има танак слој проводљивог метала, попут бакра, нанесен на обе стране плоче. Рупе избушене кроз плочу омогућавају повезивање кола са једне стране плоче на кола са друге стране.

Увод у врсту ПЦБ -а

Компоненте кола и двослојна ПЦБ плоча обично су повезане на један од два начина: помоћу пролазног отвора или помоћу површинског носача. 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.

ПЦБС за површинско монтирање не може користити жице као конекторе. Уместо тога, многи мали водичи су заварени директно на плочу, што значи да се сама плоча користи као површина ожичења за различите компоненте. Ово омогућава да се круг употпуни са мање простора, ослобађајући простор како би плоча могла обављати више функција, често брже и мање тежине него што би плоча са отворима дозволила.

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.

Вишеслојни ПЦБ

Вишеслојна ПЦБ се састоји од низа три или више слојева двослојних ПЦБС. Ове плоче се затим држе заједно са посебним лепком и причвршћују између изолационих делова како би се осигурало да се вишак топлоте не отопи ниједна компонента. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. Највећи вишеслојни ПЦБ икада направљен има дебљину од 50 слојева.

Увод у врсту ПЦБ -а

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.

Чврста ПЦБ

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.

Чврста композиција ПЦБ -а је вероватно највећи број произведених ПЦБС -а. Ови ПЦБС -ови се могу користити свуда где се сама ПЦБ плоча мора поставити у облик и остати таква до краја живота уређаја. Крути ПЦБС могу бити једноставни једнослојни ПЦБС, или 8-слојни или 10-слојни ПЦБС.

Увод у врсту ПЦБ -а

Сви крути ПЦБС -и имају једноструке, двоструке или вишеслојне структуре, па дијеле исту апликацију.

Флексибилна ПЦБ

За разлику од крутих ПЦБС-а, који користе неприањајуће материјале попут стаклених влакана, флексибилни ПЦБС су направљени од материјала који се могу савијати и померати, попут пластике. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Будући да их је потребно штампати на флексибилним материјалима, њихова производња је скупља.

Увод у врсту ПЦБ -а

Ипак, флексибилни ПЦБС нуди многе предности у односу на крути ПЦБС. The most striking of these advantages is their flexibility. То значи да се могу преклопити око ивица и намотати око углова. Њихова флексибилност штеди на трошковима и тежини коришћењем једног флексибилног ПЦБ -а за покривање подручја која би могла захтевати више чврстих ПЦБС -а.

Флексибилни ПЦБС се такође може користити у подручјима на која може утицати више крутих ПЦБС. Опасности за животну средину. У ту сврху, они се производе само од материјала који могу бити водоотпорни, отпорни на ударце, отпоран на корозију или на високим температурама-опција коју традиционални чврсти ПЦБС можда нема.

Флексибилна, чврста ПЦБ

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. Флексибилна крута плоча састоји се од више флексибилних слојева ПЦБ -а причвршћених на више крутих слојева ПЦБ -а.

Флексибилни чврсти ПЦБС имају многе предности у односу на употребу крутог или флексибилног ПЦБС -а само у одређеним апликацијама. На пример, круто-флексибилне плоче имају мањи број делова од традиционалних крутих или флексибилних плоча, јер се опције ожичења за обе могу комбиновати у једну плочу. 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.

Увод у врсту ПЦБ -а

Флексибилни, чврсти ПЦБС најчешће се налазе у апликацијама где простор или тежина представљају највећу бригу, укључујући мобилне телефоне, дигиталне фотоапарате, пејсмејкере и аутомобиле.

ПЦБ високе фреквенције

Хф ПЦБС се односи на опште елементе дизајна ПЦБ -а, а не на ПЦБ конструкцију као у претходним моделима. Хф ПЦБС су штампане плоче дизајниране за пренос сигнала већих од 1 гигахерца.

Увод у врсту ПЦБ -а

Хф ПЦБ материјали обично укључују епоксидни ламинат ојачан стакленим влакнима разреда ФР4, смолу од полифенилен етра (ППО) и тефлон. Тефлон је једна од најскупљих опција због мале и стабилне диелектричне константе, малог диелектричног губитка и укупне ниске апсорпције воде.

Приликом одабира високе фреквенције потребно је узети у обзир многе аспекте ПЦБ плоче и одговарајуће врсте ПЦБ конектора, укључујући диелектричну константу (ДК), расипање, губитак и дебљину диелектрика.

Најважнији од њих је Дк дотичног материјала. Материјали са великом вероватноћом промене диелектричне константе често производе промене импедансе које нарушавају хармонике који чине дигитални сигнал и доводе до укупног губитка интегритета дигиталног сигнала – фактор који је хф ПЦБС дизајниран да спречи.

Остала разматрања при одабиру врсте штампане плоче и конектора за рачунар који ће се користити при дизајнирању хф ПЦБС -а укључују:

• Диелектрични губитак (ДФ), који утиче на квалитет преноса сигнала. Мали губитак диелектрика може довести до мале количине отпадног сигнала.

• Thermal expansion. Ако материјали који се користе за израду ПЦБ -а, попут бакарне фолије, имају различите стопе топлотног ширења, материјали се могу одвојити један од другог због температурних промена.

• Упијање воде. Велики унос воде може утицати на диелектричну константу и диелектрични губитак ПЦБ -а, посебно када се користи у влажним срединама.

• Остали отпорници. Материјали који се користе за израду ВФ ПЦБС -а морају бити оцењени као потребни за отпорност на топлоту, отпорност на ударце и опасне хемикалије.

ПЦБ са алуминијумском подлогом

Дизајн ПЦБ -а са алуминијумском подлогом отприлике је исти као и ПЦБ са бакарном подлогом. Међутим, уместо употребе фибергласа, што је уобичајено у већини типова ПЦБ плоча, ПЦБС алуминијумске плоче користе алуминијумске или бакарне подлоге.

Увод у врсту ПЦБ -а

Алуминијумска подлога обложена је изолацијом и дизајнирана је тако да има ниску топлотну отпорност, што значи да се мање топлоте преноси са изолације на подлогу. Када се изолација нанесе, наносе се слојеви бакарног кола дебљине од 1 унце до 10 инча.

ПЦБС са алуминијумском подлогом има низ предности у односу на ПЦБС са стакленим влакнима, укључујући:

• Ниска цена. Алуминијум је један од најраспрострањенијих метала на Земљи и чини 8.23% Земљине тежине. Вађење алуминијума је једноставно и јефтино, што помаже у смањењу трошкова у производном процесу. Због тога је јефтиније правити производе од алуминијума.

• заштита животне средине. Алуминијум није отрован и лако се рециклира. Израда штампаних плоча од алуминијума такође је добар начин за уштеду енергије јер се лако саставља.

• расипање топлоте. Алуминијум је један од најбољих материјала који се може користити за одвођење топлоте од кључних компоненти штампане плоче. Не зрачи топлоту у остатак плоче, већ у ваздух. Алуминијумски ПЦБС се хлади брже од бакарних ПЦБС исте величине.

• Трајност материјала. Алуминијум је издржљивији од материјала попут стаклопластике или керамике и посебно је добар за испитивања падова. Коришћење јачих подлога помаже у смањењу оштећења током производње, транспорта и уградње.

Све ове предности чине алуминијумски ПЦБС одличним избором за апликације које захтевају високу излазну снагу у оквиру врло ниских толеранција, укључујући фарове, осветљење аутомобила, напајање, контролере мотора и струјна кола.

Осим својих главних подручја примене, ПЦБС са алуминијумском подлогом могу се такође користити тамо где је потребан висок степен механичке стабилности или где ПЦБ може издржати висок ниво механичког напрезања. Мање су подложни топлотном ширењу од панела од фибергласа, што значи да је мање вероватно да ће се други материјали на плочи, попут бакарне фолије и изолације, одлепити, што продужава животни век производа.

Током година, ПЦБС је еволуирао од једноставних једнослојних ПЦБС-а, попут калкулатора за електронске уређаје, до сложенијих система, као што је високофреквентни тефлонски дизајн. ПЦБС су пронашли свој пут у готово све индустрије на свету, од једноставне електронике попут решења за осветљење па све до сложенијих индустрија попут медицинске или ваздухопловне технологије.

Развој ПЦБС -а је такође довео до развоја ПЦБ грађевинског материјала: више нису само ПЦБС направљени од бакарне фолије подржане фибергласом. Нови грађевински материјали укључују алуминијум, тефлон, па чак и савитљиву пластику. Савитљива пластика и алуминијум су посебно олакшали стварање производа као што су чврсти и флексибилни ПЦБС са алуминијумском подлогом за решавање уобичајених проблема повезаних са многим индустријама.