Друкована 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.

Введення типу друкованої плати

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Більш складне обладнання, таке як комп’ютерна відеокарта або материнська плата, може мати кілька шарів, іноді 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. Окрім того, що вони використовуються у побутовій електроніці та комп’ютерах, різні типи PCBS використовуються у багатьох інших сферах, включаючи:

• Medical equipment. Електроніка зараз більш щільна і споживає менше енергії, ніж попередні вироби, тому можна перевірити нові та захоплюючі медичні технології. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Це допомагає полегшити деякі унікальні обмеження, пов’язані з розробкою пристроїв для використання в медицині через необхідність невеликих розмірів і невеликої ваги. PCBS вторглися у все, починаючи від маленьких пристроїв (наприклад, кардіостимуляторів) і закінчуючи великими (наприклад, рентгенівським обладнанням або CAT-сканерами).

• Industrial machinery. PCBS зазвичай використовуються у промислових машинах великої потужності. Товста мідна PCBS може бути використана там, де нинішня унційна мідна PCBS не відповідає вимогам. Товсті мідні PCBS є корисними у випадках, включаючи контролери двигунів, зарядні пристрої з високим струмом та промислові тестери навантаження.

• 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. Ці PCBS служать радіаторами і забезпечують більш високий рівень теплообміну, ніж стандартні 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. Залежно від специфікації та конструкції, вони також можуть бути дуже легкими, що необхідно для виробництва деталей у транспортній галузі. 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.

Існує багато типів друкованих плат, кожен зі своїми унікальними виробничими специфікаціями, типами матеріалів та застосуванням: одношарова друкована плата, двошарова друкована плата, багатошарова друкована плата, жорстка друкована плата, гнучка друкована плата, жорстка гнучка друкована плата, високочастотна друкована плата, алюмінієва задня панель Друкована плата.

Одношарова друкована плата

Одностороння або одностороння друкована плата-це друкована плата або підкладка, виготовлена ​​з однієї підкладки. 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.

Введення типу друкованої плати

Одношарові/односторонні друковані плати легко проектуються та виготовляються, оскільки вони зварюють різні схеми та компоненти лише з однієї сторони. This ubiquity means they can be purchased at low cost, especially for high-volume orders. Недорогі моделі з великою ємністю означають, що вони зазвичай використовуються в різних сферах застосування, включаючи калькулятори, камери, радіоприймачі та стереообладнання, твердотільні накопичувачі, принтери та блоки живлення.

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. Отвори, просвердлені через плату, дозволяють ланцюгам з одного боку плати підключатися до контурів з іншої сторони.

Введення типу друкованої плати

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 для поверхневого кріплення не може використовувати дроти як роз’єми. 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. Це дозволяє завершити схему з меншим простором, звільнивши місце, щоб плата могла виконувати більше функцій, часто швидше і вагою менше, ніж це дозволяє плата наскрізних отворів.

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.

Багатошарова друкована плата

Багатошарова друкована плата складається з серії з трьох або більше шарів двошарової друкованої плати. 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. Найбільша багатошарова друкована плата, коли -небудь побудована, має товщину 50 шарів.

Введення типу друкованої плати

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.

Жорстка 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. Жорсткі PCBS можуть бути простими одношаровими PCBS, або 8-шаровими або 10-шаровими PCBS.

Введення типу друкованої плати

Усі жорсткі друковані плати мають одно-, дво- або багатошарові структури, тому вони мають однакове застосування.

Гнучка друкована плата

На відміну від жорстких PCBS, які використовують антипригарні матеріали, такі як скловолокно, гнучкі PCBS виготовляються з матеріалів, які можна зігнути та перемістити, таких як пластик. 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.

Введення типу друкованої плати

Тим не менш, гнучка PCBS пропонує багато переваг перед жорсткою PCBS. The most striking of these advantages is their flexibility. Це означає, що їх можна скласти по краях і намотати по кутах. Their flexibility saves on cost and weight by using a single flexible PCB to cover areas that might need multiple rigid PCBS.

Гнучка PCBS також може бути використана в областях, на які може вплинути декілька жорстких PCBS. Environmental hazards. З цією метою вони виготовляються лише з матеріалів, які можуть бути водонепроникними, ударостійкими, стійкими до корозії або високотемпературного масла-такого варіанту не має традиційна жорстка ПХБ.

Гнучка тверда друкована 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.

Гнучка тверда PCBS має багато переваг перед використанням жорсткої або гнучкої PCBS лише в певних сферах застосування. Наприклад, жорсткі гнучкі пластини мають меншу кількість деталей, ніж традиційні жорсткі або гнучкі плити, оскільки варіанти проводки для обох можна об’єднати 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.

Введення типу друкованої плати

Гнучкі жорсткі PCBS найчастіше зустрічаються в додатках, де найбільше занепокоєння займає простір чи вага, включаючи мобільні телефони, цифрові фотоапарати, кардіостимулятори та автомобілі.

High-frequency PCB

Hf PCBS стосується загальних елементів конструкції друкованої плати, а не конструкції друкованої плати, як у попередніх моделях. Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

Введення типу друкованої плати

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.

Найважливішим з них є Dk матеріалу, про який йдеться. Матеріали з високою ймовірністю зміни діелектричної постійної часто викликають зміни імпедансу, які порушують гармоніки, що складають цифровий сигнал, і призводять до загальної втрати цілісності цифрового сигналу – фактора, який призначений для запобігання високочастотному ПХБ.

Інші міркування при виборі типу друкованої плати та роз’єму для ПК, які слід використовувати при проектуванні високоякісної PCBS, включають:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Невеликі діелектричні втрати можуть спричинити невелику кількість відходів сигналу.

• Thermal expansion. Якщо матеріали, що використовуються для виготовлення друкованої плати, такі як мідна фольга, мають різну швидкість теплового розширення, матеріали можуть відокремлюватися один від одного через зміну температури.

• Поглинання води. Високий рівень споживання води може вплинути на діелектричну проникність та діелектричні втрати друкованої плати, особливо при використанні у вологих середовищах.

• Інші резистори. Матеріали, що використовуються для виготовлення ВЧ ПХБ, мають оцінюватися як необхідні для термостійкості, ударостійкості та небезпечних хімічних речовин.

Алюмінієва друкована плата

Конструкція друкованої плати з алюмінієвою опорою приблизно така ж, як і з друкованої плати з мідною опорою. Однак замість використання склопластику, що є поширеним у більшості типів друкованих плат, друковані плати з алюмінію використовують алюмінієві або мідні підкладки.

Введення типу друкованої плати

Алюмінієва підкладка обшита ізоляцією і має низький тепловий опір, тобто менше тепло передається від ізоляції до основи. Після нанесення ізоляції наносяться шари мідного контуру товщиною від 1 унції до 10 дюймів.

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

• Низька вартість. Алюміній – один з найпоширеніших металів на Землі, на його частку припадає 8.23% маси Землі. Видобуток алюмінію простий і дешевий, що допомагає скоротити витрати у процесі виробництва. В результаті дешевше виготовляти вироби з алюмінію.

• охорона навколишнього середовища. Алюміній нетоксичний і його легко переробляти. Виготовлення друкованих плат з алюмінію – це також хороший спосіб економії енергії, оскільки його легко зібрати.

• heat dissipation. Алюміній – один з найкращих матеріалів, які можна використовувати для відводу тепла від ключових компонентів друкованої плати. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Алюмінієві PCBS охолоджуються швидше, ніж мідні PCBS того ж розміру.

• Стійкість матеріалу. Алюміній більш міцний, ніж матеріали, такі як скловолокно або кераміка, і особливо хороший для випробувань на падіння. Використання міцніших поверхонь допомагає зменшити пошкодження під час виготовлення, транспортування та монтажу.

Всі ці переваги роблять алюмінієву друковану плату відмінним вибором для застосувань, що потребують високої вихідної потужності з дуже жорсткими допусками, включаючи світлофори, автомобільне освітлення, блоки живлення, контролери двигунів та ланцюги високого струму.

На додаток до основних областей їх застосування, ПХБ на основі алюмінію також можуть бути використані там, де потрібна висока ступінь механічної стабільності або там, де друкована плата може витримувати високі рівні механічних навантажень. 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.

Протягом багатьох років PCBS еволюціонували від простих одношарових PCBS, таких як калькулятори для електронних пристроїв, до більш складних систем, таких як високочастотні тефлонові конструкції. PCBS знайшли свій шлях майже у всіх галузях на землі, починаючи від простої електроніки, наприклад, освітлювальних рішень, і закінчуючи більш складними галузями, такими як медична чи аерокосмічна техніка.

Розвиток PCBS також призвів до розвитку будівельних матеріалів з PCB: більше не тільки PCBS з мідної фольги, підкріпленої скловолокном. Нові будівельні матеріали включають алюміній, тефлон і навіть гнучкі пластики. Гнучкі пластмаси та алюміній, зокрема, сприяли створенню таких продуктів, як жорсткий гнучкий та алюмінієвий PCBS для вирішення загальних проблем, пов’язаних з багатьма галузями промисловості.