Predstavitev PCB plošče in njeno področje uporabe
Tiskano vezje:
Tiskano vezje (PCB) je fizična podlaga ali platforma, na katero je mogoče variti elektronske komponente. Bakrove sledi povezujejo te komponente med seboj in omogočajo delovanje tiskanega vezja tako, kot je zasnovano.
Tiskano vezje je jedro elektronske naprave, lahko je poljubne oblike in velikosti, odvisno od uporabe elektronske naprave. Najpogostejši substrat/material substrata za PCB je FR-4. PCB na osnovi FR-4 običajno najdemo v številnih elektronskih napravah in njihova proizvodnja je pogosta. V primerjavi z večplastnimi tiskanimi vezji je enostavnejše in dvostransko tiskano vezje lažje izdelati.
PCB FR-4 je narejen iz steklenih vlaken in epoksidne smole v kombinaciji z laminirano bakreno oblogo. Nekateri odlični primeri kompleksnih večplastnih (do 12 -slojnih) tiskanih vezij so računalniške grafične kartice, matične plošče, mikroprocesorske plošče, FPGA -ji, CPLD -ji, trdi diski, RF LNA, viri satelitskih komunikacijskih anten, napajalniki za preklopni način, telefoni Android in drugo . Obstaja tudi veliko primerov, ko se uporabljajo preprosti enoslojni in dvoslojni tiskani vezji, kot so televizorji CRT, analogni osciloskopi, ročni kalkulatorji, računalniške miške, radijska vezja FM.
Uporaba PCB:
1. Medicinska oprema:
Današnji napredek medicinske znanosti je v celoti posledica hitre rasti elektronske industrije. Večina medicinskih pripomočkov, kot so merilniki pH, senzorji srčnega utripa, meritve temperature, aparati za EKG/EEG, aparati za magnetno resonanco, rentgenski žarki, CT, stroji za merjenje krvnega tlaka, naprave za merjenje ravni glukoze, inkubatorji, mikrobiološke naprave in številne druge naprave ločeno temeljijo na elektronskih tiskanih vezij. Te PCB so običajno kompaktne in imajo majhen faktor oblike. Gostota pomeni, da so manjše komponente SMT nameščene v manjših velikostih PCB. Ti medicinski pripomočki so manjši, prenosni, lahki in enostavni za uporabo.
2. Industrijska oprema.
PCB se pogosto uporabljajo tudi v proizvodnji, tovarnah in bližnjih tovarnah. Te industrije imajo visokozmogljivo mehansko opremo, ki jo poganjajo vezja, ki delujejo z veliko močjo in zahtevajo velik tok. V ta namen je na tiskano vezje pritisnjena debela plast bakra, ki se razlikuje od sofisticiranih elektronskih tiskanih vezij, kjer je tok teh močnih PCB-jev kar 100 amperov. To je še posebej pomembno pri obločnem varjenju, velikih gonilnikih servo motorjev, polnilcih svinčevih kislin, vojaški industriji, bombažnih statvah za oblačila in drugih aplikacijah.
3. Osvetlitev.
Ko gre za razsvetljavo, se svet premika k energetsko učinkovitim rešitvam. Te halogenske žarnice danes redko najdemo, zdaj pa okoli vidimo LED luči in LED z visoko intenzivnostjo. Te majhne LED diode zagotavljajo visoko svetilnost in so nameščene na tiskanem vezju na osnovi aluminijaste podlage. Aluminij ima lastnost, da absorbira toploto in jo razprši v zraku. Zato se zaradi velike moči ti aluminijasti tiskani vezji običajno uporabljajo v vezjih LED -svetilk za LED -vezja srednje in visoke moči.
4. Avtomobilska in vesoljska industrija.
Druga aplikacija za PCB je avtomobilska in vesoljska industrija. Pogost dejavnik pri tem je odmev, ki nastane pri gibanju letala ali avtomobila. Zato, da bi zadostili tem vibracijam velikih sil, PCB postane prilagodljiv. Tako se uporablja PCB, imenovan Flex PCB. Prilagodljiva tiskana vezja lahko prenesejo visoke vibracije in so lahka, kar lahko zmanjša skupno težo vesoljskega plovila. Te prilagodljive PCB -je lahko nastavite tudi v ozkem prostoru, kar je še ena velika prednost. Ti prilagodljivi tiskani vezji služijo kot priključki, vmesniki in jih je mogoče sestaviti v kompaktnih prostorih, na primer za ploščami, pod armaturnimi ploščami itd. Uporablja se tudi kombinacija togih in prilagodljivih tiskanih vezij.
Vrsta tiskanega vezja:
Tiskana vezja (PCB) spadajo v 8 glavnih kategorij. So
Enostransko tiskano vezje:
Sestavni deli enostranskega tiskanega vezja so nameščeni samo na eni strani, druga stran pa za bakreno žico. Na eno stran podlage RF-4 se nanese tanka plast bakrene folije, nato pa se za spajanje nanese spajkalna maska. Končno se sitotisk uporablja za zagotavljanje informacij o označevanju C1, R1 in drugih komponent na tiskanem vezju. Ta enoslojna tiskana vezja so enostavna za oblikovanje in izdelavo v velikem obsegu, imajo veliko povpraševanje in so poceni za nakup. Zelo pogosto se uporablja v gospodinjskih izdelkih, kot so sokovniki/mešalniki, ventilatorji za polnjenje, kalkulatorji, majhni polnilniki baterij, igrače, daljinski upravljalniki televizorjev itd.
Dvojno tiskano vezje:
Dvostransko tiskano vezje se nanaša na bakreno plast PCB na obeh straneh plošče. Izvrtajte luknje, v katere so vgrajeni elementi THT s vodili. Te luknje povezujejo en del z drugim preko bakrenih tirnic. Komponentni vodi vodijo skozi luknjo, odvečne žice se razrežejo z rezalnikom, žice pa so privarjene na luknjo. Vse to poteka ročno. Lahko imate tudi komponente SMT in komponente THT z 2 plastema tiskanega vezja. Za komponente SMT niso potrebne luknje, vendar so blazinice izdelane na tiskanem vezju, komponente SMT pa so pritrjene na tiskano vezje s spajkanjem z reflowom. Komponente SMT zavzamejo zelo malo prostora na tiskanem vezju, zato lahko uporabijo več prostega prostora na plošči za doseganje več funkcij. Dvostransko tiskano vezje se uporablja za napajanje, ojačevalnik, gonilnik enosmernega motorja, instrumentno vezje itd.
Večplastno tiskano vezje:
Večplastno tiskano vezje je narejeno iz večplastnega 2-slojnega tiskanega vezja, stisnjenega med dielektričnimi izolacijskimi plastmi, da se zagotovi, da se plošča in komponente ne poškodujejo zaradi pregrevanja. Večplastna tiskana vezja so na voljo v različnih oblikah in slojih, od 4-slojnih do 12-slojnih PCB-jev. Več slojev, bolj zapleteno vezje, bolj zapletena je zasnova postavitve tiskanega vezja.
Večplastna tiskana vezja imajo običajno ločene ozemljitvene plasti, energetske plasti, hitre signalne plasti, upoštevanje integritete signala in upravljanje toplote. Skupne aplikacije so vojaške zahteve, vesoljska in vesoljska elektronika, satelitska komunikacija, navigacijska elektronika, sledenje GPS, radar, digitalna obdelava signalov in obdelava slik.
Togo PCB:
Vse zgoraj obravnavane vrste PCB spadajo v kategorijo togih PCB. Toge PCB imajo trdne podlage, kot so FR-4, Rogers, fenolne in epoksi smole. Te plošče se ne upogibajo in zvijajo, lahko pa ostanejo v obliki več let do 10 ali 20 let. Zato imajo številne elektronske naprave dolgo življenjsko dobo zaradi togosti, robustnosti in togosti togega tiskanega vezja. PCB za računalnike in prenosne računalnike so togi, mnogi domači televizorji, LCD in LED televizorji pa so izdelani iz togih tiskanih vezij. Vse zgoraj navedene enostranske, dvostranske in večplastne aplikacije za PCB veljajo tudi za toge PCB.
Prilagodljivo tiskano vezje ali prilagodljivo tiskano vezje ni trdno, vendar je prilagodljivo in ga je mogoče enostavno upogniti. Imajo elastičnost, visoko toplotno odpornost in odlične električne lastnosti. Material podlage za Flex PCB je odvisen od zmogljivosti in stroškov. Pogosti substratni materiali za Flex PCB so poliamidna (PI) folija, poliestrska (PET) folija, PEN in PTFE.
Proizvodni stroški Flex PCB niso le togi PCB. Lahko se zložijo ali zavijejo okoli vogalov. Zavzamejo manj prostora kot njihovi togi kolegi. So lahki, vendar imajo zelo nizko trdnost.
Kombinacija togih in fleksibilnih tiskanih vezij je pomembna v številnih aplikacijah z omejeno prostornostjo in težo. Na primer, v fotoaparatu so vezja zapletena, vendar bo kombinacija togih in prilagodljivih tiskanih vezij zmanjšala število delov in zmanjšala velikost tiskanega vezja. Ožičenje dveh tiskanih vezij je mogoče združiti tudi na enem samem tiskanem vezju. Pogoste aplikacije so digitalni fotoaparati, mobilni telefoni, avtomobili, prenosni računalniki in naprave z gibljivimi deli
PCB visoke hitrosti:
Visokohitrostna ali visokofrekvenčna tiskana vezja so tiskana vezja, ki se uporabljajo za aplikacije, ki vključujejo signalno komunikacijo pri frekvencah, višjih od 1 GHz. V tem primeru pridejo v poštev težave z integriteto signala. Material substrata iz VF PCB je treba skrbno izbrati, da ustreza oblikovalskim zahtevam.
Najpogosteje uporabljeni materiali so polifenilen (PPO) in politetrafluoroetilen. Ima stabilno dielektrično konstanto in majhno dielektrično izgubo. Absorbirajo manj vode, vendar stanejo več.
Mnogi drugi dielektrični materiali imajo spremenljive dielektrične konstante, ki povzročajo spremembe impedance, kar povzroči popačenje harmonskih in digitalnih signalov ter izgubo celovitosti signala
Material substrata iz PCBS na osnovi aluminija ima lastnosti učinkovitega odvajanja toplote. Zaradi nizke toplotne odpornosti je PCB hlajenje na osnovi aluminija učinkovitejše od bakra na osnovi bakra. Seva toploto v zraku in na območju vročih stikov PCB.
Številni tokokrogi LED svetilk, svetleče diode visoke svetilnosti so izdelane iz tiskanega vezja z aluminijasto podlago.
Aluminij je obilna kovina in je poceni za pridobivanje, zato so stroški PCB nizki. Aluminij je mogoče reciklirati in ni strupen, zato je okolju prijazen. Aluminij je robusten in trpežen, kar zmanjšuje poškodbe med proizvodnjo, prevozom in montažo
Zaradi vseh teh funkcij so tiskana vezja na osnovi aluminija koristna za aplikacije z visokim tokom, kot so krmilniki motorjev, polnilci baterij za velike obremenitve in LED svetilke z visoko svetlostjo.
Zaključek:
V zadnjih letih so se PCB-ji razvili iz enostavnih enoslojnih različic, primernih za bolj zapletene sisteme, kot so visokofrekvenčni teflonski tiskani vezji.
PCB zdaj prežema skoraj vsa področja sodobne tehnologije in razvijajoče se znanosti. Mikrobiologija, mikroelektronika, nanoznanost in tehnologija, vesoljska industrija, vojska, letalska elektronika, robotika, umetna inteligenca in druga področja temeljijo na različnih oblikah gradnikov tiskanih vezij (PCB).