Leiterplattewird durch elektronische Drucktechnologie hergestellt und wird daher als Leiterplatte bezeichnet.Bei fast allen Arten elektronischer Geräte, von Kopfhörern, Batterien, Taschenrechnern bis hin zu Computern, Kommunikationsgeräten, Flugzeugen und Satelliten, werden Leiterplatten für die elektrische Verbindung zwischen ihnen verwendet, sofern elektronische Komponenten wie integrierte Schaltkreise verwendet werden.
PCB und PCBA sind Leiterplatten mit unbestückten Bauteilen, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), also Leiterplatten, die mit elektronischen Bauteilen (wie Chips, Steckverbindern, Widerständen, Kondensatoren, Induktivitäten usw.) bestückt sind.
Der Ursprung von PCB
Im Jahr 1925 druckte Charles Ducas in den Vereinigten Staaten (der Begründer der additiven Methode) ein Schaltkreismuster auf ein isolierendes Substrat und stellte dann durch Galvanisieren erfolgreich einen Leiter als Verdrahtung her.
Im Jahr 1936 war der Österreicher Paul Eisler (der Begründer der subtraktiven Methode) der erste, der Leiterplatten in Radios einsetzte.
1943 wandten die Amerikaner die Technologie auf Militärradios an.1948 erkannten die Vereinigten Staaten die Erfindung offiziell zur kommerziellen Nutzung an.
Erst seit Mitte der 1950er-Jahre sind Leiterplatten weit verbreitet und dominieren heute die Elektronikindustrie.
Leiterplatten haben sich von einschichtig zu doppelseitig, mehrschichtig und flexibel entwickelt und behalten weiterhin ihre eigenen Entwicklungstrends bei.Aufgrund der kontinuierlichen Entwicklung in Richtung hoher Präzision, hoher Dichte und hoher Zuverlässigkeit, kontinuierlicher Größenreduzierung, Kostenreduzierung und Leistungsverbesserung behalten Leiterplatten nach wie vor eine starke Vitalität bei der Entwicklung zukünftiger elektronischer Geräte.
Die Diskussionen über den zukünftigen Entwicklungstrend der Technologie zur Herstellung von Leiterplatten im In- und Ausland sind grundsätzlich konsistent, d. h. hohe Dichte, hohe Präzision, feine Apertur, dünner Draht, kleiner Abstand, hohe Zuverlässigkeit, mehrschichtige Hochgeschwindigkeitsübertragung , geringes Gewicht In Bezug auf die Produktion entwickelt es sich in Richtung Produktivitätssteigerung, Kostensenkung, Reduzierung der Umweltverschmutzung und Anpassung an die Sorten- und Kleinserienproduktion.
Die Rolle von PCB
Bevor die Leiterplatte auf den Markt kam, wurden elektronische Komponenten direkt durch Drähte miteinander verbunden, um einen vollständigen Schaltkreis zu bilden.
Nachdem elektronische Geräte Leiterplatten übernommen haben, werden aufgrund der Konsistenz ähnlicher Leiterplatten Fehler bei der manuellen Verkabelung vermieden.
Die Leiterplatte kann mechanische Unterstützung für die Befestigung und Montage verschiedener elektronischer Komponenten wie integrierter Schaltkreise bieten, die Verkabelung und elektrische Verbindung oder elektrische Isolierung zwischen verschiedenen elektronischen Komponenten wie integrierten Schaltkreisen vervollständigen und die erforderlichen elektrischen Eigenschaften bereitstellen, z. B. Impedanz, usw. können Lötmaskengrafiken für das automatische Löten sowie Identifikationszeichen und Grafiken für das Einsetzen, Überprüfen und Warten von Bauteilen bereitstellen.
Klassifizierung von PCB
1. Klassifizierung nach Zweck
Zivile Leiterplatten (Verbraucher): Leiterplatten, die in Spielzeug, Kameras, Fernsehern, Audiogeräten, Mobiltelefonen usw. verwendet werden.
Industrielle Leiterplatten (Geräte): Leiterplatten, die in der Sicherheit, in Automobilen, Computern, Kommunikationsmaschinen, Instrumenten usw. verwendet werden.
Militärische Leiterplatten: Leiterplatten, die in der Luft- und Raumfahrt, im Radar usw. verwendet werden.
2. Klassifizierung nach Substrattyp
Leiterplatten auf Papierbasis: Leiterplatten auf Phenolpapierbasis, Leiterplatten auf Epoxidpapierbasis usw.
Leiterplatten auf Glasgewebebasis: Leiterplatten auf Epoxidglasgewebebasis, Leiterplatten auf PTFE-Glasgewebebasis usw.
Leiterplatte aus synthetischen Fasern: Leiterplatte aus synthetischen Epoxidfasern usw.
Leiterplatte mit organischem Filmsubstrat: Leiterplatte aus Nylonfilm usw.
Leiterplatten mit Keramiksubstrat.
Leiterplatten auf Metallkernbasis.
3. Klassifizierung nach Struktur
Je nach Aufbau lassen sich Leiterplatten in starre Leiterplatten, flexible Leiterplatten und starr-flexible Leiterplatten unterteilen
4. Klassifiziert nach der Anzahl der Schichten
Je nach Anzahl der Schichten können Leiterplatten in einseitige Leiterplatten, doppelseitige Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und HDI-Leiterplatten (High-Density-Interconnect-Leiterplatten) unterteilt werden.
1) Einseitig
Unter einer einseitigen Platine versteht man eine Leiterplatte, die nur auf einer Seite (Lötseite) der Leiterplatte verdrahtet ist und auf der anderen Seite (Komponentenseite) alle Bauteile, Bauteilbeschriftungen und Textbeschriftungen angebracht sind.
Das größte Merkmal des einseitigen Paneels ist sein niedriger Preis und sein einfacher Herstellungsprozess.Da die Verkabelung jedoch nur auf einer Oberfläche erfolgen kann, ist die Verkabelung schwieriger und die Verkabelung ist fehleranfällig, sodass sie nur für einige relativ einfache Schaltungen geeignet ist.
2) Doppelseitig
Die doppelseitige Platte wird auf beiden Seiten der Isolierplatte verdrahtet, wobei eine Seite als obere Schicht und die andere Seite als untere Schicht verwendet wird.Die obere und untere Schicht sind über Durchkontaktierungen elektrisch verbunden.
Normalerweise werden Komponenten einer zweischichtigen Platine auf der obersten Schicht platziert;Manchmal können jedoch Komponenten auf beiden Schichten platziert werden, um die Größe der Platine zu reduzieren.Die Doppelschichtplatine zeichnet sich durch einen moderaten Preis und eine einfache Verkabelung aus.Es ist der am häufigsten verwendete Typ in gewöhnlichen Leiterplatten.
3) Mehrschichtplatte
Leiterplatten mit mehr als zwei Lagen werden zusammenfassend als Multilayer-Platinen bezeichnet.
4) HDI-Platine
Bei der HDI-Platine handelt es sich um eine Leiterplatte mit einer relativ hohen Schaltungsverteilungsdichte, die die Micro-Blind-Buried-Hole-Technologie nutzt.
PCB-Struktur
PCB besteht hauptsächlich aus kupferkaschierten Laminaten (Copper Clad Laminates, CCL), Prepreg (PP-Folie), Kupferfolie (Kupferfolie) und Lötmaske (auch als Lötmaske bekannt) (Solder Mask).Um gleichzeitig die freiliegende Kupferfolie auf der Oberfläche zu schützen und den Schweißeffekt sicherzustellen, ist es auch erforderlich, eine Oberflächenbehandlung auf der Leiterplatte durchzuführen, und manchmal ist sie auch mit Zeichen gekennzeichnet.
1) Kupferkaschiertes Laminat
Kupferkaschiertes Laminat (CCL), auch Kupferkaschiertes Laminat oder Kupferkaschiertes Laminat genannt, ist das Grundmaterial für die Herstellung von Leiterplatten.Es besteht aus einer dielektrischen Schicht (Harz, Glasfaser) und einem hochreinen Leiter (Kupferfolie).aus Verbundwerkstoffen zusammengesetzt.
Erst 1960 verwendeten professionelle Hersteller Formaldehydharz-Kupferfolie als Basismaterial für die Herstellung einseitiger Leiterplatten und brachten sie auf den Markt für Plattenspieler, Tonbandgeräte, Videorecorder usw. Später aufgrund des Aufstiegs von Doppel Herstellungstechnologie für einseitige Durchgangslochverkupferung, Hitzebeständigkeit, Größe Stabile Epoxidglassubstrate sind bisher weit verbreitet.Heutzutage werden häufig FR4, FR1, CEM3, Keramikplatten und Teflonplatten verwendet.
Das derzeit am weitesten verbreitete Ätzverfahren für Leiterplatten ist das selektive Ätzen der kupferkaschierten Leiterplatte, um das erforderliche Schaltkreismuster zu erhalten.Das kupferkaschierte Laminat erfüllt hauptsächlich die drei Funktionen Leitung, Isolierung und Unterstützung auf der gesamten Leiterplatte.Die Leistung, Qualität und Herstellungskosten von Leiterplatten hängen in hohem Maße von kupferkaschierten Laminaten ab
2) Prepreg
Prepreg, auch PP-Folie genannt, ist eines der Hauptmaterialien bei der Herstellung von Mehrschichtplatten.Es besteht hauptsächlich aus Harz und Verstärkungsmaterialien.Die Verstärkungsmaterialien werden in Glasfasergewebe (als Glasgewebe bezeichnet), Papierbasis und Verbundmaterialien unterteilt.
Die meisten Prepregs (Klebefolien), die bei der Herstellung mehrschichtiger Leiterplatten verwendet werden, verwenden Glasgewebe als Verstärkungsmaterial.Das dünne Blattmaterial, das durch Imprägnieren des behandelten Glasgewebes mit Harzkleber und anschließendes Vorhärten durch Wärmebehandlung hergestellt wird, wird Prepreg genannt.Prepregs erweichen unter Hitze und Druck und verfestigen sich beim Abkühlen.
Da die Anzahl der Garnstränge pro Längeneinheit des Glasgewebes in Kett- und Schussrichtung unterschiedlich ist, sollte beim Schneiden auf die Kett- und Schussrichtung des Prepregs geachtet werden.Im Allgemeinen wird die Kettrichtung (die Richtung, in der das Glasgewebe gewellt wird) als Richtung der kurzen Seite der Produktionsplatte ausgewählt, und die Schussrichtung ist die Richtung der langen Seite der Produktionsplatte, um die Ebenheit sicherzustellen Plattenoberfläche und verhindern, dass sich die Produktionsplatte nach dem Erhitzen verdreht und verformt.
3) Kupferfolie
Kupferfolie ist eine dünne, durchgehende Metallfolie, die auf der Grundschicht der Leiterplatte aufgebracht wird.Als Leiter der Leiterplatte lässt es sich leicht mit der Isolierschicht verbinden und ätzen, um ein Schaltkreismuster zu bilden.
Gängige industrielle Kupferfolien können in zwei Kategorien unterteilt werden: gewalzte Kupferfolie (RA-Kupferfolie) und elektrolytische Kupferfolie (ED-Kupferfolie):
Gewalzte Kupferfolie weist eine gute Duktilität und andere Eigenschaften auf und ist die Kupferfolie, die im frühen Softboard-Prozess verwendet wurde.
Elektrolytische Kupferfolie hat den Vorteil geringerer Herstellungskosten als gewalzte Kupferfolie
4) Lötmaske
Unter der Lötstoppschicht versteht man den Teil der Leiterplatte mit Lötstopplack.
Lötstopptinte ist normalerweise grün, und einige verwenden Rot, Schwarz und Blau usw., daher wird Lötstopptinte in der Leiterplattenindustrie oft als grünes Öl bezeichnet.Es handelt sich um eine dauerhafte Schutzschicht für Leiterplatten, die Feuchtigkeit, Korrosion, Schimmel und mechanischen Abrieb usw. verhindern kann, aber auch verhindern kann, dass Teile an falschen Stellen verschweißt werden.
5) Oberflächenbehandlung
„Oberfläche“ bezieht sich hier auf die Verbindungspunkte auf der Leiterplatte, die eine elektrische Verbindung zwischen elektronischen Bauteilen oder anderen Systemen und den Schaltkreisen auf der Leiterplatte herstellen, beispielsweise Verbindungspunkte von Pads oder Kontaktverbindungen.Die Lötbarkeit von blankem Kupfer selbst ist sehr gut, es kann jedoch leicht oxidieren und verschmutzen, wenn es der Luft ausgesetzt wird. Daher sollte ein Schutzfilm auf der Oberfläche von blankem Kupfer angebracht werden.
Zu den gängigen Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten gehören Blei-HASL, bleifreies HASL, organische Beschichtung (Organic Solderability Preservatives, OSP), Immersionsgold, Immersionssilber, Immersionszinn und vergoldete Finger usw. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Umweltschutzbestimmungen gibt es Der führende HASL-Prozess wurde nach und nach verboten.
6) Charaktere
Das Zeichen ist die Textebene, auf der obersten Ebene der Leiterplatte kann es fehlen und wird im Allgemeinen für Kommentare verwendet.
Um die Installation und Wartung der Schaltung zu erleichtern, werden in der Regel die erforderlichen Logomuster und Textcodes auf die Ober- und Unterseite der Leiterplatte gedruckt, z. B. Bauteiletiketten und Nennwerte, Bauteilumrissformen und Herstellerlogos, Produktion Termine warten.
Zeichen werden üblicherweise im Siebdruckverfahren gedruckt
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. März 2023