PCBκατασκευάζεται με τεχνολογία ηλεκτρονικής εκτύπωσης, γι' αυτό ονομάζεται πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.Σχεδόν κάθε είδους ηλεκτρονικός εξοπλισμός, από ακουστικά, μπαταρίες, αριθμομηχανές έως υπολογιστές, εξοπλισμός επικοινωνίας, αεροπλάνα, δορυφόροι, εφόσον χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως ολοκληρωμένα κυκλώματα, PCB χρησιμοποιούνται για την ηλεκτρική διασύνδεση μεταξύ τους.
Το PCB και το PCBA είναι PCB με μη προσαρτημένα εξαρτήματα, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), δηλαδή PCB εξοπλισμένα με ηλεκτρονικά εξαρτήματα (όπως τσιπ, σύνδεσμοι, αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς κ.λπ.).
Η προέλευση του PCB
Το 1925, ο Charles Ducas στις Ηνωμένες Πολιτείες (ο δημιουργός της μεθόδου πρόσθετων) εκτύπωσε ένα σχέδιο κυκλώματος σε ένα μονωτικό υπόστρωμα και στη συνέχεια κατασκεύασε με επιτυχία έναν αγωγό ως καλωδίωση με ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.
Το 1936, ο Αυστριακός Paul Eisler (ο εμπνευστής της αφαιρετικής μεθόδου) ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στα ραδιόφωνα.
Το 1943, οι Αμερικανοί εφάρμοσαν την τεχνολογία σε στρατιωτικά ραδιόφωνα.Το 1948, οι Ηνωμένες Πολιτείες αναγνώρισαν επίσημα την εφεύρεση για εμπορική χρήση.
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως μόνο από τα μέσα της δεκαετίας του 1950 και σήμερα κυριαρχούν στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν εξελιχθεί από μονής στρώσης σε διπλής όψης, πολλαπλών στρωμάτων και ευέλικτων, και εξακολουθούν να διατηρούν τις δικές τους τάσεις ανάπτυξης.Λόγω της συνεχούς εξέλιξης προς την κατεύθυνση της υψηλής ακρίβειας, της υψηλής πυκνότητας και της υψηλής αξιοπιστίας, της συνεχούς μείωσης του μεγέθους, της μείωσης του κόστους και της βελτίωσης της απόδοσης, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων εξακολουθούν να διατηρούν ισχυρή ζωτικότητα στην ανάπτυξη μελλοντικού ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Οι συζητήσεις για τη μελλοντική εξέλιξη της τεχνολογίας κατασκευής πλακών τυπωμένου κυκλώματος στο εσωτερικό και στο εξωτερικό είναι βασικά συνεπείς, δηλαδή σε υψηλή πυκνότητα, υψηλή ακρίβεια, λεπτό διάφραγμα, λεπτό σύρμα, μικρό βήμα, υψηλή αξιοπιστία, μετάδοση πολλαπλών στρώσεων, υψηλής ταχύτητας , ελαφρύ Όσον αφορά την παραγωγή, αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση της αύξησης της παραγωγικότητας, της μείωσης του κόστους, της μείωσης της ρύπανσης και της προσαρμογής στην παραγωγή πολλαπλών ποικιλιών και μικρών παρτίδων.
Ο ρόλος του PCB
Πριν εμφανιστεί η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, η διασύνδεση μεταξύ των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων συνδέθηκε απευθείας με καλώδια για να σχηματιστεί ένα πλήρες κύκλωμα.
Αφού ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός υιοθετήσει τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, λόγω της συνέπειας παρόμοιων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, αποφεύγονται σφάλματα στη χειροκίνητη καλωδίωση.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να παρέχει μηχανική υποστήριξη για τη στερέωση και τη συναρμολόγηση διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων όπως ολοκληρωμένα κυκλώματα, να ολοκληρώσει την καλωδίωση και την ηλεκτρική σύνδεση ή την ηλεκτρική μόνωση μεταξύ διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων όπως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα και να παρέχει τα απαιτούμενα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, όπως χαρακτηριστικά αντίσταση, κ.λπ., μπορεί να παρέχει γραφικά μάσκας συγκόλλησης για αυτόματη συγκόλληση και να παρέχει χαρακτήρες αναγνώρισης και γραφικά για εισαγωγή, επιθεώρηση και συντήρηση εξαρτημάτων.
Ταξινόμηση PCB
1. Ταξινόμηση ανά σκοπό
Μη στρατιωτικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (καταναλωτής): πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε παιχνίδια, κάμερες, τηλεοράσεις, εξοπλισμό ήχου, κινητά τηλέφωνα κ.λπ.
Βιομηχανικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (εξοπλισμός): πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται στην ασφάλεια, αυτοκίνητα, υπολογιστές, μηχανές επικοινωνίας, όργανα κ.λπ.
Στρατιωτικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων: πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική και στο ραντάρ κ.λπ.
2. Ταξινόμηση ανά τύπο υποστρώματος
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση το χαρτί: πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση φαινολικό χαρτί, πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση εποξειδικό χαρτί κ.λπ.
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση γυάλινο ύφασμα: πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση ύφασμα από εποξειδικό γυαλί, πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση ύφασμα PTFE κ.λπ.
Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος από συνθετικές ίνες: πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος από εποξειδικές συνθετικές ίνες κ.λπ.
Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος υποστρώματος οργανικού φιλμ: πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μεμβράνης νάιλον κ.λπ.
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από κεραμικό υπόστρωμα.
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση μεταλλικό πυρήνα.
3. Ταξινόμηση ανά δομή
Σύμφωνα με τη δομή, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μπορούν να χωριστούν σε άκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και άκαμπτα εύκαμπτα τυπωμένα κυκλώματα
4. Ταξινομούνται ανάλογα με τον αριθμό των στρώσεων
Ανάλογα με τον αριθμό των στρωμάτων, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μπορούν να χωριστούν σε πλακέτες μονής όψης, πλακέτες διπλής όψης, πλακέτες πολλαπλών στρωμάτων και πλακέτες HDI (πίνακες διασύνδεσης υψηλής πυκνότητας).
1) Μονής όψης
Η πλακέτα μονής όψης αναφέρεται σε μια πλακέτα κυκλώματος που είναι καλωδιωμένη μόνο στη μία πλευρά (πλευρά συγκόλλησης) της πλακέτας κυκλώματος και όλα τα εξαρτήματα, οι ετικέτες εξαρτημάτων και οι ετικέτες κειμένου τοποθετούνται στην άλλη πλευρά (πλευρά εξαρτήματος).
Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό του πάνελ μονής όψης είναι η χαμηλή τιμή και η απλή διαδικασία κατασκευής του.Ωστόσο, δεδομένου ότι η καλωδίωση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε μία επιφάνεια, η καλωδίωση είναι πιο δύσκολη και η καλωδίωση είναι επιρρεπής σε αστοχία, επομένως είναι κατάλληλη μόνο για ορισμένα σχετικά απλά κυκλώματα.
2) Διπλής όψης
Η πλακέτα διπλής όψης είναι καλωδιωμένη και στις δύο πλευρές της μονωτικής σανίδας, η μία πλευρά χρησιμοποιείται ως επάνω στρώμα και η άλλη πλευρά χρησιμοποιείται ως κάτω στρώμα.Το επάνω και το κάτω στρώμα συνδέονται ηλεκτρικά μέσω αγωγών.
Συνήθως, τα εξαρτήματα σε μια σανίδα δύο στρώσεων τοποθετούνται στο επάνω στρώμα.Ωστόσο, μερικές φορές μπορούν να τοποθετηθούν εξαρτήματα και στα δύο στρώματα προκειμένου να μειωθεί το μέγεθος της σανίδας.Η πλακέτα διπλής στρώσης χαρακτηρίζεται από μέτρια τιμή και εύκολη καλωδίωση.Είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος σε συνηθισμένες πλακέτες κυκλωμάτων.
3) Πίνακας πολλαπλών στρώσεων
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με περισσότερα από δύο στρώματα αναφέρονται συλλογικά ως πολυστρωματικές πλακέτες.
4) Πίνακας HDI
Η πλακέτα HDI είναι μια πλακέτα κυκλώματος με σχετικά υψηλή πυκνότητα κατανομής κυκλώματος που χρησιμοποιεί τεχνολογία μικρο-τυφλών θαμμένων οπών.
Δομή PCB
Το PCB αποτελείται κυρίως από ελάσματα με επένδυση χαλκού (Copper Clad Laminates, CCL), prepreg (φύλλο PP), φύλλο χαλκού (Copper Foil), μάσκα συγκόλλησης (γνωστή και ως μάσκα συγκόλλησης) (Solder Mask).Ταυτόχρονα, για να προστατευθεί το εκτεθειμένο φύλλο χαλκού στην επιφάνεια και να διασφαλιστεί το αποτέλεσμα συγκόλλησης, είναι επίσης απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επιφανειακή επεξεργασία στο PCB και μερικές φορές επισημαίνεται επίσης με χαρακτήρες.
1) Laminate με επένδυση χαλκού
Το πλαστικοποιημένο με επένδυση χαλκού (CCL), που αναφέρεται ως ελασματοποιημένο με επένδυση χαλκού ή ελασματοποιημένο με επένδυση χαλκού, είναι το βασικό υλικό για την κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων.Αποτελείται από ένα διηλεκτρικό στρώμα (ρητίνη, ίνες γυαλιού) και έναν αγωγό υψηλής καθαρότητας (φύλλο χαλκού).που αποτελείται από σύνθετα υλικά.
Μόλις το 1960 οι επαγγελματίες κατασκευαστές χρησιμοποίησαν φύλλο χαλκού ρητίνης φορμαλδεΰδης ως υλικό βάσης για την κατασκευή PCB μονής όψης και τα έβαλαν στην αγορά πικάπ, μαγνητόφωνο, βίντεο κ.λπ. Αργότερα, λόγω της αύξησης του διπλού Τεχνολογία κατασκευής επιμετάλλωσης χαλκού με πλάγια οπή, αντοχή στη θερμότητα, μέγεθος Σταθερά υποστρώματα από εποξειδικό γυαλί έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως μέχρι στιγμής.Στις μέρες μας χρησιμοποιούνται ευρέως FR4, FR1, CEM3, κεραμικές πλάκες και πλάκες τεφλόν.
Προς το παρόν, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο PCB που κατασκευάζεται με μέθοδο χάραξης είναι η επιλεκτική χάραξη στη χάλκινη σανίδα για να ληφθεί το απαιτούμενο σχέδιο κυκλώματος.Το έλασμα με επένδυση χαλκού παρέχει κυρίως τρεις λειτουργίες αγωγιμότητας, μόνωσης και στήριξης σε ολόκληρη την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.Η απόδοση, η ποιότητα και το κόστος κατασκευής των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα ελασματοποιημένα φύλλα χαλκού
2) Prepreg
Το Prepreg, γνωστό και ως φύλλο PP, είναι ένα από τα κύρια υλικά στην παραγωγή πολυστρωματικών σανίδων.Αποτελείται κυρίως από ρητίνη και ενισχυτικά υλικά.Τα ενισχυτικά υλικά χωρίζονται σε ύφασμα από ίνες γυαλιού (που αναφέρεται ως ύφασμα γυαλιού), χάρτινη βάση και σύνθετα υλικά.
Τα περισσότερα από τα προεμποτίσματα (συγκολλητικά φύλλα) που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πολυστρωματικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιούν γυάλινο ύφασμα ως ενισχυτικό υλικό.Το λεπτό φύλλο υλικό που κατασκευάζεται εμποτίζοντας το επεξεργασμένο γυάλινο ύφασμα με κόλλα ρητίνης και στη συνέχεια προψήνεται με θερμική επεξεργασία ονομάζεται prepreg.Τα προεμποτίσματα μαλακώνουν υπό θερμότητα και πίεση και στερεοποιούνται όταν ψύχονται.
Δεδομένου ότι ο αριθμός των νημάτων ανά μονάδα μήκους του γυάλινου υφάσματος στις κατευθύνσεις στημονιού και υφαδιού είναι διαφορετικός, πρέπει να δίνεται προσοχή στις κατευθύνσεις στημονιού και υφαδιού του προεμποτίσματος κατά την κοπή.Γενικά, η κατεύθυνση του στημονιού (η κατεύθυνση στην οποία το γυάλινο ύφασμα κατσαρώνεται) επιλέγεται ως η κοντή πλευρική κατεύθυνση της σανίδας παραγωγής και η κατεύθυνση του υφαδιού είναι Η κατεύθυνση της μακριάς πλευράς της σανίδας παραγωγής είναι για να εξασφαλίσει την επιπεδότητα του επιφάνεια της σανίδας και αποτρέψτε τη συστροφή και την παραμόρφωση της σανίδας παραγωγής μετά τη θέρμανση.
3) Αλουμινόχαρτο
Το φύλλο χαλκού είναι ένα λεπτό, συνεχές μεταλλικό φύλλο που εναποτίθεται στο βασικό στρώμα της πλακέτας κυκλώματος.Ως αγωγός του PCB, συνδέεται εύκολα με το μονωτικό στρώμα και χαράσσεται για να σχηματίσει ένα σχέδιο κυκλώματος.
Τα κοινά βιομηχανικά φύλλα χαλκού μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: φύλλο χαλκού σε έλαση (φύλλο χαλκού RA) και ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού (φύλλο χαλκού ED):
Το φύλλο χαλκού σε έλαση έχει καλή ολκιμότητα και άλλα χαρακτηριστικά και είναι το φύλλο χαλκού που χρησιμοποιείται στην πρώιμη διαδικασία μαλακής σανίδας.
Το ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού έχει το πλεονέκτημα του χαμηλότερου κόστους κατασκευής από το φύλλο χαλκού σε έλαση
4) Μάσκα συγκόλλησης
Το στρώμα αντίστασης συγκόλλησης αναφέρεται στο τμήμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με μελάνι ανθεκτικό στη συγκόλληση.
Το μελάνι ανθεκτικό στη συγκόλληση είναι συνήθως πράσινο και μερικοί χρησιμοποιούν κόκκινο, μαύρο και μπλε κ.λπ., επομένως το μελάνι ανθεκτικό στη συγκόλληση ονομάζεται συχνά πράσινο λάδι στη βιομηχανία PCB.Είναι ένα μόνιμο προστατευτικό στρώμα από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, το οποίο μπορεί να αποτρέψει την υγρασία, την αντιδιαβρωτική, αντιμουχλική και μηχανική τριβή κ.λπ., αλλά και να αποτρέψει τη συγκόλληση εξαρτημάτων σε λανθασμένα σημεία.
5) Επιφανειακή επεξεργασία
Η "Επιφάνεια" όπως χρησιμοποιείται εδώ αναφέρεται στα σημεία σύνδεσης στο PCB που παρέχουν ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ή άλλων συστημάτων και των κυκλωμάτων στο PCB, όπως σημεία σύνδεσης μαξιλαριών ή συνδέσεις επαφής.Η ικανότητα συγκόλλησης του γυμνού χαλκού είναι πολύ καλή, αλλά οξειδώνεται και μολύνεται εύκολα όταν εκτίθεται στον αέρα, επομένως μια προστατευτική μεμβράνη θα πρέπει να καλύπτεται στην επιφάνεια του γυμνού χαλκού.
Οι κοινές διεργασίες επεξεργασίας επιφάνειας PCB περιλαμβάνουν μόλυβδο HASL, HASL χωρίς μόλυβδο, οργανική επίστρωση (Organic Solderability Preservatives, OSP), χρυσό εμβάπτισης, ασήμι εμβάπτισης, κασσίτερο εμβάπτισης και επιχρυσωμένα δάχτυλα κ.λπ. Με τη συνεχή βελτίωση των κανονισμών προστασίας του περιβάλλοντος, είναι Η κύρια διαδικασία HASL έχει σταδιακά απαγορευτεί.
6) Χαρακτήρες
Ο χαρακτήρας είναι το επίπεδο κειμένου, στο επάνω στρώμα του PCB, μπορεί να απουσιάζει και γενικά χρησιμοποιείται για σχόλια.
Συνήθως, για να διευκολυνθεί η εγκατάσταση και η συντήρηση του κυκλώματος, τα απαιτούμενα μοτίβα λογότυπων και κωδικοί κειμένου εκτυπώνονται στην επάνω και κάτω επιφάνεια της τυπωμένης πλακέτας, όπως ετικέτες εξαρτημάτων και ονομαστικές τιμές, σχήματα περιγράμματος εξαρτημάτων και λογότυπα κατασκευαστή, παραγωγή οι ημερομηνίες περιμένουν.
Οι χαρακτήρες εκτυπώνονται συνήθως με μεταξοτυπία
Ώρα δημοσίευσης: Mar-11-2023