PCBon valmistettu elektronisella painotekniikalla, joten sitä kutsutaan painetuksi piirilevyksi.Lähes kaikenlaisia elektronisia laitteita kuulokkeista, paristoista, laskimista tietokoneisiin, viestintälaitteisiin, lentokoneisiin, satelliitteihin, kunhan käytetään elektronisia komponentteja, kuten integroituja piirejä, niiden väliseen sähköiseen liittämiseen käytetään piirilevyjä.
PCB ja PCBA ovat PCB:itä, joissa on asentamattomia komponentteja, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), eli piirilevyjä, jotka on varustettu elektronisilla komponenteilla (kuten sirut, liittimet, vastukset, kondensaattorit, induktorit jne.).
PCB:n alkuperä
Vuonna 1925 Charles Ducas Yhdysvalloissa (lisäainemenetelmän alullepanija) painoi piirikuvion eristävälle alustalle ja teki sitten onnistuneesti johtimen johdotuksena galvanoimalla.
Vuonna 1936 itävaltalainen Paul Eisler (vähennysmenetelmän alkuunpanija) käytti ensimmäisenä painettuja piirilevyjä radioissa.
Vuonna 1943 amerikkalaiset sovelsivat tekniikkaa sotilasradioihin.Vuonna 1948 Yhdysvallat tunnusti virallisesti keksinnön kaupalliseen käyttöön.
Painettuja piirilevyjä on käytetty laajalti vasta 1950-luvun puolivälistä lähtien, ja nykyään ne hallitsevat elektroniikkateollisuutta.
Painetut piirilevyt ovat kehittyneet yksikerroksisista kaksipuoleisiksi, monikerroksisiksi ja joustaviksi, ja ne säilyttävät edelleen omat kehityssuuntansa.Jatkuvan kehityksen suuren tarkkuuden, suuren tiheyden ja korkean luotettavuuden, jatkuvan koon pienentämisen, kustannusten pienentämisen ja suorituskyvyn parantamisen suuntaan, painetut piirilevyt säilyttävät edelleen vahvan elinvoimaisuuden tulevaisuuden elektroniikkalaitteiden kehittämisessä.
Keskustelut painetun piirilevyn valmistusteknologian tulevasta kehitystrendistä kotimaassa ja ulkomailla ovat periaatteessa johdonmukaisia, eli korkeaan tiheyteen, korkeaan tarkkuuteen, hienoon aukkoon, ohueen johtoon, pieneen väliin, korkeaan luotettavuuteen, monikerroksiseen, nopeaan lähetykseen , kevyt Tuotannossa se kehittyy tuottavuuden lisäämisen, kustannusten alentamisen, saastumisen vähentämisen ja monilajikkeiden ja pienten erien tuotantoon sopeutumisen suuntaan.
PCB:n rooli
Ennen painetun piirilevyn ilmestymistä elektronisten komponenttien välinen liitäntä yhdistettiin suoraan johtojen avulla täydellisen piirin muodostamiseksi.
Kun elektroniset laitteet ottavat käyttöön painetut piirilevyt, samanlaisten piirilevyjen johdonmukaisuuden ansiosta manuaalisessa johdotuksessa vältytään virheiltä.
Painettu piirilevy voi tarjota mekaanista tukea erilaisten elektronisten komponenttien, kuten integroitujen piirien, kiinnittämiseen ja kokoamiseen, suorittaa johdotuksen ja sähköliitännät tai sähköeristyksen erilaisten elektronisten komponenttien, kuten integroitujen piirien, välillä ja tarjota vaaditut sähköiset ominaisuudet, kuten ominaisuudet Impedanssi, jne., voi tarjota juotosmaskigrafiikkaa automaattista juottamista varten ja tarjota tunnistemerkkejä ja grafiikkaa komponenttien asettamista, tarkastusta ja huoltoa varten.
PCB:n luokitus
1. Luokittelu tarkoituksen mukaan
Siviilipainetut piirilevyt (kuluttaja): painetut piirilevyt, joita käytetään leluissa, kameroissa, televisioissa, äänilaitteissa, matkapuhelimissa jne.
Teolliset painetut piirilevyt (laitteet): painetut piirilevyt, joita käytetään turvatoimissa, autoissa, tietokoneissa, viestintäkoneissa, instrumenteissa jne.
Sotilaalliset painetut piirilevyt: painetut piirilevyt, joita käytetään ilmailu- ja tutkateollisuudessa jne.
2. Luokittelu substraattityypin mukaan
Paperipohjaiset painetut piirilevyt: fenolipaperipohjaiset painetut piirilevyt, epoksipaperipohjaiset painetut piirilevyt jne.
Lasikangaspohjaiset painetut piirilevyt: epoksilasikangaspohjaiset painetut piirilevyt, PTFE-lasikangaspohjaiset painetut piirilevyt jne.
Synteettinen kuitupainettu piirilevy: epoksi synteettinen kuitupainettu piirilevy jne.
Orgaaninen kalvosubstraatti painettu piirilevy: nylonkalvopainettu piirilevy jne.
Keraaminen substraatti painetut piirilevyt.
Metalliytimeen pohjautuvat painetut piirilevyt.
3. Luokittelu rakenteen mukaan
Painetut piirilevyt voidaan rakenteen mukaan jakaa jäykiksi painetuiksi piirilevyiksi, taipuisiksi painetuiksi piirilevyiksi ja jäykkä-joustaviin piirilevyihin
4. Luokiteltu kerrosten lukumäärän mukaan
Painetut piirilevyt voidaan jakaa kerrosten lukumäärän mukaan yksipuolisiin, kaksipuolisiin, monikerroksisiin ja HDI-levyihin (high-density interconnect boards).
1) Yksipuolinen
Yksipuolisella levyllä tarkoitetaan piirilevyä, joka on kytketty vain piirilevyn yhdelle puolelle (juottopuolelle), ja kaikki komponentit, komponenttitarrat ja tekstitarrat on sijoitettu toiselle puolelle (komponenttipuolelle).
Yksipuolisen paneelin suurin ominaisuus on sen edullinen hinta ja yksinkertainen valmistusprosessi.Koska johdotus voidaan kuitenkin tehdä vain yhdelle pinnalle, johdotus on vaikeampaa ja johdotus on altis vikaantumiselle, joten se sopii vain joihinkin suhteellisen yksinkertaisiin piireihin.
2) Kaksipuolinen
Kaksipuolinen levy on johdotettu eristelevyn molemmille puolille, toista puolta käytetään yläkerroksena ja toista puolta pohjakerroksena.Ylä- ja alakerros on kytketty sähköisesti läpivientien kautta.
Yleensä kaksikerroksisen levyn komponentit asetetaan yläkerrokselle;kuitenkin joskus komponentteja voidaan sijoittaa molemmille kerroksille levyn koon pienentämiseksi.Kaksikerroksiselle levylle on ominaista kohtuullinen hinta ja helppo johdotus.Se on tavallisissa piirilevyissä yleisimmin käytetty tyyppi.
3) Monikerroksinen levy
Painettuja piirilevyjä, joissa on enemmän kuin kaksi kerrosta, kutsutaan yhteisesti monikerroksisiksi levyiksi.
4) HDI-kortti
HDI-kortti on piirilevy, jolla on suhteellisen korkea piirin jakautumistiheys käyttämällä mikrosokeaa haudattua reikätekniikkaa.
PCB-rakenne
PCB koostuu pääasiassa kuparipäällysteisistä laminaateista (Copper Clad Laminaates, CCL), prepregistä (PP-levy), kuparifoliosta (Copper Foil), juotosmaskista (tunnetaan myös nimellä juotosmaski) (Solder Mask).Samanaikaisesti pinnan paljastuneen kuparikalvon suojaamiseksi ja hitsausvaikutuksen varmistamiseksi on myös tarpeen suorittaa piirilevyn pintakäsittely, ja joskus se on myös merkitty merkeillä.
1) Kuparipäällysteinen laminaatti
Kuparipinnoitettu laminaatti (CCL), josta käytetään nimitystä kuparipäällysteinen laminaatti tai kuparipäällysteinen laminaatti, on painettujen piirilevyjen valmistuksen perusmateriaali.Se koostuu dielektrisestä kerroksesta (hartsi, lasikuitu) ja erittäin puhtaasta johtimesta (kuparikalvo).koostuu komposiittimateriaaleista.
Vasta vuonna 1960 ammattivalmistajat käyttivät formaldehydihartsikuparifoliota perusmateriaalina yksipuolisten PCB-levyjen valmistukseen ja laittoivat ne levysoittimien, nauhureiden, videonauhurien jne. markkinoille. Myöhemmin kaksinkertaisen käytön lisääntymisen vuoksi -sivuinen läpireiän kuparipinnoitustekniikka, lämmönkestävyys, koko Vakaat epoksilasisubstraatit ovat olleet laajalti käytössä toistaiseksi.Nykyään FR4, FR1, CEM3, keraamiset levyt ja teflonlevyt ovat laajalti käytössä.
Tällä hetkellä yleisimmin käytetty etsausmenetelmällä valmistettu piirilevy on selektiivinen syövytys kuparipäällysteiseen levyyn vaaditun piirikuvion saamiseksi.Kuparipäällysteinen laminaatti tarjoaa pääasiassa kolme johtamis-, eristys- ja tukitoimintoa koko piirilevylle.Painettujen piirilevyjen suorituskyky, laatu ja valmistuskustannukset riippuvat suurelta osin kuparipäällysteisistä laminaateista
2) Prepreg
Prepreg, joka tunnetaan myös nimellä PP-levy, on yksi päämateriaaleista monikerroslevyjen valmistuksessa.Se koostuu pääasiassa hartsista ja vahvistusmateriaaleista.Vahvistusmateriaalit jaetaan lasikuitukankaaseen (kutsutaan lasikankaaksi), paperipohjaan ja komposiittimateriaaleihin.
Suurin osa monikerroksisten painettujen piirilevyjen valmistuksessa käytetyistä prepregeistä (liimalevyistä) käyttää lasikangasta vahvistusmateriaalina.Ohut levymateriaali, joka on valmistettu kyllästämällä käsitelty lasikangas hartsiliimalla ja sitten esipaistettu lämpökäsittelyllä, on nimeltään prepreg.Prepregit pehmenevät lämmössä ja paineessa ja jähmettyvät jäähtyessään.
Koska lankasäikeiden lukumäärä lasikankaan pituusyksikköä kohti loimen ja kudesuunnassa on erilainen, on leikattaessa kiinnitettävä huomiota prepregin loimi- ja kudesuuntiin.Yleensä loimisuunta (suunta, johon lasikangas käpristyy) valitaan tuotantolevyn lyhyen sivun suunnaksi ja kudesuunta on Tuotantolevyn pitkän sivun suunta on varmistaa levyn tasaisuus. levyn pintaa ja estää tuotantolevyn vääntymisen ja vääntymisen kuumentamisen jälkeen.
3) Kuparifolio
Kuparifolio on ohut, jatkuva metallikalvo, joka on kerrostettu piirilevyn pohjakerrokselle.Piirilevyn johtimena se liitetään helposti eristekerrokseen ja syövytetään muodostamaan piirikuvion.
Tavalliset teolliset kuparifoliot voidaan jakaa kahteen luokkaan: valssattu kuparifolio (RA-kuparifolio) ja elektrolyyttinen kuparifolio (ED-kuparifolio):
Valssatulla kuparifoliolla on hyvä sitkeys ja muut ominaisuudet, ja se on kuparikalvo, jota käytetään varhaisessa pehmeän levyprosessissa;
Elektrolyyttisellä kuparikalvolla on valssattua kuparikalvoa alhaisemmat valmistuskustannukset
4) Juotosmaski
Juotosestokerros viittaa piirilevyn siihen osaan, jossa on juotosestokustetta.
Juotosestimuste on yleensä vihreää, ja muutama käyttää punaista, mustaa ja sinistä jne., joten juotosestimustetta kutsutaan usein vihreäksi öljyksi PCB-teollisuudessa.Se on painettujen piirilevyjen pysyvä suojakerros, joka voi estää kosteuden, korroosion, homeen ja mekaanisen hankauksen jne., mutta myös estää osien hitsaamisen vääriin paikkoihin.
5) Pintakäsittely
"Pinta" tässä käytettynä viittaa piirilevyn liitäntäpisteisiin, jotka muodostavat sähköisen yhteyden elektronisten komponenttien tai muiden järjestelmien ja piirilevyn piirien välillä, kuten tyynyjen tai kosketinliitäntöjen liitäntäpisteet.Itse paljaan kuparin juotettavuus on erittäin hyvä, mutta se hapettuu ja saastuu helposti joutuessaan alttiiksi ilmalle, joten paljaan kuparin pinnalle tulee peittää suojakalvo.
Yleisiä PCB-pintakäsittelyprosesseja ovat lyijy HASL, lyijytön HASL, orgaaninen pinnoite (Organic Solderability Preservatives, OSP), upotuskulta, immersiohopea, upotustina ja kullatut sormet jne. Ympäristönsuojelumääräysten jatkuvan parantamisen myötä ovat Johtava HASL-prosessi on vähitellen kielletty.
6) Hahmot
Merkki on tekstikerros, PCB:n ylimmässä kerroksessa, se voi olla poissa, ja sitä käytetään yleensä kommentteihin.
Yleensä piirin asennuksen ja huollon helpottamiseksi painetaan piirilevyn ylä- ja alapinnalle tarvittavat logokuviot ja tekstikoodit, kuten komponenttitarrat ja nimellisarvot, komponenttien ääriviivat ja valmistajan logot, tuotanto päivämäärät odottavat.
Hahmot painetaan yleensä silkkipainatuksella
Postitusaika: 11.3.2023