სუპერ დეტალური შესავალი PCB-ის შესახებ

PCBდამზადებულია ელექტრონული ბეჭდვის ტექნოლოგიით, ამიტომ მას ბეჭდური მიკროსქემის დაფა ეწოდება.თითქმის ყველა სახის ელექტრონული მოწყობილობა, დაწყებული ყურსასმენებიდან, ბატარეებიდან, კალკულატორებიდან, კომპიუტერებით, საკომუნიკაციო მოწყობილობებით, თვითმფრინავებით, თანამგზავრებით, სანამ გამოიყენება ელექტრონული კომპონენტები, როგორიცაა ინტეგრირებული სქემები, PCB გამოიყენება მათ შორის ელექტრული ურთიერთკავშირისთვის.

PCB და PCBA არის PCB-ები დაუმონტაჟებელი კომპონენტებით, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), ანუ PCB-ები აღჭურვილია ელექტრონული კომპონენტებით (როგორიცაა ჩიპები, კონექტორები, რეზისტორები, კონდენსატორები, ინდუქტორები და ა.შ.).

PCB-ის წარმოშობა
1925 წელს ჩარლზ დუკასმა შეერთებულ შტატებში (დანამატის მეთოდის შემქმნელმა) დაბეჭდა მიკროსქემის ნიმუში საიზოლაციო სუბსტრატზე, შემდეგ კი წარმატებით დაამზადა გამტარი, როგორც გაყვანილობა ელექტრული დაფარვით.

1936 წელს ავსტრიელმა პოლ ეისლერმა (გამოკლების მეთოდის შემქმნელი) იყო პირველი, ვინც გამოიყენა ბეჭდური მიკროსქემის დაფები რადიოებში.

1943 წელს ამერიკელებმა გამოიყენეს ტექნოლოგია სამხედრო რადიოებზე.1948 წელს შეერთებულმა შტატებმა ოფიციალურად აღიარა გამოგონება კომერციული გამოყენებისთვის.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფები ფართოდ გამოიყენება მხოლოდ 1950-იანი წლების შუა პერიოდიდან და დღეს ისინი დომინირებენ ელექტრონიკის ინდუსტრიაში.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფები განვითარდა ერთი ფენიდან ორმხრივ, მრავალშრიანი და მოქნილი და კვლავ ინარჩუნებს განვითარების საკუთარ ტენდენციებს.მაღალი სიზუსტის, მაღალი სიმკვრივისა და მაღალი საიმედოობის მიმართულებით უწყვეტი განვითარების, ზომის მუდმივი შემცირების, ხარჯების შემცირებისა და მუშაობის გაუმჯობესების მიმართულებით, ბეჭდური მიკროსქემის დაფები კვლავ ინარჩუნებენ ძლიერ სიცოცხლისუნარიანობას მომავალი ელექტრონული აღჭურვილობის განვითარებაში.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფის წარმოების ტექნოლოგიის სამომავლო განვითარების ტენდენციის შესახებ დისკუსიები სახლში და მის ფარგლებს გარეთ ძირითადად თანმიმდევრულია, ანუ მაღალი სიმკვრივის, მაღალი სიზუსტის, თხელი დიაფრაგმის, თხელი მავთულის, მცირე სიჩქარის, მაღალი საიმედოობის, მრავალშრიანი, მაღალსიჩქარიანი გადაცემის შესახებ. , მსუბუქი წონა წარმოების კუთხით ვითარდება პროდუქტიულობის გაზრდის, ხარჯების შემცირების, დაბინძურების შემცირების და მრავალჯიშური და მცირე პარტიული წარმოებისადმი ადაპტაციის მიმართულებით.

PCB-ის როლი
სანამ ბეჭდური მიკროსქემის დაფა გამოჩნდებოდა, ელექტრონულ კომპონენტებს შორის ურთიერთდაკავშირება პირდაპირ მავთულხლართებით იყო დაკავშირებული სრული მიკროსქემის შესაქმნელად.

მას შემდეგ, რაც ელექტრონული მოწყობილობა მიიღებს ბეჭდური მიკროსქემის დაფებს, მსგავსი ბეჭდური მიკროსქემის დაფების თანმიმდევრულობის გამო, თავიდან აიცილება შეცდომები ხელით გაყვანილობაში.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფას შეუძლია უზრუნველყოს მექანიკური მხარდაჭერა სხვადასხვა ელექტრონული კომპონენტების, როგორიცაა ინტეგრირებული სქემების დამაგრებისა და აწყობისთვის, დაასრულოს გაყვანილობა და ელექტრო კავშირი ან ელექტრო იზოლაცია სხვადასხვა ელექტრონულ კომპონენტებს შორის, როგორიცაა ინტეგრირებული სქემები, და უზრუნველყოს საჭირო ელექტრული მახასიათებლები, როგორიცაა მახასიათებლები წინაღობა, და ა.შ., შეუძლია უზრუნველყოს გამაგრილებელი ნიღბის გრაფიკა ავტომატური შედუღებისთვის და უზრუნველყოს საიდენტიფიკაციო სიმბოლოები და გრაფიკა კომპონენტების ჩასმის, შემოწმებისა და შენარჩუნებისთვის.
PCB-ის კლასიფიკაცია
1. კლასიფიკაცია დანიშნულების მიხედვით
სამოქალაქო ბეჭდური მიკროსქემის დაფები (სამომხმარებლო): ბეჭდური მიკროსქემის დაფები, რომლებიც გამოიყენება სათამაშოებში, კამერებში, ტელევიზორებში, აუდიო მოწყობილობებში, მობილურ ტელეფონებში და ა.შ.
სამრეწველო ბეჭდური მიკროსქემის დაფები (მოწყობილობა): ბეჭდური მიკროსქემის დაფები, რომლებიც გამოიყენება უსაფრთხოებაში, ავტომობილებში, კომპიუტერებში, საკომუნიკაციო მანქანებში, ინსტრუმენტებში და ა.შ.
სამხედრო ბეჭდური მიკროსქემის დაფები: ბეჭდური მიკროსქემის დაფები, რომლებიც გამოიყენება კოსმოსში და რადარებში და ა.შ.

2. კლასიფიკაცია სუბსტრატის ტიპის მიხედვით
ქაღალდზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები: ფენოლის ქაღალდზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები, ეპოქსიდური ქაღალდზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები და ა.შ.
შუშის ქსოვილზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები: ეპოქსიდური მინის ქსოვილზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემები, PTFE მინის ქსოვილზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები და ა.შ.
სინთეზური ბოჭკოვანი ბეჭდური მიკროსქემის დაფა: ეპოქსიდური სინთეტიკური ბოჭკოვანი ბეჭდური მიკროსქემის დაფა და ა.შ.
ორგანული ფირის სუბსტრატის დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა: ნეილონის ფირის ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფა და ა.შ.
კერამიკული სუბსტრატის დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები.
ლითონის ბირთვზე დაფუძნებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები.
3. კლასიფიკაცია სტრუქტურის მიხედვით
სტრუქტურის მიხედვით, ბეჭდური მიკროსქემის დაფები შეიძლება დაიყოს ხისტი ბეჭდური მიკროსქემის დაფებად, მოქნილ ბეჭდურ მიკროსქემებად და ხისტ-მოქნილ ბეჭდურ მიკროსქემებად.

4. კლასიფიცირებულია ფენების რაოდენობის მიხედვით
ფენების რაოდენობის მიხედვით, დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები შეიძლება დაიყოს ცალმხრივ დაფებად, ორმხრივ დაფებად, მრავალშრიან დაფებად და HDI დაფებად (მაღალი სიმკვრივის ურთიერთდაკავშირების დაფები).
1) ცალმხრივი
ცალმხრივი დაფა ეხება მიკროსქემის დაფას, რომელიც მიმაგრებულია მიკროსქემის დაფის მხოლოდ ერთ მხარეს (შედუღების მხარეს), ხოლო ყველა კომპონენტი, კომპონენტის ეტიკეტები და ტექსტური ეტიკეტები მოთავსებულია მეორე მხარეს (კომპონენტის მხარეს).

ცალმხრივი პანელის ყველაზე დიდი მახასიათებელია მისი დაბალი ფასი და მარტივი წარმოების პროცესი.თუმცა, იმის გამო, რომ გაყვანილობა შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ ერთ ზედაპირზე, გაყვანილობა უფრო რთულია და გაყვანილობა მიდრეკილია წარუმატებლობისკენ, ამიტომ იგი შესაფერისია მხოლოდ ზოგიერთ შედარებით მარტივ წრედზე.

2) ორმხრივი
ორმხრივი დაფა დამაგრებულია საიზოლაციო დაფის ორივე მხარეს, ერთი მხარე გამოიყენება ზედა ფენად, ხოლო მეორე მხარე გამოიყენება ქვედა ფენად.ზედა და ქვედა ფენები ელექტრონულად არის დაკავშირებული ვიზებით.

ჩვეულებრივ, ორი ფენის დაფაზე კომპონენტები მოთავსებულია ზედა ფენაზე;თუმცა, ზოგჯერ კომპონენტები შეიძლება განთავსდეს ორივე ფენაზე, რათა შემცირდეს დაფის ზომა.ორფენიანი დაფა ხასიათდება ზომიერი ფასით და მარტივი გაყვანილობით.ეს არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტიპი ჩვეულებრივი მიკროსქემის დაფებში.

3) მრავალშრიანი დაფა
ორზე მეტი ფენის მქონე ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფები ერთობლივად მოიხსენიება როგორც მრავალშრიანი დაფები.

4) HDI დაფა
HDI დაფა არის მიკროსქემის დაფა შედარებით მაღალი განაწილების სიმკვრივით მიკრო-ბრმა ჩამარხული ხვრელის ტექნოლოგიის გამოყენებით.

PCB სტრუქტურა
PCB ძირითადად შედგება სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატებისგან (Copper Clad Laminates, CCL), prepreg (PP ფურცელი), სპილენძის კილიტა (სპილენძის კილიტა), solder ნიღაბი (ასევე ცნობილია, როგორც solder mask) (Solder Mask).ამავდროულად, ზედაპირზე დაუცველი სპილენძის ფოლგის დასაცავად და შედუღების ეფექტის უზრუნველსაყოფად, ასევე აუცილებელია ზედაპირული დამუშავება PCB-ზე და ზოგჯერ იგი ასევე აღინიშნება სიმბოლოებით.

1) სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი
სპილენძის დაფარული ლამინატი (CCL), მოხსენიებული, როგორც სპილენძის დაფარული ლამინატი ან სპილენძის დაფარული ლამინატი, არის ძირითადი მასალა ბეჭდური მიკროსქემის დაფების წარმოებისთვის.იგი შედგება დიელექტრიკული ფენისგან (ფისოვანი, მინის ბოჭკოვანი) და მაღალი სისუფთავის გამტარისგან (სპილენძის კილიტა).შედგენილი კომპოზიციური მასალებისგან.

მხოლოდ 1960 წელს პროფესიონალმა მწარმოებლებმა გამოიყენეს ფორმალდეჰიდის ფისოვანი სპილენძის კილიტა, როგორც საბაზისო მასალა ცალმხრივი PCB-ების დასამზადებლად და გამოიტანეს ისინი ჩანაწერების, მაგნიტოფონების, ვიდეო ჩამწერების ბაზარზე და ა.შ. მოგვიანებით, ორმაგი გაზრდის გამო. სპილენძის მოპირკეთების წარმოების ტექნოლოგია, სითბოს წინააღმდეგობა, ზომა სტაბილური ეპოქსიდური მინის სუბსტრატები აქამდე ფართოდ გამოიყენება.დღესდღეობით ფართოდ გამოიყენება FR4, FR1, CEM3, კერამიკული ფირფიტები და ტეფლონის ფირფიტები.

ამჟამად, ყველაზე ფართოდ გამოყენებული PCB, რომელიც დამზადებულია ოქროვის მეთოდით, არის სპილენძის მოპირკეთებული დაფაზე შერჩევითი ამოკვეთა, რათა მიიღოთ საჭირო მიკროსქემის ნიმუში.სპილენძის მოპირკეთებული ლამინატი ძირითადად უზრუნველყოფს გამტარობის, იზოლაციის და მხარდაჭერის სამ ფუნქციას მთელ ბეჭდურ მიკროსქემზე.ბეჭდური მიკროსქემის დაფების შესრულება, ხარისხი და წარმოების ღირებულება დიდწილად დამოკიდებულია სპილენძის მოპირკეთებულ ლამინატებზე.

2) Prepreg
Prepreg, ასევე ცნობილი როგორც PP ფურცელი, არის ერთ-ერთი მთავარი მასალა მრავალშრიანი დაფების წარმოებაში.იგი ძირითადად შედგება ფისოვანი და გამაძლიერებელი მასალებისგან.გამაძლიერებელი მასალები იყოფა მინის ბოჭკოვანი ქსოვილად (მოხსენიებული, როგორც მინის ქსოვილი), ქაღალდის ბაზა და კომპოზიციური მასალები.

მრავალშრიანი ბეჭდური მიკროსქემის დაფების წარმოებაში გამოყენებული პრეპრეგების (წებოვანი ფურცლების) უმეტესობა გამამაგრებელ მასალად იყენებს მინის ქსოვილს.თხელი ფურცლის მასალას, რომელიც მიიღება დამუშავებული მინის ქსოვილის ფისოვანი წებოთი გაჟღენთვით და შემდეგ წინასწარ გამომცხვარ თერმული დამუშავებით, ეწოდება პრეპრეგს.პრეპრეგები რბილდება სიცხისა და წნევის ქვეშ და გაცივებისას მყარდება.

იმის გამო, რომ ძაფის ძაფების რაოდენობა შუშის ქსოვილის სიგრძის ერთეულზე ღეროსა და ღეროს მიმართულებებში განსხვავებულია, ჭრის დროს ყურადღება უნდა მიექცეს წინამორბედის ღეროსა და ღეროს მიმართულებებს.ზოგადად, დაფის მიმართულება (მიმართულება, რომლითაც შუშის ქსოვილი იხვევა) შეირჩევა, როგორც საწარმოო დაფის მოკლე გვერდითი მიმართულება, ხოლო ქსოვილის მიმართულება არის საწარმოო დაფის გრძელი მხარის მიმართულება, რათა უზრუნველყოს დაფის სიბრტყე. დაფის ზედაპირი და თავიდან აიცილონ წარმოების დაფის გადახვევა და დეფორმაცია გაცხელების შემდეგ.

3) სპილენძის ფოლგა
სპილენძის კილიტა არის თხელი, უწყვეტი ლითონის კილიტა, რომელიც დეპონირებულია მიკროსქემის დაფის საბაზისო ფენაზე.როგორც PCB-ის გამტარი, ის ადვილად მიმაგრებულია საიზოლაციო ფენასთან და ამოტვიფრულია მიკროსქემის შესაქმნელად.

ჩვეულებრივი სამრეწველო სპილენძის კილიტა შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: ნაგლინი სპილენძის კილიტა (RA სპილენძის კილიტა) და ელექტროლიტური სპილენძის კილიტა (ED სპილენძის კილიტა):
ნაგლინი სპილენძის კილიტა აქვს კარგი გამტარიანობა და სხვა მახასიათებლები და არის სპილენძის კილიტა, რომელიც გამოიყენება ადრეული რბილი დაფის პროცესში;
ელექტროლიტურ სპილენძის კილიტას აქვს უპირატესობა დაბალი წარმოების ღირებულებით, ვიდრე ნაგლინი სპილენძის კილიტა

4) შედუღების ნიღაბი
შედუღების წინააღმდეგობის ფენა ეხება ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ნაწილს შედუღების საწინააღმდეგო მელნით.

შედუღების საწინააღმდეგო მელანი ჩვეულებრივ მწვანეა, ზოგი იყენებს წითელ, შავ და ლურჯ და ა.ეს არის ბეჭდური მიკროსქემის დაფების მუდმივი დამცავი ფენა, რომელსაც შეუძლია თავიდან აიცილოს ტენიანობა, ანტიკოროზიული, ცვის საწინააღმდეგო და მექანიკური აბრაზია და ა.შ., მაგრამ ასევე თავიდან აიცილოს ნაწილების შედუღება არასწორ ადგილებში.

5) ზედაპირული დამუშავება
„ზედაპირი“, როგორც აქ გამოიყენება, ეხება PCB-ზე შეერთების წერტილებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ელექტრო კავშირს ელექტრონულ კომპონენტებს ან სხვა სისტემებსა და PCB-ზე არსებულ სქემებს შორის, როგორიცაა ბალიშების შეერთების წერტილები ან საკონტაქტო კავშირები.შიშველი სპილენძის შედუღება თავისთავად ძალიან კარგია, მაგრამ ის ადვილად იჟანგება და ბინძურდება ჰაერის ზემოქმედებისას, ამიტომ შიშველი სპილენძის ზედაპირზე უნდა დაიფაროს დამცავი ფილმი.

PCB ზედაპირის დამუშავების საერთო პროცესები მოიცავს ტყვიის HASL-ს, ტყვიის გარეშე HASL-ს, ორგანულ საფარს (Organic Solderability Preservatives, OSP), ჩაძირვის ოქრო, ჩაძირვის ვერცხლი, ჩაძირვის კალის და მოოქროვილი თითები და ა.შ. გარემოს დაცვის წესების მუდმივი გაუმჯობესებით, იქ are წამყვანი HASL პროცესი თანდათან აიკრძალა.

6) პერსონაჟები
სიმბოლო არის ტექსტის ფენა, PCB-ის ზედა ფენაზე, ის შეიძლება არ იყოს და ის ზოგადად გამოიყენება კომენტარებისთვის.

ჩვეულებრივ, მიკროსქემის ინსტალაციისა და შენარჩუნების გასაადვილებლად, ლოგოს საჭირო შაბლონები და ტექსტური კოდები იბეჭდება დაბეჭდილი დაფის ზედა და ქვედა ზედაპირზე, როგორიცაა კომპონენტების ეტიკეტები და ნომინალური მნიშვნელობები, კომპონენტების კონტურის ფორმები და მწარმოებლის ლოგოები, წარმოება. თარიღები ელოდება.

სიმბოლოები ჩვეულებრივ იბეჭდება ეკრანის ბეჭდვით