PCBjest wykonywany technologią druku elektronicznego, dlatego nazywa się ją płytką drukowaną. Prawie każdy rodzaj sprzętu elektronicznego, począwszy od słuchawek, baterii, kalkulatorów, po komputery, sprzęt komunikacyjny, samoloty, satelity, o ile używane są komponenty elektroniczne, takie jak układy scalone, do połączeń elektrycznych między nimi stosuje się płytki PCB.
PCB i PCBA to płytki PCB z niezamontowanymi elementami, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), czyli płytki PCB wyposażone w elementy elektroniczne (takie jak chipy, złącza, rezystory, kondensatory, cewki itp.).
Pochodzenie PCB
W 1925 roku Charles Ducas w Stanach Zjednoczonych (twórca metody addytywnej) wydrukował wzór obwodu na podłożu izolacyjnym, a następnie z sukcesem wykonał przewodnik w postaci okablowania poprzez galwanizację.
W 1936 roku Austriak Paul Eisler (twórca metody subtraktywnej) jako pierwszy zastosował w radiach płytki drukowane.
W 1943 roku Amerykanie zastosowali tę technologię w radiotelefonach wojskowych. W 1948 roku Stany Zjednoczone oficjalnie uznały wynalazek do użytku komercyjnego.
Płytki drukowane zaczęto powszechnie stosować dopiero od połowy lat pięćdziesiątych XX wieku, a obecnie dominują w przemyśle elektronicznym.
Płytki drukowane ewoluowały od jednowarstwowych do dwustronnych, wielowarstwowych i elastycznych i nadal utrzymują własne trendy rozwojowe. Dzięki ciągłemu rozwojowi w kierunku wysokiej precyzji, wysokiej gęstości i wysokiej niezawodności, ciągłemu zmniejszaniu rozmiarów, redukcji kosztów i poprawie wydajności, płytki drukowane nadal zachowują dużą żywotność w rozwoju przyszłego sprzętu elektronicznego.
Dyskusje na temat przyszłego trendu rozwoju technologii produkcji płytek drukowanych w kraju i za granicą są w zasadzie spójne, to znaczy wysoka gęstość, wysoka precyzja, mała apertura, cienki drut, mała podziałka, wysoka niezawodność, wielowarstwowa, szybka transmisja , niewielka waga Pod względem produkcyjnym rozwija się w kierunku zwiększania produktywności, obniżania kosztów, zmniejszania zanieczyszczeń i dostosowywania się do produkcji wieloodmianowej i małoseryjnej.
Rola PCB
Zanim pojawiła się płytka drukowana, połączenia między elementami elektronicznymi były bezpośrednio łączone przewodami, tworząc kompletny obwód.
Po zastosowaniu w sprzęcie elektronicznym płytek z obwodami drukowanymi, ze względu na spójność podobnych płytek z obwodami drukowanymi, unika się błędów w ręcznym okablowaniu.
Płytka drukowana może zapewniać mechaniczne wsparcie do mocowania i montażu różnych elementów elektronicznych, takich jak obwody scalone, uzupełniać okablowanie i połączenia elektryczne lub izolację elektryczną pomiędzy różnymi elementami elektronicznymi, takimi jak obwody scalone, a także zapewniać wymagane właściwości elektryczne, takie jak charakterystyka Impedancja, itp., może zapewnić grafikę maski lutowniczej do automatycznego lutowania oraz zapewnić znaki identyfikacyjne i grafikę do wkładania komponentów, kontroli i konserwacji.
Klasyfikacja PCB
1. Klasyfikacja według celu
Cywilne płytki drukowane (konsumenckie): płytki drukowane stosowane w zabawkach, aparatach fotograficznych, telewizorach, sprzęcie audio, telefonach komórkowych itp.
Przemysłowe płytki drukowane (sprzęt): płytki drukowane stosowane w zabezpieczeniach, samochodach, komputerach, maszynach komunikacyjnych, instrumentach itp.
Wojskowe płytki drukowane: płytki drukowane stosowane w lotnictwie i radarach itp.
2. Klasyfikacja ze względu na rodzaj podłoża
Płytki drukowane na papierze: płytki drukowane na papierze fenolowym, płytki drukowane na papierze epoksydowym itp.
Płytki drukowane na bazie tkaniny szklanej: płytki drukowane na bazie tkaniny epoksydowej, płytki drukowane na bazie tkaniny szklanej PTFE itp.
Płytka drukowana z włókien syntetycznych: płytka drukowana z włókien syntetycznych epoksydowych itp.
Płytka drukowana z podłożem z folii organicznej: płytka drukowana z folii nylonowej itp.
Płytki drukowane z podłożem ceramicznym.
Płytki drukowane z rdzeniem metalowym.
3. Klasyfikacja według struktury
Ze względu na budowę płytki drukowane można podzielić na sztywne płytki drukowane, elastyczne płytki drukowane i sztywne-elastyczne płytki drukowane.
4. Klasyfikacja według liczby warstw
Ze względu na liczbę warstw płytki drukowane można podzielić na płytki jednostronne, płytki dwustronne, płytki wielowarstwowe i płytki HDI (płytki wzajemne o dużej gęstości).
1) Jednostronne
Płytka jednostronna odnosi się do płytki drukowanej, która jest okablowana tylko po jednej stronie (strona lutowania) płytki drukowanej, a wszystkie komponenty, etykiety komponentów i etykiety tekstowe są umieszczone po drugiej stronie (strona komponentów).
Największą zaletą panelu jednostronnego jest jego niska cena i prosty proces produkcji. Ponieważ jednak okablowanie można wykonać tylko na jednej powierzchni, okablowanie jest trudniejsze i jest podatne na awarie, dlatego nadaje się tylko do niektórych stosunkowo prostych obwodów.
2) Dwustronne
Płyta dwustronna jest okablowana po obu stronach płyty izolacyjnej, jedna strona służy jako warstwa wierzchnia, a druga strona jako warstwa dolna. Górna i dolna warstwa są połączone elektrycznie za pomocą przelotek.
Zwykle elementy na płycie dwuwarstwowej umieszcza się na warstwie wierzchniej; jednak czasami komponenty można umieścić na obu warstwach, aby zmniejszyć rozmiar płytki. Płytka dwuwarstwowa charakteryzuje się umiarkowaną ceną i łatwym okablowaniem. Jest to najczęściej stosowany typ w zwykłych płytkach drukowanych.
3) Płyta wielowarstwowa
Płytki drukowane zawierające więcej niż dwie warstwy nazywane są łącznie płytkami wielowarstwowymi.
4) Płyta HDI
Płytka HDI to płytka drukowana o stosunkowo dużej gęstości dystrybucji obwodów, wykorzystująca technologię mikro-ślepych otworów zakopanych.
Struktura PCB
PCB składa się głównie z laminatów platerowanych miedzią (laminaty platerowane miedzią, CCL), prepregu (arkusz PP), folii miedzianej (folia miedziana), maski lutowniczej (znanej również jako maska lutownicza) (maska lutownicza). Jednocześnie, aby zabezpieczyć odsłoniętą folię miedzianą na powierzchni i zapewnić efekt spawania, konieczne jest również przeprowadzenie obróbki powierzchniowej na płytce drukowanej, a czasami jest ona również oznaczana znakami.
1) Laminat platerowany miedzią
Laminat miedziowany (CCL), nazywany laminatem miedziowanym lub laminatem miedziowanym, jest podstawowym materiałem do produkcji płytek drukowanych. Składa się z warstwy dielektrycznej (żywica, włókno szklane) i przewodnika o wysokiej czystości (folia miedziana). złożony z materiałów kompozytowych.
Dopiero w 1960 roku profesjonalni producenci wykorzystali folię miedzianą z żywicą formaldehydową jako materiał bazowy do produkcji jednostronnych płytek PCB i wprowadzili je na rynek gramofonów, magnetofonów, magnetowidów itp. Później, w związku ze wzrostem liczby podwójnych technologia produkcji miedziowania z otworami przelotowymi, odporność cieplna, rozmiar Stabilne podłoża ze szkła epoksydowego były dotychczas szeroko stosowane. Obecnie szeroko stosowane są płyty FR4, FR1, CEM3, płytki ceramiczne i płyty teflonowe.
Obecnie najczęściej stosowaną płytką PCB wytwarzaną metodą trawienia jest selektywne trawienie płytki platerowanej miedzią w celu uzyskania wymaganego wzoru obwodu. Laminat pokryty miedzią zapewnia głównie trzy funkcje: przewodzenia, izolacji i wsparcia na całej płytce drukowanej. Wydajność, jakość i koszt produkcji płytek drukowanych zależą w dużej mierze od laminatów platerowanych miedzią
2) Prepreg
Prepreg, zwany także arkuszem PP, jest jednym z głównych materiałów do produkcji płyt wielowarstwowych. Składa się głównie z żywicy i materiałów wzmacniających. Materiały wzmacniające dzielą się na tkaninę z włókna szklanego (zwaną tkaniną szklaną), bazę papierową i materiały kompozytowe.
Większość prepregów (arkuszów samoprzylepnych) stosowanych do produkcji wielowarstwowych płytek drukowanych wykorzystuje tkaninę szklaną jako materiał wzmacniający. Cienki arkusz materiału wytwarzany przez impregnację obrobionej tkaniny szklanej klejem żywicznym, a następnie wstępnie wypiekany w drodze obróbki cieplnej, nazywany jest prepregiem. Prepregi miękną pod wpływem ciepła i ciśnienia i twardnieją po ochłodzeniu.
Ponieważ liczba pasm przędzy na jednostkę długości tkaniny szklanej w kierunku osnowy i wątku jest różna, podczas cięcia należy zwrócić uwagę na kierunki osnowy i wątku prepregu. Ogólnie rzecz biorąc, kierunek osnowy (kierunek, w którym zwija się tkanina szklana) jest wybierany jako kierunek krótszego boku płyty produkcyjnej, a kierunek wątku to Kierunek długiego boku płyty produkcyjnej ma zapewnić płaskość powierzchnię płyty i zapobiegają skręcaniu się i deformacji płyty produkcyjnej po podgrzaniu.
3) Folia miedziana
Folia miedziana to cienka, ciągła folia metalowa osadzona na warstwie bazowej płytki drukowanej. Jako przewodnik płytki drukowanej można go łatwo połączyć z warstwą izolacyjną i wytrawić, tworząc wzór obwodu.
Powszechnie stosowane przemysłowe folie miedziane można podzielić na dwie kategorie: walcowaną folię miedzianą (folia miedziana RA) i folię z miedzi elektrolitycznej (folia miedziana ED):
Walcowana folia miedziana ma dobrą ciągliwość i inne właściwości i jest folią miedzianą stosowaną we wczesnym procesie produkcji miękkich płyt;
Zaletą folii z miedzi elektrolitycznej jest niższy koszt produkcji niż walcowanej folii miedzianej
4) Maska lutownicza
Warstwa lutownicza odnosi się do części płytki drukowanej pokrytej farbą lutowniczą.
Atrament lutowniczy jest zwykle zielony, a w niektórych przypadkach stosuje się kolor czerwony, czarny i niebieski itp., dlatego w branży PCB atrament lutowniczy jest często nazywany zielonym olejem. Jest to trwała warstwa ochronna płytek drukowanych, która może zapobiegać wilgoci, korozji, pleśni i ścieraniu mechanicznemu itp., Ale także zapobiega przyspawaniu części w niewłaściwych miejscach.
5) Obróbka powierzchniowa
Stosowane tutaj określenie „powierzchnia” odnosi się do punktów połączeń na płytce PCB, które zapewniają połączenie elektryczne pomiędzy komponentami elektronicznymi lub innymi systemami a obwodami na płytce PCB, takimi jak punkty połączeń pól stykowych lub połączenia stykowe. Sama lutowność czystej miedzi jest bardzo dobra, ale pod wpływem powietrza łatwo ulega utlenieniu i zanieczyszczeniu, dlatego na powierzchni czystej miedzi należy pokryć folię ochronną.
Typowe procesy obróbki powierzchni PCB obejmują ołów HASL, bezołowiowy HASL, powłoki organiczne (organiczne środki konserwujące lutowność, OSP), złoto zanurzeniowe, srebro zanurzeniowe, cynę zanurzeniową i pozłacane palce itp. Wraz z ciągłym ulepszaniem przepisów dotyczących ochrony środowiska są Wiodący proces HASL był stopniowo zakazywany.
6) Postacie
Znak jest warstwą tekstową, na górnej warstwie PCB może być nieobecny i jest powszechnie używany do komentarzy.
Zwykle, aby ułatwić instalację i konserwację obwodu, na górnej i dolnej powierzchni płytki drukowanej drukowane są wymagane wzory logo i kody tekstowe, takie jak etykiety komponentów i wartości nominalne, kształty obrysów komponentów i logo producenta, daty czekają.
Znaki są zwykle drukowane metodą sitodruku
Czas publikacji: 11 marca 2023 r