PCBjest wykonany za pomocą technologii druku elektronicznego, dlatego nazywa się to płytką drukowaną.Prawie każdy rodzaj sprzętu elektronicznego, począwszy od słuchawek, baterii, kalkulatorów, po komputery, sprzęt komunikacyjny, samoloty, satelity, o ile stosowane są komponenty elektroniczne, takie jak układy scalone, PCB są wykorzystywane do połączeń elektrycznych między nimi.
PCB i PCBA to PCB z niezamontowanymi komponentami, PCBA (ang. Printed Circuit Board Assembly), czyli PCB wyposażone w elementy elektroniczne (takie jak układy scalone, złącza, rezystory, kondensatory, cewki indukcyjne itp.).
Pochodzenie PCB
W 1925 roku Charles Ducas w Stanach Zjednoczonych (twórca metody addytywnej) wydrukował wzór obwodu na podłożu izolacyjnym, a następnie z powodzeniem wykonał przewodnik jako okablowanie metodą galwanizacji.
W 1936 roku Austriak Paul Eisler (twórca metody subtraktywnej) jako pierwszy zastosował płytki drukowane w radiach.
W 1943 roku Amerykanie zastosowali tę technologię w radioodbiornikach wojskowych.W 1948 roku Stany Zjednoczone oficjalnie uznały wynalazek do użytku komercyjnego.
Płytki drukowane były szeroko stosowane dopiero od połowy lat pięćdziesiątych, a dziś dominują w przemyśle elektronicznym.
Płytki obwodów drukowanych ewoluowały od jednowarstwowych do dwustronnych, wielowarstwowych i elastycznych, i nadal utrzymują własne trendy rozwojowe.Dzięki ciągłemu rozwojowi w kierunku wysokiej precyzji, dużej gęstości i wysokiej niezawodności, ciągłemu zmniejszaniu rozmiaru, redukcji kosztów i poprawie wydajności, płytki obwodów drukowanych 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 zasadniczo spójne, to znaczy do wysokiej gęstości, wysokiej precyzji, drobnej apertury, cienkiego drutu, małego skoku, wysokiej niezawodności, wielowarstwowej, szybkiej transmisji , lekki W zakresie produkcji rozwija się w kierunku zwiększania produktywności, obniżania kosztów, ograniczania zanieczyszczeń oraz dostosowania do produkcji wieloodmianowej i małoseryjnej.
Rola PCB
Zanim pojawiła się płytka drukowana, połączenia między elementami elektronicznymi były bezpośrednio połączone przewodami, tworząc kompletny obwód.
Po przyjęciu płytek drukowanych przez sprzęt elektroniczny, ze względu na spójność podobnych płytek drukowanych, unika się błędów w ręcznym okablowaniu.
Płytka drukowana może zapewnić mechaniczne wsparcie do mocowania i montażu różnych elementów elektronicznych, takich jak układy scalone, kompletne okablowanie i połączenie elektryczne lub izolację elektryczną między różnymi elementami elektronicznymi, takimi jak układy scalone, oraz zapewniać wymagane właściwości elektryczne, takie jak charakterystyka Impedancja, itp., może zapewnić grafikę maski lutowniczej do automatycznego lutowania oraz zapewnić znaki identyfikacyjne i grafikę do wstawiania komponentów, kontroli i konserwacji.
Klasyfikacja PCB
1. Klasyfikacja według celu
Cywilne płytki obwodów drukowanych (konsumenckie): płytki obwodów drukowanych stosowane w zabawkach, aparatach fotograficznych, telewizorach, sprzęcie audio, telefonach komórkowych itp.
Przemysłowe płytki obwodów drukowanych (sprzęt): płytki obwodów drukowanych stosowane w bezpieczeństwie, samochodach, komputerach, maszynach komunikacyjnych, instrumentach itp.
Wojskowe płytki obwodów drukowanych: płytki obwodów drukowanych stosowane w lotnictwie i radarach itp.
2. Klasyfikacja według rodzaju podłoża
Płytki drukowane na bazie papieru: płytki drukowane na bazie papieru fenolowego, płytki drukowane na bazie papieru epoksydowego itp.
Płytki drukowane na bazie tkaniny szklanej: płytki drukowane na bazie tkaniny ze szkła epoksydowego, płytki drukowane na bazie tkaniny szklanej PTFE itp.
Płytka drukowana z włókna syntetycznego: płytka drukowana z włókna syntetycznego epoksydowego 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
Zgodnie ze strukturą płytki obwodów drukowanych można podzielić na sztywne obwody drukowane, elastyczne obwody drukowane i sztywno-elastyczne obwody drukowane
4. Sklasyfikowane według liczby warstw
W zależności od liczby warstw płytki drukowane można podzielić na płytki jednostronne, płytki dwustronne, płytki wielowarstwowe i płytki HDI (płytki połączeń o dużej gęstości).
1) Jednostronny
Płytka jednostronna odnosi się do płytki drukowanej, która jest okablowana tylko z jednej strony (strona lutowania) płytki drukowanej, a wszystkie komponenty, etykiety komponentów i etykiety tekstowe są umieszczone po drugiej stronie (strona komponentów).
Największą zaletą płyty jednostronnej jest jej niska cena i prosty proces produkcji.Ponieważ jednak okablowanie można wykonać tylko na jednej powierzchni, okablowanie jest trudniejsze, a okablowanie jest podatne na awarie, dlatego nadaje się tylko do niektórych stosunkowo prostych obwodów.
2) Dwustronny
Płyta dwustronna jest okablowana po obu stronach płyty izolacyjnej, jedna strona jest używana jako górna warstwa, a druga strona jest używana jako warstwa dolna.Warstwy górna i dolna są połączone elektrycznie za pomocą przelotek.
Zwykle elementy na płytce dwuwarstwowej są umieszczane na wierzchniej warstwie;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 obwodów drukowanych z więcej niż dwiema warstwami są wspólnie określane jako płytki wielowarstwowe.
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 miedziane, CCL), prepregu (arkusz PP), folii miedzianej (folia miedziana), maski lutowniczej (znanej również jako maska lutownicza) (maska lutownicza).Jednocześnie, aby zabezpieczyć odsłoniętą na powierzchni folię miedzianą i zapewnić efekt zgrzewania, konieczne jest również wykonanie obróbki powierzchniowej na płytce drukowanej, a czasem jest ona również oznaczana znakami.
1) Laminat pokryty miedzią
Laminat miedziany (CCL), określany jako laminat miedziany lub laminat miedziowany, jest podstawowym materiałem do produkcji płytek obwodów drukowanych.Składa się z warstwy dielektrycznej (żywica, włókno szklane) oraz przewodnika o wysokiej czystości (folia miedziana).składa się z materiałów kompozytowych.
Dopiero w 1960 roku profesjonalni producenci wykorzystali folię miedzianą z żywicy formaldehydowej jako materiał bazowy do wykonania jednostronnych płytek drukowanych i wprowadzili je na rynek gramofonów, magnetofonów, magnetowidów itp. Później, w związku z powstaniem podwójnego dwustronne miedziowanie przelotowe technologia produkcji, odporność na ciepło, rozmiar Stabilne podłoża ze szkła epoksydowego były dotychczas szeroko stosowane.Obecnie szeroko stosowane są płyty FR4, FR1, CEM3, ceramiczne i teflonowe.
Obecnie najczęściej stosowaną płytką drukowaną wykonaną metodą wytrawiania jest selektywne wytrawianie płytki pokrytej 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 obwodów drukowanych zależą w dużej mierze od laminatów platerowanych miedzią
2) Prepreg
Prepreg, zwany też 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 (arkuszy samoprzylepnych) używanych do produkcji wielowarstwowych płytek obwodów drukowanych jako materiał wzmacniający wykorzystuje tkaninę szklaną.Cienkie arkusze wykonane przez impregnację obrobionej tkaniny szklanej klejem żywicznym, a następnie wstępnie wypalone przez obróbkę cieplną, nazywane są prepregami.Prepregi miękną pod wpływem ciepła i ciśnienia, a po schłodzeniu twardnieją.
Ponieważ liczba nitek przędzy na jednostkę długości tkaniny szklanej w kierunku osnowy i wątku jest różna, podczas cięcia należy zwrócić uwagę na kierunek osnowy i wątku prepregu.Zasadniczo kierunek osnowy (kierunek, w którym zwija się tkanina szklana) jest wybierany jako kierunek krótkiego boku płyty produkcyjnej, a kierunek wątku to Kierunek długiego boku płyty produkcyjnej ma zapewnić płaskość powierzchni płyty i zapobiegają skręcaniu i deformacji płyty produkcyjnej po podgrzaniu.
3) Folia miedziana
Folia miedziana to cienka, ciągła folia metalowa osadzona na warstwie bazowej płytki drukowanej.Jako przewodnik PCB łatwo łączy się z warstwą izolacyjną i wytrawia, tworząc wzór obwodu.
Powszechne przemysłowe folie miedziane można podzielić na dwie kategorie: walcowana folia miedziana (folia miedziana RA) i folia miedziana elektrolityczna (folia miedziana ED):
Walcowana folia miedziana ma dobrą ciągliwość i inne właściwości i jest folią miedzianą stosowaną we wczesnym procesie miękkiej płyty;
Zaletą folii miedzianej elektrolitycznej jest niższy koszt produkcji niż folia miedziana walcowana
4) Maska lutownicza
Warstwa odporna na lutowanie odnosi się do części płytki drukowanej z tuszem odpornym na lutowanie.
Atrament odporny na lutowanie jest zwykle zielony, a niektóre używają czerwonego, czarnego i niebieskiego itp., więc atrament odporny na lutowanie jest często nazywany zielonym olejem w branży PCB.Jest to trwała warstwa ochronna płytek drukowanych, która może zapobiegać wilgoci, korozji, pleśni i ścieraniu mechanicznemu itp., Ale także zapobiega spawaniu części w niewłaściwych miejscach.
5) Obróbka powierzchni
Stosowane tutaj określenie „powierzchnia” odnosi się do punktów połączeń na płytce drukowanej, które zapewniają połączenie elektryczne między elementami elektronicznymi lub innymi systemami a obwodami na płytce drukowanej, takich jak punkty połączeń płytek lub połączeń stykowych.Lutowalność samej czystej miedzi jest bardzo dobra, ale pod wpływem powietrza łatwo się utlenia i zanieczyszcza, dlatego na powierzchnię czystej miedzi należy nałożyć warstwę ochronną.
Typowe procesy obróbki powierzchni PCB obejmują HASL ołowiu, bezołowiowy HASL, powłokę organiczną (organiczne środki konserwujące lutowność, OSP), złoto immersyjne, srebro zanurzeniowe, palce cynowe zanurzeniowe i pozłacane itp. Wraz z ciągłym ulepszaniem przepisów dotyczących ochrony środowiska istnieje wiodący proces HASL został stopniowo zakazany.
6) Postacie
Znak jest warstwą tekstową, na górnej warstwie PCB może być nieobecny i jest zwykle używany do komentarzy.
Zwykle, aby ułatwić instalację i konserwację obwodu, wymagane wzory logo i kody tekstowe są drukowane na górnej i dolnej powierzchni płytki drukowanej, takie jak etykiety komponentów i wartości nominalne, kształty konturów komponentów i logo producenta, produkcja terminy czekają.
Znaki są zwykle drukowane metodą sitodruku
Czas postu: 11 marca 2023 r