PCBje vyrobená technológiou elektronickej tlače, preto sa nazýva doska plošných spojov.Takmer každý druh elektronických zariadení, od slúchadiel, batérií, kalkulačiek, po počítače, komunikačné zariadenia, lietadlá, satelity, pokiaľ sa používajú elektronické súčiastky, ako sú integrované obvody, PCB sa používajú na elektrické prepojenie medzi nimi.
PCB a PCBA sú dosky plošných spojov s neosadenými komponentmi, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), teda dosky plošných spojov vybavené elektronickými súčiastkami (ako sú čipy, konektory, odpory, kondenzátory, tlmivky atď.).
Pôvod PCB
V roku 1925 Charles Ducas v Spojených štátoch (pôvodca aditívnej metódy) vytlačil obvodový vzor na izolačný substrát a potom úspešne vyrobil vodič ako vedenie galvanickým pokovovaním.
V roku 1936 Rakúšan Paul Eisler (pôvodca subtraktívnej metódy) ako prvý použil dosky plošných spojov v rádiách.
V roku 1943 Američania aplikovali technológiu na vojenské rádiá.V roku 1948 Spojené štáty oficiálne uznali vynález na komerčné využitie.
Dosky s plošnými spojmi sa vo veľkej miere používajú len od polovice 50. rokov minulého storočia a dnes dominujú v elektronickom priemysle.
Dosky plošných spojov sa vyvinuli z jednovrstvových na obojstranné, viacvrstvové a flexibilné a stále si zachovávajú vlastné vývojové trendy.Vďaka neustálemu vývoju v smere vysokej presnosti, vysokej hustoty a vysokej spoľahlivosti, neustáleho znižovania veľkosti, znižovania nákladov a zlepšovania výkonu si dosky plošných spojov stále zachovávajú silnú vitalitu pri vývoji budúcich elektronických zariadení.
Diskusie o budúcom trende vývoja technológie výroby dosiek plošných spojov doma aj v zahraničí sú v zásade konzistentné, to znamená vysoká hustota, vysoká presnosť, jemná apertúra, tenký drôt, malý rozstup, vysoká spoľahlivosť, viacvrstvový, vysokorýchlostný prenos , nízka hmotnosť Z hľadiska výroby sa vyvíja smerom k zvyšovaniu produktivity, znižovaniu nákladov, znižovaniu znečistenia a prispôsobovaniu sa viacodrodovej a malosériovej výrobe.
Úloha PCB
Predtým, ako sa objavila doska s plošnými spojmi, bolo prepojenie medzi elektronickými komponentmi priamo spojené vodičmi, aby vytvorili úplný obvod.
Po tom, čo elektronické zariadenia prijmú dosky s plošnými spojmi, v dôsledku konzistencie podobných dosiek s plošnými spojmi sa zabráni chybám v manuálnom zapojení.
Doska s plošnými spojmi môže poskytnúť mechanickú podporu na upevnenie a zostavenie rôznych elektronických komponentov, ako sú integrované obvody, dokončiť zapojenie a elektrické spojenie alebo elektrickú izoláciu medzi rôznymi elektronickými komponentmi, ako sú integrované obvody, a poskytnúť požadované elektrické charakteristiky, ako sú charakteristiky Impedancia, atď., môže poskytnúť grafiku spájkovacej masky pre automatické spájkovanie a poskytnúť identifikačné znaky a grafiku na vkladanie komponentov, kontrolu a údržbu.
Klasifikácia PCB
1. Klasifikácia podľa účelu
Civilné dosky plošných spojov (spotrebiteľské): dosky plošných spojov používané v hračkách, fotoaparátoch, televízoroch, audio zariadeniach, mobilných telefónoch atď.
Priemyselné dosky plošných spojov (zariadenia): dosky plošných spojov používané v bezpečnosti, automobiloch, počítačoch, komunikačných strojoch, prístrojoch atď.
Vojenské dosky s plošnými spojmi: dosky s plošnými spojmi používané v kozmonautike a radaroch atď.
2. Klasifikácia podľa typu substrátu
Dosky plošných spojov na báze papiera: dosky plošných spojov na báze fenolového papiera, dosky plošných spojov na báze epoxidového papiera atď.
Dosky plošných spojov na báze sklenenej tkaniny: dosky plošných spojov na báze epoxidovej sklenenej tkaniny, dosky plošných spojov na báze sklenenej tkaniny PTFE atď.
Doska plošných spojov zo syntetických vlákien: doska plošných spojov zo syntetických vlákien atď.
Doska plošných spojov s organickým filmovým substrátom: doska plošných spojov z nylonovej fólie atď.
Dosky plošných spojov s keramickým substrátom.
Dosky plošných spojov na báze kovových jadier.
3. Klasifikácia podľa štruktúry
Podľa štruktúry možno dosky plošných spojov rozdeliť na pevné dosky plošných spojov, flexibilné dosky plošných spojov a pevné flexibilné dosky plošných spojov
4. Klasifikované podľa počtu vrstiev
Podľa počtu vrstiev možno dosky plošných spojov rozdeliť na jednostranné dosky, obojstranné dosky, viacvrstvové dosky a dosky HDI (high-density interconnect board).
1) Jednostranné
Jednostranná doska označuje dosku s plošnými spojmi, ktorá je zapojená len na jednej strane (strana spájkovania) dosky plošných spojov a všetky komponenty, štítky komponentov a textové štítky sú umiestnené na druhej strane (strana komponentov).
Najväčšou prednosťou jednostranného panelu je nízka cena a jednoduchý výrobný proces.Keďže je však zapojenie možné vykonať len na jednom povrchu, zapojenie je náročnejšie a zapojenie je náchylné na poruchu, takže je vhodné len pre niektoré relatívne jednoduché obvody.
2) Obojstranné
Obojstranná doska je drôtovaná z oboch strán izolačnej dosky, jedna strana je použitá ako vrchná vrstva a druhá strana ako spodná vrstva.Horná a spodná vrstva sú elektricky prepojené cez priechodky.
Zvyčajne sú komponenty na dvojvrstvovej doske umiestnené na vrchnej vrstve;niekedy však môžu byť komponenty umiestnené na oboch vrstvách, aby sa zmenšila veľkosť dosky.Dvojvrstvová doska sa vyznačuje miernou cenou a jednoduchou kabelážou.Je to najbežnejšie používaný typ v bežných doskách plošných spojov.
3) Viacvrstvová doska
Dosky plošných spojov s viac ako dvoma vrstvami sa súhrnne označujú ako viacvrstvové dosky.
4) HDI doska
Doska HDI je doska plošných spojov s relatívne vysokou hustotou distribúcie obvodov pomocou technológie mikro-slepých zakopaných dier.
Štruktúra PCB
PCB sa skladá hlavne z laminátov plátovaných meďou (Copper Clad Laminates, CCL), predimpregnovaných laminátov (PP plech), medenej fólie (Copper Foil), spájkovacej masky (známej aj ako spájkovacia maska) (Solder Mask).Zároveň pre ochranu obnaženej medenej fólie na povrchu a zabezpečenie efektu zvárania je potrebné vykonať aj povrchovú úpravu DPS a niekedy je označená aj znakmi.
1) Meďou plátovaný laminát
Laminát plátovaný meďou (CCL), označovaný ako laminát plátovaný meďou alebo laminát plátovaný meďou, je základným materiálom na výrobu dosiek plošných spojov.Skladá sa z dielektrickej vrstvy (živica, sklenené vlákno) a vysoko čistého vodiča (medená fólia).zložené z kompozitných materiálov.
Až v roku 1960 použili profesionálni výrobcovia medenú fóliu z formaldehydovej živice ako základný materiál na výrobu jednostranných DPS a uviedli ich na trh gramofónov, magnetofónov, videorekordérov atď. Technológia výroby medeného pokovovania s obojstranným priechodným otvorom, tepelná odolnosť, veľkosť Stabilné epoxidové sklenené substráty boli doteraz široko používané.V súčasnosti sú široko používané FR4, FR1, CEM3, keramické platne a teflónové platne.
V súčasnosti je najrozšírenejším PCB vyrobeným metódou leptania selektívne leptanie na doske potiahnutej meďou, aby sa získal požadovaný vzor obvodu.Laminát potiahnutý meďou poskytuje hlavne tri funkcie vedenia, izolácie a podpory na celej doske plošných spojov.Výkon, kvalita a výrobné náklady dosiek plošných spojov závisia vo veľkej miere od laminátov potiahnutých meďou
2) Predimpregn
Prepreg, tiež známy ako PP plech, je jedným z hlavných materiálov pri výrobe viacvrstvových dosiek.Skladá sa hlavne zo živice a výstužných materiálov.Výstužné materiály sa delia na tkaninu zo sklenených vlákien (označovanú ako sklenená tkanina), papierovú základňu a kompozitné materiály.
Väčšina predimpregnovaných laminátov (lepiacich fólií) používaných pri výrobe viacvrstvových dosiek plošných spojov používa ako výstužný materiál sklenenú tkaninu.Tenký plátový materiál vyrobený impregnáciou upravenej sklenenej tkaniny živicovým lepidlom a potom predpečený tepelným spracovaním sa nazýva predimpregnovaný laminát.Predimpregnované lamináty mäknú teplom a tlakom a po ochladení stuhnú.
Pretože počet prameňov priadze na jednotku dĺžky sklenenej tkaniny v smere osnovy a útku je rôzny, treba pri rezaní venovať pozornosť smeru osnovy a útku predimpregnovaného laminátu.Vo všeobecnosti sa smer osnovy (smer, v ktorom je sklenená tkanina zvlnená) vyberá ako smer krátkej strany výrobnej dosky a smer útku je Smer dlhej strany výrobnej dosky má zabezpečiť rovinnosť povrch dosky a zabraňujú skrúteniu a deformácii výrobnej dosky po zahriatí.
3) Medená fólia
Medená fólia je tenká súvislá kovová fólia nanesená na základnej vrstve dosky plošných spojov.Ako vodič dosky plošných spojov sa ľahko spája s izolačnou vrstvou a leptaním vytvorí obvodový vzor.
Bežné priemyselné medené fólie možno rozdeliť do dvoch kategórií: valcovaná medená fólia (RA medená fólia) a elektrolytická medená fólia (ED medená fólia):
Valcovaná medená fólia má dobrú ťažnosť a ďalšie vlastnosti a je to medená fólia používaná v ranom procese mäkkých dosiek;
Elektrolytická medená fólia má výhodu nižších výrobných nákladov ako valcovaná medená fólia
4) Spájkovacia maska
Spájkovacia vrstva sa vzťahuje na časť dosky s plošnými spojmi s atramentom na spájkovanie.
Spájkovací atrament je zvyčajne zelený a niektorí používajú červenú, čiernu a modrú atď., takže spájkovací atrament sa v priemysle PCB často nazýva zelený olej.Ide o trvalú ochrannú vrstvu dosiek plošných spojov, ktorá dokáže zabrániť vlhkosti, Antikorózii, proti plesniam a mechanickému oderu a pod., ale aj zabrániť privareniu dielov na nesprávne miesta.
5) Povrchová úprava
„Povrch“, ako sa tu používa, sa vzťahuje na spojovacie body na doske plošných spojov, ktoré poskytujú elektrické spojenie medzi elektronickými komponentmi alebo inými systémami a obvodmi na doske plošných spojov, ako sú spojovacie body podložiek alebo kontaktné spoje.Samotná spájkovateľnosť holej medi je veľmi dobrá, ale pri vystavení vzduchu sa ľahko oxiduje a znečisťuje, preto by mala byť na povrchu holej medi pokrytá ochranná fólia.
Bežné procesy povrchovej úpravy PCB zahŕňajú olovo HASL, bezolovnatý HASL, organický povlak (Organic Solderability Preservatives, OSP), ponorné zlato, ponorné striebro, ponorný cín a pozlátené prsty atď. S neustálym zlepšovaním predpisov na ochranu životného prostredia sú Vedúci HASL proces bol postupne zakázaný.
6) Postavy
Znakom je textová vrstva, na vrchnej vrstve PCB môže chýbať a vo všeobecnosti sa používa na komentáre.
Zvyčajne, aby sa uľahčila inštalácia a údržba obvodu, požadované vzory log a textové kódy sú vytlačené na hornom a dolnom povrchu dosky s plošnými spojmi, ako sú štítky komponentov a nominálne hodnoty, tvary obrysov komponentov a logá výrobcu, výroba termíny čakať.
Znaky sa zvyčajne tlačia sieťotlačou
Čas odoslania: Mar-11-2023