PCBje izdelano s tehnologijo elektronskega tiska, zato se imenuje tiskano vezje.Skoraj vse vrste elektronske opreme, od slušalk, baterij, kalkulatorjev do računalnikov, komunikacijske opreme, letal, satelitov, dokler se uporabljajo elektronske komponente, kot so integrirana vezja, se PCB-ji uporabljajo za električno medsebojno povezavo med njimi.
PCB in PCBA so tiskana vezja z nemontiranimi komponentami, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), to je tiskana vezja, opremljena z elektronskimi komponentami (kot so čipi, konektorji, upori, kondenzatorji, induktorji itd.).
Izvor PCB
Leta 1925 je Charles Ducas v ZDA (začetnik aditivne metode) natisnil vzorec vezja na izolacijsko podlago, nato pa z galvanizacijo uspešno izdelal prevodnik kot napeljavo.
Leta 1936 je Avstrijec Paul Eisler (začetnik subtraktivne metode) prvi uporabil tiskana vezja v radijskih sprejemnikih.
Leta 1943 so Američani to tehnologijo uporabili v vojaških radijskih postajah.Leta 1948 so ZDA uradno priznale izum za komercialno uporabo.
Tiskana vezja so bila v široki uporabi šele od sredine petdesetih let prejšnjega stoletja, danes pa prevladujejo v elektronski industriji.
Tiskana vezja so se razvila od enoslojnih do dvostranskih, večslojnih in fleksibilnih ter še vedno ohranjajo lastne trende razvoja.Zaradi nenehnega razvoja v smeri visoke natančnosti, visoke gostote in visoke zanesljivosti, nenehnega zmanjševanja velikosti, zmanjševanja stroškov in izboljšanja delovanja, tiskana vezja še vedno ohranjajo močno vitalnost pri razvoju prihodnje elektronske opreme.
Razprave o prihodnjem trendu razvoja tehnologije izdelave tiskanih vezij doma in v tujini so v bistvu dosledne, to je visoka gostota, visoka natančnost, fina zaslonka, tanka žica, majhen korak, visoka zanesljivost, večslojni, hitri prenos , majhna teža Proizvodno se razvija v smeri povečevanja produktivnosti, zniževanja stroškov, zmanjševanja onesnaževanja ter prilagajanja večsortni in maloserijski proizvodnji.
Vloga PCB
Preden se je pojavilo tiskano vezje, je bila medsebojna povezava med elektronskimi komponentami neposredno povezana z žicami, da so tvorile popolno vezje.
Ko elektronska oprema sprejme plošče s tiskanimi vezji, se zaradi doslednosti podobnih plošč s tiskanimi vezji izognemo napakam pri ročnem ožičenju.
Tiskano vezje lahko zagotavlja mehansko podporo za pritrjevanje in sestavljanje različnih elektronskih komponent, kot so integrirana vezja, dokonča ožičenje in električno povezavo ali električno izolacijo med različnimi elektronskimi komponentami, kot so integrirana vezja, in zagotavlja zahtevane električne lastnosti, kot so karakteristike Impedanca, itd., lahko zagotovi grafiko spajkalne maske za samodejno spajkanje ter zagotovi identifikacijske znake in grafiko za vstavljanje komponent, pregledovanje in vzdrževanje.
Razvrstitev PCB
1. Razvrstitev po namenu
Civilna tiskana vezja (potrošnik): tiskana vezja, ki se uporabljajo v igračah, fotoaparatih, televizorjih, avdio opremi, mobilnih telefonih itd.
Industrijska tiskana vezja (oprema): tiskana vezja, ki se uporabljajo v varnosti, avtomobilih, računalnikih, komunikacijskih strojih, instrumentih itd.
Vojaška tiskana vezja: tiskana vezja, ki se uporabljajo v vesolju in radarju itd.
2. Razvrstitev glede na vrsto substrata
Tiskana vezja na osnovi papirja: tiskana vezja na osnovi fenolnega papirja, tiskana vezja na osnovi epoksi papirja itd.
Tiskana vezja na osnovi steklene tkanine: tiskana vezja na osnovi epoksi steklene tkanine, tiskana vezja na osnovi PTFE steklene tkanine itd.
Tiskano vezje iz sintetičnih vlaken: tiskano vezje iz sintetičnih epoksi vlaken itd.
Tiskano vezje na substratu iz organskega filma: tiskano vezje iz najlonskega filma itd.
Tiskana vezja s keramično podlago.
Tiskana vezja s kovinskim jedrom.
3. Razvrstitev po strukturi
Glede na strukturo lahko tiskana vezja razdelimo na toge tiskana vezja, fleksibilna tiskana vezja in togo-fleksibilna tiskana vezja
4. Razvrščeno glede na število plasti
Glede na število slojev lahko tiskana vezja razdelimo na enostranske plošče, dvostranske plošče, večplastne plošče in HDI plošče (plošče za povezovanje visoke gostote).
1) Enostranski
Enostranska plošča se nanaša na vezje, ki je ožičeno samo na eni strani (stran za spajkanje) vezja, vse komponente, oznake komponent in besedilne oznake pa so nameščene na drugi strani (stran komponent).
Največja odlika enostranskega panela je nizka cena in preprost postopek izdelave.Ker pa je ožičenje mogoče izvesti samo na eni površini, je ožičenje težje in nagnjeno k okvaram, zato je primerno le za nekatera razmeroma preprosta vezja.
2) Dvostranski
Dvostranska plošča je ožičena na obeh straneh izolacijske plošče, ena stran se uporablja kot zgornja plast, druga stran pa kot spodnja plast.Zgornja in spodnja plast sta električno povezani s prehodi.
Običajno so komponente na dvoslojni plošči nameščene na zgornji plasti;včasih pa se komponente lahko namestijo na obe plasti, da se zmanjša velikost plošče.Za dvoslojno ploščo je značilna zmerna cena in enostavno ožičenje.Je najpogosteje uporabljena vrsta v običajnih tiskanih vezjih.
3) Večslojna plošča
Tiskana vezja z več kot dvema slojema se skupaj imenujejo večplastne plošče.
4) plošča HDI
Plošča HDI je vezje z relativno visoko gostoto porazdelitve vezja, ki uporablja tehnologijo mikroslepih zakopanih lukenj.
Struktura PCB
PCB je v glavnem sestavljen iz bakrenih laminatov (Copper Clad Laminates, CCL), preprega (PP plošče), bakrene folije (Copper Foil), spajkalne maske (znane tudi kot spajkalna maska) (Solder Mask).Hkrati je za zaščito izpostavljene bakrene folije na površini in zagotovitev učinka varjenja potrebno izvesti tudi površinsko obdelavo tiskanega vezja, včasih pa je tudi označeno z znaki.
1) Laminat, prevlečen z bakrom
Bakreni laminat (CCL), imenovan bakreni laminat ali bakreni laminat, je osnovni material za izdelavo tiskanih vezij.Sestavljen je iz dielektrične plasti (smola, steklena vlakna) in prevodnika visoke čistosti (bakrena folija).sestavljen iz kompozitnih materialov.
Šele leta 1960 so poklicni proizvajalci uporabili bakreno folijo iz formaldehidne smole kot osnovni material za izdelavo enostranskih PCB-jev in jih dali na trg gramofonov, magnetofonov, videorekorderjev itd. Kasneje, zaradi porasta dvojnih Tehnologija izdelave bakrene prevleke s stransko luknjo, toplotna odpornost, velikost Stabilni substrati iz epoksidnega stekla so bili doslej pogosto uporabljeni.Danes se široko uporabljajo FR4, FR1, CEM3, keramične plošče in teflonske plošče.
Trenutno je najpogosteje uporabljen PCB, izdelan z metodo jedkanja, selektivno jedkanje na bakreno prevlečeno ploščo, da se pridobi zahtevani vzorec vezja.Laminat, prevlečen z bakrom, v glavnem zagotavlja tri funkcije prevodnosti, izolacije in podpore na celotnem tiskanem vezju.Zmogljivost, kakovost in stroški izdelave tiskanih vezij so v veliki meri odvisni od laminatov, prevlečenih z bakrom.
2) Prepreg
Prepreg, znan tudi kot PP pločevina, je eden glavnih materialov pri proizvodnji večslojnih plošč.V glavnem je sestavljen iz smole in ojačitvenih materialov.Ojačitveni materiali so razdeljeni na tkanino iz steklenih vlaken (imenovano steklena tkanina), papirno podlago in kompozitne materiale.
Večina prepregov (lepilnih plošč), ki se uporabljajo pri izdelavi večplastnih tiskanih vezij, uporablja stekleno tkanino kot ojačitveni material.Tanek listni material, izdelan z impregnacijo obdelane steklene tkanine s smolnim lepilom in nato predpečen s toplotno obdelavo, se imenuje prepreg.Prepregi se zmehčajo pod toploto in pritiskom ter strdijo, ko se ohladijo.
Ker je število pramenov preje na enoto dolžine steklene tkanine v smeri osnove in votka različno, je treba pri rezanju paziti na smeri osnove in votka preprega.Na splošno je smer osnove (smer, v kateri je steklena tkanina zvita) izbrana kot smer kratke strani proizvodne plošče, smer votka pa je smer dolge strani proizvodne plošče, da se zagotovi ravnost površino plošče in preprečite, da bi se proizvodna plošča po segrevanju zvila in deformirala.
3) Bakrena folija
Bakrena folija je tanka neprekinjena kovinska folija, nanesena na osnovni sloj vezja.Kot prevodnik tiskanega vezja ga je enostavno povezati z izolacijsko plastjo in jedkati, da tvori vzorec vezja.
Običajne industrijske bakrene folije lahko razdelimo v dve kategoriji: zvito bakreno folijo (bakrena folija RA) in elektrolitsko bakreno folijo (bakrena folija ED):
Valjana bakrena folija ima dobro duktilnost in druge lastnosti ter je bakrena folija, ki se uporablja v zgodnjem postopku mehke plošče;
Elektrolitska bakrena folija ima prednost nižjih stroškov izdelave kot zvita bakrena folija
4) Spajkalna maska
Spajkalna plast se nanaša na del tiskanega vezja s črnilom, odpornim proti spajkanju.
Črnilo, odporno proti spajkanju, je običajno zeleno, nekaj pa jih uporablja rdeče, črno in modro itd., zato se črnilo, odporno na spajkanje, v industriji PCB pogosto imenuje zeleno olje.Je trajna zaščitna plast plošč tiskanega vezja, ki lahko prepreči vlago, proti koroziji, plesni in mehansko obrabo itd., hkrati pa tudi prepreči, da bi se deli privarili na nepravilna mesta.
5) Površinska obdelava
»Površina«, kot se uporablja tukaj, se nanaša na priključne točke na tiskanem vezju, ki zagotavljajo električno povezavo med elektronskimi komponentami ali drugimi sistemi in vezji na tiskanem vezju, kot so priključne točke ploščic ali kontaktnih povezav.Spajkanje samega golega bakra je zelo dobro, vendar se zlahka oksidira in onesnaži, ko je izpostavljen zraku, zato je treba površino golega bakra prekriti z zaščitno folijo.
Običajni postopki površinske obdelave PCB vključujejo svinčev HASL, brezsvinčni HASL, organski premaz (Organic Solderability Preservatives, OSP), potopno zlato, potopno srebro, potopni kositer in pozlačene prste itd. Z nenehnim izboljševanjem predpisov o varstvu okolja obstaja Glavni proces HASL je bil postopoma prepovedan.
6) Znaki
Znak je besedilna plast, na zgornji plasti tiskanega vezja, lahko je odsoten in se običajno uporablja za komentarje.
Običajno so za lažjo namestitev in vzdrževanje vezja zahtevani vzorci logotipov in besedilne kode natisnjeni na zgornji in spodnji površini tiskane plošče, kot so oznake komponent in nominalne vrednosti, oblike obrisov komponent in logotipi proizvajalca, proizvodnja datumi čakati.
Znaki so običajno natisnjeni s sitotiskom
Čas objave: 11. marca 2023