Kaj je tiskana vezja (PCB) | Vse kar morate vedeti

"PCB, znan tudi kot tiskano vezje, je izdelan iz različnih listov neprevodnega materiala, uporablja se za fizično podporo in povezovanje nadzemnih komponent z vtičnicami. Katere pa so funkcije plošče PCB? Za več koristnih informacij preberite naslednjo vsebino! ---- FMUSER "

Iščete odgovore na naslednja vprašanja:

Kaj počne tiskano vezje?
Kako se imenuje tiskano vezje?
Iz česa je izdelano tiskano vezje?
Koliko stane tiskano vezje?
Ali je tiskano vezje strupeno?
Zakaj se imenuje tiskano vezje?
Ali lahko zavržete vezja?
Kateri so deli vezja?
Koliko stane zamenjava vezja?
Kako prepoznate vezje?
Kako deluje vezje?

Ali morda niste tako prepričani, ali poznate odgovore na ta vprašanja, vendar vas prosimo, ne skrbite an strokovnjak za elektroniko in radiotehniko, FMUSER bo predstavil vse, kar morate vedeti o plošči PCB.

Skupna raba je skrbna!

vsebina

1) Kaj je tiskana vezja?
2) Zakaj se imenuje tiskana vezja?
3) Različne vrste PCB-jev (tiskana vezja) 
4) Industrija tiskanih vezij leta 2021
5) Iz česa je izdelana tiskana vezja?
6) Najbolj priljubljeni PCB-ji izdelani iz materialov
7) Komponente tiskanih vezij in kako delujejo
8) Funkcija tiskanega vezja - Zakaj potrebujemo PCB?
9) Načelo sestavljanja PCB: Skozi luknjo proti površini

Kaj je tiskana vezja?

Osnovne informacije o PCB plošča

Vzdevek: PCB je znana kot tiskana ožična plošča (PWB) ali jedkano ožičenje (EWB), lahko tudi ploščo PCB pokličete kot Vezje, PC Boardali PCB 

Opredelitev: Na splošno se tiskano vezje nanaša na tanka plošča ali ravna izolacijska folija iz različnih listov neprevodnega materiala, kot je steklena vlakna, kompozitni epoksi ali drug laminat, ki je osnova fizične plošče podpirati in povezati nadometne vtičnice kot so tranzistorji, upori in integrirana vezja v večini elektronike. Če štejete ploščo PCB kot pladenj, bodo "živila" na "pladnju" elektronsko vezje in druge komponente, ki so nanj pritrjene, PCB se nanaša na številne strokovne terminologije, več o terminologiji PCB boste morda našli od piha stran!

Preberite tudi: Terminološki slovar PCB (prijazen do začetnikov) | Oblika PCB

PCB, poseljen z elektronskimi komponentami, se imenuje a sklop tiskanega vezja (PCA), sklop tiskanih vezij or Sklop PCB (PCBA), tiskane ožičene plošče (PWB) ali "tiskane ožične kartice" (PWC), vendar je PCB-Printed Circuit Board (PCB) še vedno najpogostejše ime.

Glavna plošča v računalniku se imenuje "sistemska plošča" ali "matična plošča"

* Kaj je tiskana vezja?

Po Wikipediji se tiskano vezje nanaša na:
"Tiskana vezja mehansko podpirajo in električno povezujejo električne ali elektronske komponente s pomočjo prevodnih gosenic, blazinic in drugih elementov, jedkanih iz ene ali več plasti bakra, laminirane na in / ali med sloji pločevine neprevodne podlage."

Večina PCB je ravnih in togih, vendar lahko prožne podlage omogočajo, da se plošče prilegajo v zapletene prostore.

Zanimivo je, da čeprav so najpogostejša vezja izdelana iz plastičnih mas ali kompozitov iz steklenih vlaken in smol ter uporabljajo bakrene sledi, se lahko uporabljajo številni drugi materiali. 

OPOMBA: PCB lahko pomeni tudi "Nadzorni blok procesa, "podatkovna struktura v sistemskem jedru, ki shranjuje informacije o procesu. Da bi se postopek lahko zagnal, mora operacijski sistem najprej v PCB registrirati podatke o procesu.

Preberite tudi: Postopek izdelave PCB | 16 korakov za izdelavo plošče PCB

Struktura plošče PCB

Tiskano vezje je sestavljeno iz različnih plasti in materialov, ki skupaj izvajajo različna dejanja, da bi sodobnim vezjem prinesli večjo prefinjenost. V tem članku bomo podrobno razpravljali o vseh različnih materialih za sestavo in predmetih tiskanega vezja.

Tiskano vezje, kot je primer na sliki, ima samo eno prevodno plast. Enoslojni PCB je zelo omejujoč; realizacija vezja ne bo učinkovito izkoristila razpoložljivih površin, projektant pa bo morda imel težave pri ustvarjanju potrebnih medsebojnih povezav.

* Sestava plošče PCB

Osnovni ali podlažni material tiskanega vezja, kjer so podprte vse komponente in oprema na tiskanem vezju, je običajno steklena vlakna. Če upoštevamo podatke o izdelavi PCB, je najbolj priljubljen material za steklena vlakna FR4. Trdno jedro FR4 zagotavlja tiskano vezje moč, oporo, togost in debelino. Ker obstajajo različne vrste tiskanih vezij, kot so običajne PCB-je, prilagodljive PCB-je itd., So zgrajene iz prožne visokotemperaturne plastike.

Vključitev dodatnih prevodnih plasti naredi PCB bolj kompakten in lažji za oblikovanje. Dvoslojna plošča je velika izboljšava v primerjavi z enoslojno ploščo in večina aplikacij ima koristi od tega, da imajo vsaj štiri plasti. Štiriplastna plošča je sestavljena iz zgornje, spodnje in dveh notranjih plasti. ("Vrh" in "spodaj" se morda ne zdita tipična znanstvena terminologija, vendar sta kljub temu uradni označbi v svetu oblikovanja in izdelave PCB.)

Preberite tudi: Oblika PCB | Diagram poteka postopka izdelave PCB, PPT in PDF

Zakaj se imenuje tiskana vezja?

Prva plošča PCB

Izum tiskanega vezja je zaslužen Paul Eisler, avstrijski izumitelj. Paul Eisler je tiskano vezje prvič razvil, ko je leta 1936 delal na radiu, toda vezja so masovno uporabila šele po petdesetih letih prejšnjega stoletja. Od takrat naprej je priljubljenost PCB začela hitro naraščati.

Tiskana vezja so se razvila iz električnih priključnih sistemov, ki so bili razviti v petdesetih letih prejšnjega stoletja, čeprav je razvoj, ki je pripeljal do izuma tiskanih vezij, zaslediti vse do devetdesetih let prejšnjega stoletja. Kovinski trakovi ali palice so bili prvotno uporabljeni za povezovanje velikih električnih komponent, nameščenih na lesenih podstavkih. 

*Uporabljeni kovinski trakovi v povezavi komponent

Sčasoma so kovinske trakove zamenjali žice, priključene na vijačne sponke, lesene podlage pa kovinske šasije. Toda manjše in bolj kompaktne zasnove so bile potrebne zaradi povečanih operativnih potreb izdelkov, ki so uporabljali vezja.

Leta 1925 je Charles Ducas iz ZDA vložil patentno prijavo za metodo ustvarjanja električne poti neposredno na izolirani površini s tiskanjem skozi šablono z električno prevodnimi črnili. Ta metoda je rodila ime "tiskana napeljava" ali "tiskano vezje".

* Patenti tiskanih vezij in Charles Ducas s prvim radijskim sprejemnikom z uporabo ohišja tiskanega vezja in zračne tuljave. 

Toda izum tiskanega vezja je zaslužen Paul Eisler, avstrijski izumitelj. Paul Eisler je tiskano vezje prvič razvil, ko je leta 1936 delal na radiu, toda vezja so masovno uporabila šele po petdesetih letih prejšnjega stoletja. Od takrat naprej je priljubljenost PCB začela hitro naraščati.

Zgodovina razvoja PCB

● 1925: Charles Ducas, ameriški izumitelj, patentira prvo zasnovo vezja, ko na ravno leseno ploščo nalepi prevodne materiale.
● 1936: Paul Eisler razvije prvo tiskano vezje za uporabo v radiu.
● 1943: Eisler patentira naprednejšo obliko PCB, ki vključuje jedkanje vezij na bakreno folijo na stekleno ojačani, neprevodni podlagi.
● 1944: ZDA in Velika Britanija sodelujejo pri razvoju bližinskih varovalk za uporabo v rudnikih, bombah in topniških granatah med drugo svetovno vojno.
● 1948: Ameriška vojska je javnost objavila tehnologijo PCB, kar je spodbudilo širši razvoj.
● petdeseta leta: Tranzistorji so predstavljeni na trgu elektronike, kar zmanjšuje splošno velikost elektronike in olajša vgradnjo PCB-jev ter dramatično izboljša zanesljivost elektronike.
● petdeseta in šestdeseta leta: PCB se razvijejo v dvostranske plošče z električnimi komponentami na eni strani in identifikacijskim tiskom na drugi strani. Cinkove plošče so vgrajene v PCB zasnove, za preprečevanje razgradnje pa so uporabljeni materiali in premazi, odporni proti koroziji.
● petdeseta leta:  Integrirano vezje - IC ali silicijev čip - je uvedeno v elektronske zasnove, tako da na en čip postavi na tisoče in celo desetine tisoč komponent - kar bistveno izboljša moč, hitrost in zanesljivost elektronike, ki vključuje te naprave. Da bi se prilagodili novim IC, se je moralo število vodnikov v PCB dramatično povečati, kar je povzročilo več plasti znotraj povprečnega PCB. In hkrati, ker so čipi IC tako majhni, se PCB začnejo manjšati in spajkanje povezav zanesljivo postane težje.
● petdeseta leta: Tiskana vezja so napačno povezana z okolju škodljivo kemikalijo polikloriranim bifenilom, ki je bil takrat tudi okrajšan kot PCB. Ta zmeda povzroča zmedo v javnosti in skrbi za zdravje skupnosti. Da bi zmanjšali zmedo, se tiskana vezja (PCB) preimenujejo v tiskane ožičene plošče (PWB), dokler se kemična PCB v devetdesetih letih postopno ne odpravi.
● sedemdeseta - osemdeseta leta: Maske za spajkanje tankih polimernih materialov so razvite za lažje nanašanje spajke na bakrene tokokroge brez premostitve sosednjih vezij, kar še poveča gostoto vezja. Kasneje je razvit foto-slikovit polimerni premaz, ki ga lahko nanesemo neposredno na vezja, nato posušimo in spremenimo s foto osvetlitvijo, kar še izboljša gostoto vezja. To postane običajna proizvodna metoda za PCB.
● osemdeseta leta:  Razvita je nova tehnologija sestavljanja, imenovana tehnologija površinske montaže - ali na kratko SMT. Prej so vse komponente PCB imele žične vodnike, ki so bili spajkani v luknje na PCB-jih. Te luknje so zavzele dragocene nepremičnine, ki so bile potrebne za dodatno usmerjanje vezij. Razvili so se komponente SMT, ki so hitro postale proizvodni standard, ki so ga spajkali neposredno na majhne blazinice na tiskani plošči, ne da bi potrebovali luknje. Komponente SMT so se hitro razširile in postale industrijski standard in si prizadevale nadomestiti komponente skozi luknje, kar je spet izboljšalo funkcionalno moč, zmogljivost, zanesljivost in zmanjšalo proizvodne stroške.
● petdeseta leta: PCB se še naprej zmanjšujejo, saj postaja programska oprema za računalniško podprto načrtovanje in izdelavo (CAD / CAM) vse bolj vidna. Računalniško oblikovanje avtomatizira številne korake pri oblikovanju tiskanih vezij in olajša vse bolj zapletene zasnove z manjšimi, lažjimi komponentami. Dobavitelji komponent si hkrati prizadevajo izboljšati zmogljivost svojih naprav, zmanjšati porabo električne energije, povečati svojo zanesljivost, hkrati pa znižati stroške. Manjše povezave omogočajo hitro povečanje miniaturizacije PCB.
● petdeseta leta: PCB so postali manjši, lažji, veliko večje število slojev in bolj zapleteni. Večplastne in prilagodljive zasnove PCB omogočajo bistveno večjo funkcionalnost elektronskih naprav z vedno manjšimi in cenejšimi PCB-ji.

Preberite tudi: Kako reciklirati odpadno tiskano vezje? | Stvari, ki bi jih morali vedeti

Različne Vrste PCB (Ptiskana vezja) 

PCB se pogosto razvrščajo na podlagi pogostosti, števila slojev in uporabljene podlage. Spodaj so obravnavane nekatere vrste topolov:

● Enostranski PCB / enoslojni PCB
● Dvostranski PCB / dvoslojni PCB
● Večslojni PCB
● Prilagodljivi PCB
● Togi PCB
● Togi PCB-ji
● Visokofrekvenčni PCB
● PCB-ji z ​​aluminijasto podlago

1. Enostranski PCB / enoslojni PCB
Enostranske PCB so osnovna vrsta tiskanih vezij, ki vsebujejo samo eno plast podlage ali osnovnega materiala. Ena stran osnovnega materiala je prevlečena s tanko plastjo kovine. Baker je najpogostejši premaz zaradi tega, kako dobro deluje kot električni vodnik. Ti PCB vsebujejo tudi zaščitno masko za spajkanje, ki se nanese na vrh bakrene plasti skupaj s prevleko iz sitotiska. 

* Enoslojni diagram PCB

Nekatere prednosti enostranskih PCB so:
● Enostranski PCB se uporabljajo za množično proizvodnjo in so poceni.
● Ti PCB se uporabljajo za preprosta vezja, kot so senzorji moči, releji, senzorji in elektronske igrače.

Nizkocenovni, obsežni model pomeni, da se pogosto uporabljajo za različne aplikacije, vključno s kalkulatorji, fotoaparati, radiem, stereo opremo, pogoni SSD, tiskalniki in napajalniki.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

2. Dvostranski PCB / dvoslojni PCB
Dvostranski PCB imajo na obeh straneh podlage kovinsko prevodno plast. Luknje na vezju omogočajo pritrditev kovinskih delov z ene strani na drugo. Ti PCB vežejo vezja na obeh straneh z eno od obeh pritrdilnih shem, in sicer s tehnologijo skozi luknje in površinsko montažo. Tehnologija skozi luknje vključuje vstavljanje svinčenih komponent skozi predhodno izvrtane luknje na vezju, ki so spajkane na blazinice na nasprotnih straneh. Tehnologija površinske montaže vključuje električne komponente, ki se neposredno namestijo na površino vezja. 

* Dvoslojni diagram PCB

Prednosti dvostranskih PCB so:
● Površinska montaža omogoča pritrditev več vezij na ploščo v primerjavi s pritrditvijo skozi luknjo.
● Ti PCB se uporabljajo v številnih aplikacijah, vključno s sistemi mobilnih telefonov, nadzorom napajanja, preskusno opremo, ojačevalniki in številnimi drugimi.

Površinske plošče za pritrditev ne uporabljajo žic kot konektorjev. Namesto tega je veliko majhnih vodnikov spajkanih neposredno na ploščo, kar pomeni, da se plošča sama uporablja kot ožična površina za različne komponente. To omogoča dokončanje vezij z manj prostora, s čimer se sprosti prostor, da lahko plošča dokonča več funkcij, običajno pri večjih hitrostih in manjši teži, kot bi omogočala plošča skozi luknje.

Dvostranske PCB se običajno uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo vmesno stopnjo kompleksnosti vezja, kot so industrijski krmilniki, napajalniki, instrumentacija, HVAC sistemi, LED osvetlitev, avtomobilske armaturne plošče, ojačevalniki in prodajni avtomati.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

3. Večplastni PCB
Večslojne PCB imajo tiskana vezja, ki obsegajo več kot dve bakreni plasti, kot so 4L, 6L, 8L itd. Ti PCB razširjajo tehnologijo, ki se uporablja v dvostranskih PCB. Različni sloji podlage in izolacijski materiali ločujejo sloje v večplastnih PCB-jih. PCB so kompaktne velikosti in ponujajo prednosti teže in prostora. 

* Večslojni diagram PCB

Nekatere prednosti večplastnih PCB so:
● Večplastni PCB nudijo visoko stopnjo prilagodljivosti pri oblikovanju.
● Ti PCB imajo pomembno vlogo v hitrih vezjih. Zagotavljajo več prostora za vzorce in moč vodnikov.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

4. Prilagodljivi PCB
Prilagodljivi PCB so izdelani na prožnem osnovnem materialu. Ti PCB so na voljo v enostranski, dvostranski in večplastni obliki zapisa. To pomaga zmanjšati zapletenost sestava naprave. Za razliko od togih PCB-jev, ki uporabljajo nepremične materiale, kot je steklena vlakna, so prožna tiskana vezja izdelana iz materialov, ki se lahko upogibajo in premikajo, na primer iz plastike. Tako kot toge PCB so tudi fleksibilne PCB v enojnih, dvojnih ali večplastnih oblikah. Ker jih je treba natisniti na prožni material, fleksibilna PCB stane več za izdelavo.

* Prilagodljiv diagram PCB

Kljub temu pa prožne tiskane plošče nudijo številne prednosti pred trdimi tiskanimi ploščami. Najpomembnejša od teh prednosti je dejstvo, da so prilagodljive. To pomeni, da jih je mogoče zložiti čez robove in oviti okoli vogalov. Njihova prilagodljivost lahko privede do prihranka pri stroških in teži, saj lahko en sam prožni PCB pokrijemo območja, ki lahko zajemajo več togih PCB.

Prilagodljive PCB se lahko uporabljajo tudi na območjih, ki bi lahko bila izpostavljena okolju. Za to so preprosto zgrajeni iz materialov, ki so lahko vodoodporni, odporni proti udarcem, odporni proti koroziji ali odporni na visokotemperaturna olja - možnost, ki je tradicionalne toge PCB morda nimajo.

Nekatere prednosti teh PCB so:
● Prilagodljivi PCB pomagajo zmanjšati velikost plošče, zaradi česar so idealni za različne aplikacije, kjer je potrebna velika gostota sledi signala.
● Ti PCB so zasnovani za delovne pogoje, pri katerih sta glavna skrb temperatura in gostota.

Prilagodljive PCB se lahko uporabljajo tudi na območjih, ki bi lahko bila izpostavljena okolju. Za to so preprosto zgrajeni iz materialov, ki so lahko vodoodporni, odporni proti udarcem, odporni proti koroziji ali odporni na visokotemperaturna olja - možnost, ki je tradicionalne toge PCB morda nimajo.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

5. Togi PCB
Toge PCB se nanašajo na tiste vrste PCB, katerih osnovni material je izdelan iz trdnega materiala in ga ni mogoče upogniti. Trdi PCB so izdelani iz trdnega materiala, ki preprečuje sukanje plošče. Verjetno najpogostejši primer togega tiskanega vezja je računalniška matična plošča. Matična plošča je večplastna tiskana vezja, ki je namenjena za distribucijo električne energije iz napajalnika, hkrati pa omogoča komunikacijo med vsemi številnimi deli računalnika, kot so CPU, GPU in RAM.

*Toge PCB so lahko vse od enoplastnih PCB pa vse do osem- ali desetslojnih večplastnih PCB

Trdi PCB predstavljajo morda največ proizvedenih PCB. Ti PCB se uporabljajo kjer koli, kjer obstaja potreba, da se PCB sam postavi v eno obliko in ostane tak do konca življenjske dobe naprave. Toge PCB so lahko vse od preproste enoslojne PCB pa vse do osem ali desetslojne večplastne PCB.

Vsi trdi PCB imajo enoslojne, dvoslojne ali večplastne konstrukcije, zato imajo vsi iste aplikacije.

● Ti PCB-ji so kompaktni, kar zagotavlja ustvarjanje različnih kompleksnih vezij okoli njih.

● Trdi PCB nudijo enostavno popravilo in vzdrževanje, saj so vsi sestavni deli jasno označeni. Tudi signalne poti so dobro organizirane.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

6. PCB-ji s trdim upogibanjem
Togo-upogljivi PCB-ji so kombinacija togih in fleksibilnih vezij. Vsebujejo več plasti prožnih vezij, pritrjenih na več kot eno trdo ploščo.

* Diagram PCB s trdim upogibanjem

Nekatere prednosti teh PCB so:
● Ti PCB so natančno izdelani. Zato se uporablja v različnih medicinskih in vojaških aplikacijah.
● Ker so PCB lahki, ponujajo 60% teže in prihranka prostora.

Togo prožne PCB najpogosteje najdemo v aplikacijah, pri katerih sta prostor ali teža glavna skrb, vključno z mobilnimi telefoni, digitalnimi fotoaparati, srčnimi spodbujevalniki in avtomobili.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

7. Visokofrekvenčni PCB
Visokofrekvenčni PCB se uporabljajo v frekvenčnem območju od 500 MHz do 2 GHz. Ti PCB se uporabljajo v različnih frekvenčno kritičnih aplikacijah, kot so komunikacijski sistemi, mikrovalovni PCB, mikrotrakasti PCB itd.

Visokofrekvenčni materiali PCB pogosto vključujejo epoksi laminat, ojačan s steklom FR4, smolo polifenilen oksida (PPO) in teflon. Teflon je ena najdražjih možnosti, ki je na voljo zaradi majhne in stabilne dielektrične konstante, majhnih količin dielektričnih izgub in na splošno nizke absorpcije vode.

* Visokofrekvenčni PCB so citcuit plošče, ki so zasnovane za prenos signalov prek enega giaghertza

Pri izbiri visokofrekvenčne plošče PCB in ustrezne vrste priključka PCB je treba upoštevati številne vidike, vključno z dielektrično konstanto (DK), disipacijo, izgubo in debelino dielektrika.

Najpomembnejši od njih je Dk zadevnega gradiva. Materiali z veliko verjetnostjo za spremembo dielektrične konstante imajo pogosto spremembe impedance, kar lahko moti harmonike, ki tvorijo digitalni signal, in povzroči splošno izgubo integritete digitalnega signala - ena od stvari, ki so namenjene visokofrekvenčnim PCB-jem preprečiti.

Pri izbiri plošč in priključkov za PC, ki jih je treba uporabiti pri načrtovanju visokofrekvenčne tiskane plošče, je treba upoštevati še naslednje:

● Dielektrične izgube (DF), ki vplivajo na kakovost prenosa signala. Manjša količina dielektričnih izgub lahko povzroči majhno izgubo signala.
● Toplotno raztezanje. Če stopnje toplotnega raztezanja materialov, uporabljenih za izdelavo PCB, na primer bakrene folije, niso enake, se lahko materiali med seboj ločijo zaradi temperaturnih sprememb.
● Vpijanje vode. Velike količine vode bodo vplivale na dielektrično konstanto in dielektrične izgube PCB, zlasti če se uporablja v mokrih okoljih.
● Drugi upori. Po potrebi morajo biti materiali, uporabljeni za izdelavo visokofrekvenčne PCB, visoko ocenjeni za toplotno odpornost, vzdržljivost in odpornost na nevarne kemikalije.

FMUSER je strokovnjak za proizvodnjo visokofrekvenčnih PCB-jev, nudimo ne samo proračunske PCB-je, temveč tudi spletno podporo za načrtovanje vaših PCB-jev, kontaktiraj nas za več informacij!

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

8. PCB-ji z ​​aluminijasto podlago
Ti PCB se uporabljajo v visoko zmogljivih aplikacijah, saj aluminijasta konstrukcija pomaga pri odvajanju toplote. Znano je, da PCB z aluminijasto podlogo nudijo visoko stopnjo togosti in nizko stopnjo toplotnega raztezanja, zaradi česar so idealni za aplikacije z visoko mehansko toleranco. 

* Diagram PCB iz aluminija

Nekatere prednosti teh PCB so:

▲ Nizki stroški. Aluminij je ena najpogostejših kovin na Zemlji in predstavlja 8.23% teže planeta. Aluminij je enostavno in poceni za pridobivanje, kar pomaga zmanjšati stroške v proizvodnem procesu. Tako je gradnja izdelkov z aluminijem cenejša.
▲ okolju prijazen. Aluminij je nestrupen in ga je mogoče enostavno reciklirati. Zaradi enostavnosti montaže je tudi izdelava tiskanih vezij iz aluminija dober način za varčevanje z energijo.
▲ Odvajanje toplote. Aluminij je eden najboljših materialov, ki so na voljo za odvajanje toplote stran od ključnih komponent vezja. Namesto da toploto razprši na preostali del plošče, toploto prenaša na prosto. Aluminijasta PCB se ohladi hitreje kot enakovredna bakrena PCB.
Du Obstojnost materiala. Aluminij je veliko bolj trpežen kot materiali, kot so steklena vlakna ali keramika, zlasti pri preskusih padcev. Uporaba trdnejših osnovnih materialov pomaga zmanjšati škodo med izdelavo, odpremo in namestitvijo.

Zaradi vseh teh prednosti je aluminijasti PCB odlična izbira za aplikacije, ki zahtevajo visoke izhodne moči v zelo majhnih tolerancah, vključno s semaforji, avtomobilsko razsvetljavo, napajalniki, krmilniki motorjev in močnostnimi vezji.

Poleg LED in napajalnikov. PCB z aluminijasto podlago se lahko uporablja tudi v aplikacijah, ki zahtevajo visoko stopnjo mehanske stabilnosti ali kjer je PCB lahko izpostavljena visokim stopnjam mehanskih obremenitev. Manj so podvrženi toplotnemu raztezanju kot plošča na osnovi steklenih vlaken, kar pomeni, da se bodo drugi materiali na plošči, kot sta bakrena folija in izolacija, manj verjetno odlepili, kar bo še podaljšalo življenjsko dobo izdelka.

<<Nazaj na "Različne vrste PCB"

▲NAZAJ▲

Industrija tiskanih vezij leta 2021

Svetovni trg PCB lahko na podlagi vrste izdelka razdelimo na fleksibilne (fleksibilne FPCB in rigid-flex PCB), IC podlage, medsebojne povezave visoke gostote (HDI) in druge. Na osnovi vrste PCB laminata lahko trg razdelimo na PR4, visoko Tg epoksi in Poliimid. Trg lahko razdelimo na podlagi aplikacij na potrošniško elektroniko, avtomobilsko, medicinsko, industrijsko in vojaško / vesoljsko itd.

Rast trga PCB v preteklem obdobju podpirajo različni dejavniki, kot so razcvet na trgu potrošniške elektronike, rast v industriji zdravstvenih pripomočkov, povečana potreba po dvostranskih PCB, porast povpraševanja po visokotehnoloških funkcijah v avtomobilski , in dvig razpoložljivega dohodka. Trg se sooča tudi z nekaterimi izzivi, kot so strog nadzor nad dobavno verigo in naklonjenost komponentam COTS.

Trg tiskanih vezij naj bi v napovedanem obdobju (1.53 - 2021) zabeležil 2026-odstotni CAGR in je bil leta 58.91 ocenjen na 2020 milijarde USD, v obdobju 75.72–2026 pa naj bi bil do leta 2021 vreden 2026 milijarde USD. XNUMX. Trg je v zadnjih nekaj letih doživel hitro rast, predvsem zaradi nenehnega razvoja potrošniških elektronskih naprav in naraščajočega povpraševanja po PCB-jih v vsej elektroniki in električni opremi.

Sprejetje PCB-jev v povezanih vozilih je tudi pospešilo trg PCB-jev. Gre za vozila, ki so popolnoma opremljena z žičnimi in brezžičnimi tehnologijami, kar omogoča, da se vozila enostavno povežejo z računalniškimi napravami, kot so pametni telefoni. S takšno tehnologijo lahko vozniki odklenejo svoja vozila, na daljavo zaženejo klimatske sisteme, preverijo stanje akumulatorja svojih električnih avtomobilov in s pomočjo pametnih telefonov sledijo svojim avtomobilom.

Širjenje 5G tehnologije, 3D tiskani PCB, druge novosti, kot je biološko razgradljiv PCB, in hitra uporaba PCB v nosljivih tehnologijah ter združitve in prevzemi (M&A) so nekateri najnovejši trendi, ki obstajajo na trgu.

Poleg tega je povpraševanje po elektronskih napravah, kot so pametni telefoni, pametne ure in druge naprave, spodbudilo tudi rast trga. Po ameriški študiji prodaje in napovedovanja potrošniške tehnologije, ki jo je izvedlo Združenje potrošniških tehnologij (CTA), je bil prihodek, ustvarjen s pametnimi telefoni, v letih 79.1 in 77.5 ocenjen na 2018 milijarde ameriških dolarjev in 2019 milijarde ameriških dolarjev.

3D tiskanje se je v zadnjem času izkazalo za eno največjih inovacij PCB. 3D-tiskana elektronika ali 3D PE-ji naj bi v prihodnosti revolucionirala način oblikovanja električnih sistemov. Ti sistemi ustvarijo 3D vezja tako, da tiskajo substratni element po plasteh, nato pa nanj dodajo tekoče črnilo, ki vsebuje elektronske funkcije. Nato lahko za izdelavo končnega sistema dodamo tehnologije površinske montaže. 3D PE lahko potencialno nudi ogromne tehnične in proizvodne koristi tako za podjetja za proizvodnjo vezij kot za njihove stranke, zlasti v primerjavi s tradicionalnimi 2D PCB-ji.

Z izbruhom COVID-19 so na proizvodnjo tiskanih vezij v januarju in februarju vplivale omejitve in zamude v azijsko-pacifiški regiji, zlasti na Kitajskem. Podjetja niso bistveno spremenila svojih proizvodnih zmogljivosti, vendar šibko povpraševanje na Kitajskem predstavlja nekaj vprašanj v dobavni verigi. Poročilo združenja polprevodniške industrije (SIA) februarja navaja potencialne dolgoročnejše vplive na poslovanje zunaj Kitajske v zvezi s COVID-19. Učinek zmanjšanega povpraševanja se lahko odraža v prihodkih podjetij v drugem četrtletju.

Rast trga PCB je močno povezana s svetovnim gospodarstvom in strukturno tehnologijo, kot so pametni telefoni, 4G / 5G in podatkovni centri. Padec na trgu leta 2020 se pričakuje zaradi vpliva Covid-19. Pandemija je zavirala proizvodnjo potrošniške elektronike, pametnih telefonov in avtomobilizma in s tem zmanjšala povpraševanje po PCB-jih. Trg bi pokazal postopno okrevanje zaradi nadaljevanja proizvodnih dejavnosti, ki bi sprožile impulz svetovnega gospodarstva.

Iz česa je izdelana tiskana vezja?

PCB je običajno izdelan iz štirih slojev materiala, povezanih skupaj s toploto, tlakom in drugimi metodami. Štirje sloji PCB so narejeni iz podlage, bakra, spajkalne maske in sitotiska.

Vsaka plošča bo drugačna, vendar bodo večinoma delili nekatere elemente, tukaj je nekaj najpogostejših materialov, ki se uporabljajo pri izdelavi tiskanih vezij:

Šest osnovnih komponent standardnega tiskanega vezja je:

● Jedrna plast - vsebuje epoksi smolo, ojačano s steklenimi vlakni
● Prevodna plast - vsebuje sledi in blazinice, ki tvorijo vezje (običajno z bakrom, zlatom, srebrom)
● Sloj maske za spajkanje - tanko polimerno črnilo
● Prekrivanje s sitotiskom - posebno črnilo, ki prikazuje reference komponent
● Kositrna spajka - uporablja se za pritrditev komponent na luknje ali površinske blazinice

prepreg
Prepreg je tanka steklena tkanina, ki je v posebnih strojih, imenovanih obdelava prepregov, prevlečena s smolo in posušena. Steklo je mehanska podlaga, ki drži smolo na mestu. Smola - običajno FR4 epoksi, poliimid, teflon in druge - se začne kot tekočina, ki je prevlečena na tkanino. Ko se prepreg premika skozi čistilec, vstopi v odsek pečice in se začne sušiti. Ko izstopi iz čistilca, je na dotik suh.

Ko je prepreg izpostavljen višjim temperaturam, običajno nad 300 ° Fahrenheita, se smola začne mehčati in topiti. Ko se smola v prepregu stopi, doseže točko (imenovano termotrjevanje), kjer se nato ponovno strdi, da postane spet toga in zelo, zelo močna. Kljub tej trdnosti sta prepreg in laminat ponavadi zelo lahka. Listi Prepreg ali steklena vlakna se uporabljajo za izdelavo mnogih stvari - od čolnov do palic za golf, letal in lopatic vetrnih turbin. Ključnega pomena pa je tudi pri proizvodnji PCB. Listi Prepreg smo tisto, kar uporabljamo za lepljenje PCB, in je tudi tisto, kar se uporablja za izdelavo druge komponente PCB - laminata.

* PCB sklad -diagram stranskega pogleda

Laminat
Laminati, včasih imenovani tudi z bakrom obloženi laminati, nastanejo s sušenjem tkanin pod visokimi temperaturami in pod pritiskom s termoreaktivno smolo. Ta postopek tvori enakomerno debelino, ki je bistvena za PCB. Ko se smola strdi, so PCB laminati podobni plastični kompozitni plošči, na obeh straneh pa so folije iz bakrene folije. Če ima vaša plošča veliko število slojev, mora biti laminat za dimenzijsko stabilnost sestavljen iz tkanega stekla. 

PCB, skladen z RoHS
PCB, skladni z RoHS, so tisti, ki sledijo omejitvam nevarnih snovi iz Evropske unije. Prepoved je uporaba svinca in drugih težkih kovin v potrošniških izdelkih. Vsak del plošče mora biti brez svinca, živega srebra, kadmija in drugih težkih kovin.

Maska za spajkanje
Soldermask je zelena epoksi prevleka, ki pokriva vezja na zunanjih plasteh plošče. Notranji tokokrogi so pokopani v slojih preprega, zato jih ni treba zaščititi. Toda če zunanje plasti ostanejo nezaščitene, bodo sčasoma oksidirale in korodirale. Soldermask zagotavlja to zaščito vodnikom na zunanji strani PCB-ja.

Nomenklatura - sitotisk
Nomenklatura ali včasih imenovana sitotisk so bele črke, ki jih vidite na vrhu prevleke maske za spajkanje na PCB. Sitotisk je običajno zadnji sloj plošče, ki proizvajalcu PCB omogoča, da na pomembna področja plošče napiše nalepke. To je posebno črnilo, ki prikazuje simbole in reference komponent za mesta komponent med postopkom sestavljanja. Nomenklatura je črka, ki prikazuje, kam gre posamezna komponenta na ploščo, včasih pa tudi orientacijo komponent. 

Tako spajkalne maske kot nomenklatura so običajno zelene in bele, čeprav boste morda videli druge barve, kot so rdeča, rumena, siva in črna, ki so najbolj priljubljene.

Soldermask ščiti vsa vezja na zunanjih plasteh tiskanega vezja, kamor ne nameravamo pritrditi komponent. Zaščititi pa moramo tudi izpostavljene bakrene luknje in blazinice, kjer nameravamo spajkati in namestiti komponente. Da bi zaščitili ta območja in zagotovili dobro trdno končno obdelavo, običajno uporabljamo kovinske prevleke, kot so nikelj, zlato, spajka iz kositra / svinca, srebro in druge končne obloge, izdelane samo za proizvajalce PCB.

▲NAZAJ▲

Najbolj priljubljeni PCB-ji izdelani iz materialov

Oblikovalci PCB se pri izbiri materiala za svojo zasnovo soočajo z več lastnostmi. Nekateri najbolj priljubljeni vidiki so:

Dielektrična konstanta - ključni kazalnik električne učinkovitosti
Zaviranje gorenja - kritično za kvalifikacijo UL (glej zgoraj)
Višje temperature prehoda stekla (Tg) - da prenese obdelavo montaže pri višjih temperaturah
Ublaženi dejavniki izgube - pomembno pri hitrih aplikacijah, kjer se vrednoti hitrost signala
Mehanska trdnost vključno s strižnimi, nateznimi in drugimi mehanskimi lastnostmi, ki jih lahko zahteva PCB ob začetku obratovanja
Toplotna zmogljivost - pomemben dejavnik v povišanih servisnih okoljih
Dimenzijska stabilnost - ali koliko se material premika in kako dosledno se premika med proizvodnjo, toplotnimi cikli ali izpostavljenostjo vlagi

Tu je nekaj najbolj priljubljenih materialov, ki se uporabljajo pri izdelavi tiskanih vezij:

Podlaga: FR4 epoksidni laminat in prepreg - steklena vlakna
FR4 je najbolj priljubljen substratni material za PCB na svetu. Oznaka „FR4“ opisuje razred materialov, ki izpolnjujejo nekatere zahteve, opredeljene v standardih NEMA LI 1-1998. Materiali FR4 imajo dobre toplotne, električne in mehanske lastnosti ter ugodno razmerje med trdnostjo in težo, zaradi česar so idealni za večino elektronskih aplikacij. FR4 laminati in prepreg so izdelani iz steklene tkanine, epoksidne smole in so običajno najcenejši razpoložljivi PCB materiali. Lahko je tudi iz fleksibilnih materialov, ki jih je včasih mogoče tudi raztegniti. 

Posebej priljubljen je za PCB z nižjim številom plasti - enojne, dvostranske v večplastne konstrukcije, na splošno manjše od 14 slojev. Poleg tega lahko osnovno epoksidno smolo zmešamo z dodatki, ki lahko bistveno izboljšajo njeno toplotno učinkovitost, električne lastnosti in preživetje / oceno plamena UL - močno izboljšanje njene sposobnosti uporabe pri številu višjih plasti ustvarja večje aplikacije toplotnega stresa in večje električne zmogljivosti po nižjih stroških za zasnove hitrih vezij. FR4 laminati in prepregi so zelo vsestranski, prilagodljivi s splošno sprejetimi proizvodnimi tehnikami s predvidljivimi donosi.

Poliimidni laminati in prepreg
Poliimidni laminati ponujajo višje temperaturne lastnosti kot materiali FR4, pa tudi rahlo izboljšanje električnih lastnosti. Poliimidni materiali stanejo več kot FR4, vendar ponujajo izboljšano preživetje v težkih in višjih temperaturah. Prav tako so med termičnim ciklusom bolj stabilni, z manj značilnostmi raztezanja, zaradi česar so primerni za konstrukcije števila višjih slojev.

Teflonski (PTFE) laminati in lepljivi sloji
Teflonski laminati in lepljivi materiali ponujajo odlične električne lastnosti, zaradi česar so idealni za uporabo v hitrih vezjih. Teflonski materiali so dražji od poliimida, vendar oblikovalcem zagotavljajo hitrostne zmogljivosti, ki jih potrebujejo. Teflonski materiali so lahko prevlečeni na stekleno tkanino, lahko pa so tudi v obliki nepodprtega filma ali s posebnimi polnili in dodatki za izboljšanje mehanskih lastnosti. Izdelava teflonskih PCB pogosto zahteva edinstveno usposobljeno delovno silo, posebno opremo in predelavo ter pričakovanje nižjih proizvodnih donosov.

Prilagodljivi laminati
Prilagodljivi laminati so tanki in omogočajo zlaganje elektronskega dizajna, ne da bi pri tem izgubili električno kontinuiteto. Nimajo steklene tkanine za oporo, ampak so zgrajene iz plastične folije. Enako učinkovito so zloženi v napravo za enkratno upogibanje za namestitev aplikacije, saj so v dinamičnem upogibanju, kjer se bodo vezja neprekinjeno zložila v celotni življenjski dobi naprave. Prilagodljivi laminati so lahko izdelani iz materialov z višjo temperaturo, kot so poliimid in LCP (polimer s tekočimi kristali), ali iz zelo poceni materialov, kot sta poliester in PEN. Ker so fleksibilni laminati tako tanki, lahko izdelava prožnih vezij zahteva tudi edinstveno usposobljeno delovno silo, specializirano opremo in obdelavo ter pričakovanje nižjih proizvodnih donosov.

drugi

Na trgu je veliko drugih laminatov in lepljivih materialov, vključno z BT, cianatnim estrom, keramiko in mešanimi sistemi, ki kombinirajo smole, da dobijo različne električne in / ali mehanske lastnosti. Ker so količine toliko manjše od FR4 in je proizvodnja lahko veliko težja, se običajno štejejo za drage alternative za načrte PCB.

Postopek sestavljanja tiskanih vezij je kompleksen postopek, ki vključuje interakcijo s številnimi majhnimi komponentami in podrobno poznavanje funkcij in namestitve posameznega dela. Vezje ne bo delovalo brez električnih komponent. Poleg tega se uporabljajo različne komponente, odvisno od naprave ali izdelka, ki mu je namenjena. Kot tak je pomembno, da poglobljeno razumete različne komponente, ki so vključene v sklop tiskanih vezij.

▲NAZAJ▲

Komponente tiskanih vezij in kako delujejo
Naslednjih 13 pogostih komponent se uporablja v večini tiskanih vezij:

● Upori
● Tranzistorji
● Kondenzatorji
● Inductors
● Diode
● transformatorji
● integriranih vezij
● Kristalni oscilatorji
● Potenciometri
● SCR (silicijsko nadzorovan usmernik)
● Senzorji
● Stikala / releji
● baterije

1. Upori - nadzor energije 
Upori so ena najpogosteje uporabljenih komponent v PCB-jih in so verjetno najpreprostejši za razumevanje. Njihova naloga je, da se uprejo toku toka z odvajanjem električne energije kot toplote. Brez uporov drugi sestavni deli morda ne bodo mogli obvladati napetosti, kar lahko povzroči preobremenitev. Na voljo so v številnih različnih vrstah iz različnih materialov. Klasični upor, ki ga hobiji najbolj poznajo, so "aksialni" upori s kabli na obeh dolgih koncih in ohišje z barvnimi obroči.

2. Tranzistorji - ojačevalci energije
Tranzistorji so zaradi svoje večnamenske narave ključnega pomena za postopek sestavljanja tiskanih vezij. So polprevodniške naprave, ki lahko prevajajo in izolirajo ter lahko delujejo kot stikala in ojačevalniki. So manjši, imajo razmeroma dolgo življenjsko dobo in lahko varno delujejo na napajalnikih z nižjo napetostjo brez toka žarilne nitke. Tranzistorji so na voljo v dveh vrstah: bipolarni tranzistorji (BJT) in tranzistorji s poljskim učinkom (FET).

3. Kondenzatorji - shranjevanje energije
Kondenzatorji so pasivne elektronske komponente z dvema priključkoma. Delujejo kot polnilne baterije - začasno zadržijo električni naboj in ga sprostijo, kadar koli drugje v vezju potrebuje več energije. 

To lahko storite z zbiranjem nasprotnih nabojev na dveh prevodnih plasteh, ločenih z izolacijskim ali dielektričnim materialom. 

Kondenzatorji so pogosto razvrščeni glede na prevodnik ali dielektrični material, zaradi česar nastanejo številne vrste z različnimi značilnostmi, od elektrolitskih kondenzatorjev z visoko kapacitivnostjo, različnih polimernih kondenzatorjev do bolj stabilnih kondenzatorjev iz keramičnih plošč. Nekateri so podobni videzu aksialnih uporov, toda klasični kondenzator je radialnega tipa, saj oba kabla štrlita iz istega konca.

4. Induktorji - Povečanje energije
Induktorji so pasivne elektronske komponente z dvema priključkoma, ki shranjujejo energijo (namesto da bi shranjevale elektrostatično energijo) v magnetnem polju, ko skozi njih prehaja električni tok. Induktorji se uporabljajo za blokiranje izmeničnih tokov, hkrati pa omogočajo prehod enosmernih tokov. 

Induktorji se pogosto uporabljajo za filtriranje ali blokiranje določenih signalov, na primer za blokiranje motenj v radijski opremi ali pa se uporabljajo skupaj s kondenzatorji za izdelavo uglašenih vezij, za manipulacijo z izmeničnimi signali v napajalnih napajalnikih, tj. TV sprejemnik.

5. Diode - preusmeritev energije 
Diode so polprevodniške komponente, ki delujejo kot enosmerna stikala za tokove. Omogočajo enostavno prehajanje tokov v eno smer, ki omogoča tok toka samo v eno smer, od anode (+) do katode (-), vendar omejujejo tok tokov v nasprotni smeri, kar lahko povzroči škodo.

Najbolj priljubljena dioda pri ljubiteljih je svetleča dioda ali LED. Kot kaže prvi del imena, se uporabljajo za oddajanje svetlobe, toda kdor je poskusil spajkati, ve, da gre za diodo, zato je pomembno, da je usmerjenost pravilna, sicer LED ne zasveti .

6. Transformatorji - prenos energije
Naloga transformatorjev je prenos električne energije iz enega vezja v drugo s povečanjem ali zmanjšanjem napetosti. Splošni transformatorji prenašajo moč iz enega vira v drugega s postopkom, imenovanim "indukcija". Tako kot pri uporih tudi tehnično uravnavajo tok. Največja razlika je v tem, da zagotavljajo večjo električno izolacijo kot nadzorovani upor s "transformiranjem" napetosti. Morda ste na telegrafskih stebrih videli velike industrijske transformatorje; ti znižajo napetost z nadzemnih daljnovodov, običajno nekaj sto tisoč voltov, na nekaj sto voltov, običajno potrebnih za gospodinjsko uporabo.

Transformatorji PCB so sestavljeni iz dveh ali več ločenih induktivnih vezij (imenovanih navitja) in jedra iz mehkega železa. Primarno navitje je za izvorno vezje - ali od kod prihaja energija -, sekundarno navitje pa za sprejemno vezje - kam gre energija. Transformatorji veliko napetost razdelijo na manjše, bolj obvladljive tokove, da ne bi preobremenili ali preobremenili opreme.

7. Integrirana vezja - elektrarne
IC ali integrirana vezja so vezja in sestavni deli, ki so bili skrčeni na plošče polprevodniškega materiala. Veliko število komponent, ki jih je mogoče namestiti na en čip, je tisto, kar je povzročilo prve kalkulatorje in zdaj zmogljive računalnike od pametnih telefonov do superračunalnikov. Običajno so možgani širšega kroga. Vezje je običajno zaprto v črno plastično ohišje, ki je lahko v vseh oblikah in velikostih ter ima vidne kontakte, ne glede na to, ali gre za vodnike, ki se raztezajo iz telesa, ali kontaktne ploščice neposredno pod na primer čipi BGA.

8. Kristalni oscilatorji - Natančni merilniki časa
Kristalni oscilatorji zagotavljajo uro v številnih vezjih, ki zahtevajo natančne in stabilne časovne elemente. Občasno proizvajajo elektronski signal tako, da fizično povzročijo, da piezoelektrični material, kristal, niha, od tod tudi ime. Vsak kristalni oscilator je zasnovan tako, da vibrira na določeni frekvenci, je bolj stabilen, varčen in ima majhen faktor faktorja v primerjavi z drugimi časovnimi metodami. Zaradi tega se pogosto uporabljajo kot natančni merilniki časa za mikrokrmilnike ali pogosteje v kremenčevih ročnih urah.

9. Potenciometri - spremenjena odpornost
Potenciometri so oblika spremenljivega upora. Običajno so na voljo v rotacijskih in linearnih vrstah. Z vrtenjem gumba vrtljivega potenciometra se upor spreminja, ko se drsni kontakt premakne čez polkrožni upor. Klasičen primer vrtljivih potenciometrov je regulator glasnosti na radiih, kjer rotacijski potenciometer nadzoruje količino toka na ojačevalniku. Linearni potenciometer je enak, le da se upor spreminja z linearnim premikanjem drsnega kontakta na uporu. Odlični so, kadar je na terenu potrebno natančno uravnavanje.  

10. SCR (silicijsko nadzorovan usmernik) - nadzor visokega toka
Silicijevi usmerjeni usmerniki (SCR), znani tudi kot tiristorji, so podobni tranzistorjem in diodam - pravzaprav gre v bistvu za dva tranzistorja, ki delujeta skupaj. Imajo tudi tri vodnike, vendar so namesto treh sestavljeni iz štirih slojev silicija in delujejo le kot stikala, ne pa ojačevalci. Druga pomembna razlika je v tem, da je za vklop stikala potreben samo en impulz, pri enojnem tranzistorju pa je treba neprekinjeno uporabljati tok. Primernejši so za preklop večje količine energije.

11. Senzorji
Senzorji so naprave, katerih naloga je zaznati spremembe okoljskih razmer in ustvariti električni signal, ki ustreza tej spremembi, ki se pošlje drugim elektronskim komponentam v vezju. Senzorji pretvarjajo energijo iz fizičnega pojava v električno energijo in tako dejansko postanejo pretvorniki (energijo pretvorijo v eno obliko v drugo). Lahko so karkoli, od vrste upora v detektorju temperature upora (RTD) do LED-diod, ki zaznavajo napačne signale, na primer v televizijskem daljinskem upravljalniku. Obstaja veliko različnih senzorjev za različne okoljske dražljaje, na primer senzorji vlage, svetlobe, kakovosti zraka, dotika, zvoka, vlage in gibanja.

12. Stikala in releji - gumbi za vklop
Osnovno in enostavno prezrto komponento je stikalo preprosto gumb za vklop za nadzor trenutnega toka v tokokrogu s preklapljanjem med odprtim ali zaprtim vezjem. Po zunanjem videzu se precej razlikujejo, od drsnika, vrtljivega gumba, gumba, ročice, preklopnika, stikal za tipke in seznam se nadaljuje. Podobno je rele elektromagnetno stikalo, ki se upravlja preko elektromagnetnega ventila, ki postane kot nekakšen začasni magnet, ko tok teče skozi njega. Delujejo kot stikala in lahko tudi ojačajo majhne tokove na večje tokove.

13. Baterije - oskrba z energijo
V teoriji vsi vedo, kaj je baterija. Morda najbolj kupljena komponenta na tem seznamu, baterije uporabljajo več kot le elektronski inženirji in hobiji. Ljudje uporabljajo to majhno napravo za napajanje svojih vsakdanjih predmetov; daljinski upravljalniki, svetilke, igrače, polnilci in drugo.

Na PCB baterija v bistvu shrani kemično energijo in jo pretvori v uporabno elektronsko energijo za napajanje različnih vezij na plošči. Z zunanjim vezjem omogočajo pretok elektronov iz ene elektrode v drugo. To tvori funkcionalni (vendar omejeni) električni tok.

Tok je omejen s postopkom pretvorbe kemične energije v električno energijo. Pri nekaterih baterijah bi se ta postopek lahko končal v nekaj dneh. Drugi lahko trajajo mesece ali leta, preden se kemična energija popolnoma porabi. Zato je treba nekatere baterije (na primer baterije v daljinskih upravljalnikih ali krmilnikih) zamenjati vsakih nekaj mesecev, medtem ko druge (na primer baterije za ročne ure) porabijo leta, preden se vse porabijo.

Funkcija tiskanega vezja - Zakaj potrebujemo PCB?

PCB najdemo v skoraj vseh elektronskih in računalniških napravah, vključno z matičnimi ploščami, omrežnimi karticami in grafičnimi karticami do notranjih vezij, ki jih najdemo v trdih pogonih / pogonih CD-ROM. V zvezi z računalniškimi aplikacijami, kjer so potrebne fine prevodne sledi, kot so prenosniki in namizja, so osnova za številne notranje računalniške komponente, kot so grafične kartice, krmilne kartice, omrežne vmesniške kartice in razširitvene kartice. Vse te komponente se povežejo z matično ploščo, ki je hkrati tudi tiskano vezje.

PCB so narejeni tudi s fotolitografskim postopkom v večji različici načina izdelave prevodnih poti v procesorjih. 

Čeprav so PCB pogosto povezani z računalniki, se poleg osebnih računalnikov uporabljajo tudi v številnih drugih elektronskih napravah. Na primer, večina televizorjev, radijskih sprejemnikov, digitalnih kamer, mobilnih telefonov in tabličnih računalnikov vključuje eno ali več tiskanih vezij. Vendar so PCB-ji, ki jih najdemo v mobilnih napravah, podobni tistim v namiznih računalnikih in veliki elektroniki, vendar so običajno tanjši in vsebujejo tanjša vezja.

Kljub temu se tiskano vezje pogosto uporablja v skoraj vseh natančnih napravah / napravah, od majhnih potrošniških naprav do ogromnih kosov strojev, zato FMUSER ponuja seznam 10 najpogostejših uporab PCB (tiskanih vezij) v vsakdanjem življenju.

uporaba	Primer
Medicinski pripomočki	● Medicinski slikovni sistemi ● Monitorji ● Infuzijske črpalke ● Notranje naprave
● Medicinski slikovni sistemi: CT, C.AT in ultrazvočni optični bralniki pogosto uporabljajo PCB, tako kot računalniki, ki te slike sestavljajo in analizirajo. ● Infuzijske črpalke: Infuzijske črpalke, kot so inzulin in analgezijske črpalke, ki jih nadzira bolnik, pacientu dovajajo natančne količine tekočine. PCB pomagajo zagotoviti, da ti izdelki delujejo zanesljivo in natančno. ● Monitorji: Srčni utrip, krvni tlak, merilci glukoze v krvi in ​​še več so odvisni od elektronskih komponent, da dobimo natančne odčitke. ● Notranje naprave: Srčni spodbujevalniki in druge naprave, ki se uporabljajo znotraj, za delovanje potrebujejo majhne PCB-je. ugotovitev:  V medicinskem sektorju se vedno bolj pojavlja uporaba elektronike. Ko se tehnologija izboljšuje in postajajo vse manjše, gostejše in zanesljivejše plošče, bodo PCB-ji imeli vse pomembnejšo vlogo v zdravstvu.

uporaba	Primer
Vojaške in obrambne aplikacije	● Komunikacijska oprema: ● Nadzorni sistemi: ● Instrumentacija:
● Komunikacijska oprema: Radijski komunikacijski sistemi in druge kritične komunikacije zahtevajo delovanje tiskanih vezij. ● Nadzorni sistemi: PCB so v središču nadzornih sistemov za različne vrste opreme, vključno z radarskimi sistemi za motenje, sistemi za odkrivanje raket in še več. ● Instrumentacija: PCB omogočajo kazalnike, ki jih pripadniki vojske uporabljajo za spremljanje groženj, izvajanje vojaških operacij in upravljanje opreme. ugotovitev:  Vojska je pogosto na vrhu tehnologije, zato so nekatere najnaprednejše uporabe PCB-jev za vojaške in obrambne namene. Uporaba PCB v vojski se zelo razlikuje.

uporaba	Primer
Zaščitna oprema	● Varnostne kamere: ● Detektorji dima: ● Elektronske ključavnice na vratih ● Senzorji gibanja in protivlomni alarmi
● Varnostne kamere: Varnostne kamere, ne glede na to, ali se uporabljajo v zaprtih prostorih ali na prostem, se zanašajo na PCB, tako kot oprema, ki se uporablja za nadzor varnostnih posnetkov. ● Detektorji dima: Detektorji dima in druge podobne naprave, kot so detektorji ogljikovega monoksida, potrebujejo zanesljive PCB-je za delovanje. ● Elektronske ključavnice: Sodobne elektronske ključavnice vključujejo tudi PCB. ● Senzorji gibanja in protivlomni alarmi: Varnostni senzorji, ki zaznajo gibanje, se zanašajo tudi na PCB. ugotovitev:  PCB igrajo bistveno vlogo pri številnih različnih vrstah varnostne opreme, zlasti ker več tovrstnih izdelkov dobiva možnost povezovanja z internetom.

uporaba	Primer
LED	● Stanovanjska razsvetljava ● Avtomobilski zasloni ● Računalniški zasloni ● Medicinska razsvetljava ● Razsvetljava prodajalne
● Stanovanjska razsvetljava: LED razsvetljava, vključno s pametnimi žarnicami, pomaga lastnikom domov učinkoviteje osvetliti svojo lastnino. ● Razsvetljava prodajalne: Podjetja lahko LED uporabljajo za označevanje in osvetlitev svojih trgovin. ● Avtomobilski zasloni: Kazalniki na armaturni plošči, žarometi, zavorne luči in še več lahko uporabljajo LED PCB. ● Računalniški zasloni: LED PCB napajajo številne indikatorje in prikazovalnike na prenosnih in namiznih računalnikih. ● Medicinska razsvetljava: LED-diode zagotavljajo močno svetlobo in oddajajo malo toplote, zaradi česar so idealne za medicinske namene, zlasti tiste, povezane s kirurgijo in nujno medicino. ugotovitev:  LED-diode postajajo vse pogostejše v različnih aplikacijah, kar pomeni, da bodo PCB-ji verjetno še naprej imeli pomembnejšo vlogo pri osvetlitvi.

uporaba	Primer
Letalske vesoljske komponente	● Napajalniki ● Nadzorna oprema: ● Komunikacijska oprema
● Napajalniki: PCB so ključni sestavni del opreme, ki poganja različna letala, nadzorni stolp, satelitske in druge sisteme. ● Nadzorna oprema: Piloti uporabljajo različne vrste opreme za nadzor, vključno z merilniki pospeška in senzorji tlaka, za nadzor delovanja letala. Ti monitorji pogosto uporabljajo PCB. ● Komunikacijska oprema: Komunikacija s kontrolo tal je bistvenega pomena za zagotavljanje varnega zračnega prometa. Ti kritični sistemi se zanašajo na PCB. ugotovitev:  Elektronika, ki se uporablja v vesoljskih aplikacijah, ima podobne zahteve kot v avtomobilskem sektorju, vendar so lahko vesoljsko PCB izpostavljeni še težjim pogojem. PCB se lahko uporabljajo v različnih letalskih napravah, vključno z letali, vesoljskimi čolni, sateliti in radijskimi komunikacijskimi sistemi.

uporaba	Primer
Industrijska oprema	● proizvodna oprema ● Napajalna oprema ● Merilna oprema ● Notranje naprave
● Oprema za izdelavo: Elektronika na osnovi PCB poganja električne vrtalnike in stiskalnice, ki se uporabljajo v proizvodnji. ● Oprema za napajanje: Sestavni deli, ki napajajo številne vrste industrijske opreme, uporabljajo PCB. Ta napajalna oprema vključuje pretvornike enosmernega in izmeničnega toka, opremo za soproizvodnjo sončne energije in še več. ● Merilna oprema: PCB pogosto napajajo opremo, ki meri in nadzoruje tlak, temperaturo in druge dejavnike. ugotovitev:  Ko se robotika, industrijska tehnologija IoT in druge vrste napredne tehnologije vse pogosteje pojavljajo, se v industrijskem sektorju pojavljajo nove uporabe PCB-jev.

Aplikacije	Primer
Pomorske prijave	● Navigacijski sistemi ● Komunikacijski sistemi ● Nadzorni sistemi
● Navigacijski sistemi: Številna pomorska plovila se za svoje navigacijske sisteme zanašajo na PCB. PCB lahko najdete v GPS in radarskih sistemih ter v drugi opremi. ● Komunikacijski sistemi: Radijski sistemi, ki jih posadka uporablja za komunikacijo s pristanišči in drugimi ladjami, zahtevajo PCB. ● Nadzorni sistemi: Številni nadzorni sistemi na pomorskih plovilih, vključno s sistemi za upravljanje motorjev, sistemi za distribucijo moči in sistemi za avtopilot, uporabljajo PCB. ugotovitev:  Ti sistemi avtopilota lahko pomagajo pri stabilizaciji čolna, manevriranju, zmanjševanju napak v smeri in upravljanju aktivnosti krmila.

uporaba	Primer
Zabavna elektronika	● Komunikacijske naprave ● Računalniki ● Zabavni sistemi ● Gospodinjski aparati
● Komunikacijske naprave: Pametni telefoni, tablični računalniki, pametne ure, radijski sprejemniki in drugi komunikacijski izdelki zahtevajo delovanje tiskanih plošč. ● Računalniki: Računalniki tako za osebne kot poslovne imajo PCB. ● Zabavni sistemi: Izdelki, povezani z zabavo, kot so televizorji, stereo naprave in konzole za video igre, so odvisni od PCB-jev. ● Gospodinjski aparati: Številni gospodinjski aparati imajo tudi elektronske komponente in PCB-je, vključno s hladilniki, mikrovalovnimi pečicami in aparatom za kavo. ugotovitev:  Uporaba PCB-jev v potrošniških izdelkih zagotovo ne upočasnjuje. Delež Američanov, ki imajo pametni telefon, je zdaj 77-odstoten in raste. Številne naprave, ki prej niso bile elektronske, zdaj dobijo tudi napredno elektronsko funkcionalnost in postajajo del interneta stvari (IoT).

uporaba	Primer
Avtomobilske komponente	● Zabavni in navigacijski sistemi ● Nadzorni sistemi ● Senzorji
● Zabavni in navigacijski sistemi: Stereo naprave in sistemi, ki vključujejo navigacijo in zabavo, se zanašajo na PCB. ● Nadzorni sistemi: Številni sistemi, ki nadzorujejo osnovne funkcije avtomobila, se zanašajo na elektroniko, ki jo poganjajo PCB-ji. Sem spadajo sistemi za upravljanje motorja in regulatorji goriva. ● Senzorji: Ko avtomobili postajajo bolj napredni, proizvajalci vključujejo vedno več senzorjev. Ti senzorji lahko nadzirajo mrtve kote in voznike opozarjajo na bližnje predmete. PCB so prav tako potrebni za sisteme, ki avtomobilom omogočajo samodejno vzporedno parkiranje. ugotovitev:  Ti senzorji so del tistega, kar avtomobilom omogoča samostojno vožnjo. Popolnoma avtonomna vozila naj bi v prihodnosti postala običajna, zato se uporablja veliko število tiskanih vezij.

uporaba	Primer
Telekomunikacijska oprema	● Telekom stolpi ● Pisarniška komunikacijska oprema ● LED prikazovalniki in indikatorji
● Telekom stolpi: Celični stolpi sprejemajo in prenašajo signale z mobilnih telefonov in zahtevajo PCB-je, ki prenesejo zunanja okolja. ● Pisarniška komunikacijska oprema: Za večino komunikacijske opreme, ki jo lahko najdete v pisarni, potrebujete tiskane plošče, vključno s telefonskimi preklopnimi sistemi, modemi, usmerjevalniki in napravami za glasovni protokol (VoIP). ● LED prikazovalniki in indikatorji: Telekomunikacijska oprema pogosto vključuje LED prikazovalnike in indikatorje, ki uporabljajo PCB. ugotovitev:  Telekomunikacijska industrija se nenehno razvija, prav tako pa tudi PCB-ji, ki jih ta sektor uporablja. Ko ustvarjamo in prenašamo več podatkov, bodo močni PCB postali še pomembnejši za komunikacijo.

FMUSER ve, da vsaka industrija, ki uporablja elektronsko opremo, potrebuje PCB. Ne glede na to, za katero aplikacijo uporabljate PCB, je pomembno, da so zanesljivi, cenovno ugodni in zasnovani tako, da ustrezajo vašim potrebam. 

Kot strokovnjak za proizvodnjo PCB-jev FM radijskega oddajnika in ponudnik avdio in video rešitev za prenos, FMUSER tudi ve, da iščete kakovostne in ugodne PCB-je za vaš FM-oddajnik, to ponujamo, kontaktiraj nas takoj za brezplačna povpraševanja po PCB plošči!

▲NAZAJ▲

Načelo sestavljanja PCB: Skozi luknjo v primerjavi s površinsko nameščeno

V zadnjih letih, zlasti na področju polprevodnikov, je treba povečati povpraševanje po večji funkcionalnosti, manjši velikosti in dodani uporabnosti. Obstajata dva načina namestitve komponent na tiskano vezje (PCB), to je montaža skozi luknje (THM) in tehnologija površinske montaže (SMT). Razlikujeta se glede na različne značilnosti, prednosti in slabosti, vzemimo pogled!

Komponente skozi luknje

Obstajata dve vrsti komponent za pritrditev skozi luknje: 

Aksialni svinčeni sestavni deli - potujte skozi komponento v ravni črti (vzdolž "osi"), pri čemer mora biti konec svinčene žice na obeh koncih del komponente. Nato se oba konca položita skozi dve ločeni luknji na plošči, tako da je komponenta tesneje in bolj plosko pritrjena. Te komponente so najprimernejše, če iščete tesno in kompaktno prileganje. Konfiguracija aksialnega kabla je lahko v obliki ogljikovih uporov, elektrolitskih kondenzatorjev, varovalk in diod, ki oddajajo svetlobo (LED).

Radialne svinčene komponente - štrlijo iz plošče, njeni vodniki pa se nahajajo na eni strani komponente. Radialni vodniki zasedajo manj površine, zato so bolj primerni za plošče z visoko gostoto. Radialne komponente so na voljo kot keramični kondenzatorji.

* Aksialni svinec (zgoraj) v primerjavi z radialnim svincem (spodaj)

Aksialni svinčeni sestavni deli potekajo skozi komponento v ravni črti ("aksialno"), pri čemer vsak konec svinčene žice zapusti komponento na obeh koncih. Nato se oba konca položita skozi dve ločeni luknji na plošči, kar omogoča, da se komponenta prilega tesneje in bolj ravno. 

Na splošno je konfiguracija aksialnega kabla lahko v obliki ogljikovih uporov, elektrolitskih kondenzatorjev, varovalk in diod, ki oddajajo svetlobo (LED).

Radialni svinčeni sestavni deli pa štrlijo iz plošče, saj so njegovi vodniki nameščeni na eni strani komponente. Obe vrsti komponent skozi luknjo sta "dvojni" svinčeni komponenti.

Komponente radialnega svinca so na voljo v obliki kondenzatorjev s keramičnim diskom, medtem ko je konfiguracija aksialnega kabla lahko v obliki ogljikovih uporov, elektrolitskih kondenzatorjev, varovalk in svetlečih diod (LED).

Aksialni svinčevi sestavni deli se uporabljajo zaradi svoje tesnosti na ploščo, radialni vodniki zasedajo manj površine, zaradi česar so boljši za plošče z visoko gostoto

Montaža skozi luknjo (THM)
Montaža skozi luknje je postopek, pri katerem se kabli komponent položijo v izvrtane luknje na golem PCB-ju, kar je nekakšen predhodnik Surface Mount Technology. Metoda pritrditve skozi luknjo v sodobnem montažnem objektu, vendar se še vedno šteje za sekundarno operacijo in se uporablja od uvedbe računalnikov druge generacije. 

Postopek je bil običajna praksa do vzpona tehnologije površinskega vgradnje (SMT) v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, takrat pa naj bi se popolnoma odpravil skozi luknjo. Kljub hudemu padcu priljubljenosti v preteklih letih se je tehnologija skozi luknje v dobi SMT izkazala kot odporna in ponuja številne prednosti in nišne aplikacije: zanesljivost in zato namestitev skozi luknje nadomešča staro točko - točkovna gradnja.

* Povezava od točke do točke

Sestavne dele skozi luknje je najbolje uporabiti za izdelke z visoko zanesljivostjo, ki zahtevajo močnejše povezave med plastmi. Medtem ko so komponente SMT pritrjene samo s spajkanjem na površino plošče, vodijo skozi odprtine vodniki komponent skozi ploščo, kar komponentam omogoča, da prenesejo večje obremenitve okolja. Zato se tehnologija za luknje pogosto uporablja v vojaških in vesoljskih izdelkih, ki lahko doživijo ekstremne pospeške, trke ali visoke temperature. Tehnologija skozi luknje je uporabna tudi pri aplikacijah za preskušanje in izdelavo prototipov, ki včasih zahtevajo ročne prilagoditve in zamenjave.

Na splošno je popolno izginotje luknjic iz sklopa PCB zelo napačno mnenje. Če ne omenjamo zgornje uporabe tehnologije skozi luknje, moramo vedno upoštevati dejavnike razpoložljivosti in stroškov. Vse komponente niso na voljo kot paketi SMD, nekatere komponente skozi luknje pa so cenejše.

Preberite tudi: Skozi luknjo proti površinskemu nosilcu | Kakšna je razlika?

Tehnologija površinskega vpetja (SMT)
SMT postopek, s katerim so komponente nameščene neposredno na površino PCB. 

Tehnologija površinskega vpetja je bila prvotno znana kot "ravninska montaža" okoli leta 1960 in se je začela pogosto uporabljati sredi osemdesetih let.

Dandanes se skoraj vsa elektronska strojna oprema proizvaja s pomočjo SMT. Za načrtovanje in izdelavo PCB je postalo bistvenega pomena, saj je na splošno izboljšal kakovost in delovanje PCB ter močno zmanjšal stroške obdelave in obdelave.  

Sestavni deli, ki se uporabljajo za tehnologijo površinskega vgradnje, so tako imenovani Surface Mount Packages (SMD). Te komponente imajo vodnike pod ali okoli embalaže. 

Obstaja veliko različnih vrst SMD paketov z različnimi oblikami in iz različnih materialov. Te vrste paketov so razdeljene v različne kategorije. Kategorija "Pravokotne pasivne komponente" vključuje večinoma standardne SMD upore in kondenzatorje. Za tranzistorje in diode se uporabljata kategoriji »Tranzistor z majhnim obrisom« (SOT) in »Dioda z majhnim obrisom« (SOD). Obstajajo tudi paketi, ki se večinoma uporabljajo za integrirana vezja (IC), kot so op-ojačevalniki, oddajniki in mikrokrmilniki. Primeri paketov, ki se uporabljajo za IC, so: »Integrirano vezje z majhnim obrisom« (SOIC), »Quad Flat Pack« (QFN) in »Ball Grid Array« (BGA).

Zgoraj omenjeni paketi so le nekateri primeri SMD paketov, ki so na voljo. Na trgu je na voljo veliko več vrst paketov z različnimi različicami.

Ključne razlike med SMT in pritrditvijo skozi luknjo so 
(a) SMT ne zahteva, da se skozi PCB izvrtajo luknje
(b) Komponente SMT so veliko manjše
(c) Komponente SMT je mogoče namestiti na obe strani plošče. 

Sposobnost namestitve velikega števila majhnih komponent na PCB je omogočila veliko gostejše, zmogljivejše in manjše PCB.

Z eno besedo: največja razlika v primerjavi s pritrjevanjem skozi luknje je v tem, da v PCB ni treba vrtati lukenj, da bi ustvarili povezavo med gosenicami na PCB in komponentami. 

Vodniki komponente bodo vzpostavili neposreden stik s tako imenovanimi PAD-ji na PCB-ju. 

Kabelske vodnike skozi luknjo, ki potekajo skozi ploščo in povezujejo sloje plošče, so nadomestili z "vias" - majhnimi komponentami, ki omogočajo prevodno povezavo med različnimi sloji PCB in v bistvu delujejo kot vodniki skozi luknje . Nekateri sestavni deli za površinsko montažo, kot so BGA, so zmogljivejše komponente s krajšimi vodniki in več medsebojnimi zatiči, ki omogočajo večje hitrosti. 

▲NAZAJ▲

Skupna raba je skrbna!

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo