Existuje několik hlavních typů desek plošných spojů. Jsou to jednostranné, oboustranné a vícevrstvé provedení. Existují také pevné, flexibilní a pevně-flexibilní varianty. Každý typ desky plošných spojů má speciální vlastnosti pro různé účely. Například desky HDI a standardní vícevrstvé desky jsou velmi oblíbené. Pomáhají s vysokým výkonem a menšími rozměry. Níže uvedená tabulka uvádí některé běžné typy desek plošných spojů a k čemu se používají:
Typ desky plošných spojů | KLÍČOVÉ VLASTNOSTI | Běžné použití |
|---|---|---|
Tuhý | Odolný, stabilní | Automobilový průmysl, letecký průmysl |
Pružný | Ohybný, kompaktní | Nositelná elektronika, senzory |
Tuhý-Flex | Kombinuje tuhost a flexibilitu | Vojenské, automobilové |
Můžete si vybrat nejlepší desku plošných spojů pro váš projekt. Podívejte se na vlastnosti a použití, které vám pomohou s výběrem.
Key Takeaways
Desky plošných spojů existují v mnoha typech. Patří mezi ně jednostranné, oboustranné, vícevrstvé, pevné, flexibilní a pevné-flexibilní. Každý typ funguje nejlépe pro jiné účely.
Výběr správné desky plošných spojů (PCB) závisí na několika věcech. Musíte přemýšlet o vrstvách, flexibilitě, materiálech a o tom, kde bude použita.
Flexibilní desky plošných spojů se mohou ohýbat a pomáhají šetřit místo. Pevné desky plošných spojů jsou pevné a neohýbají se. Pevně-flexibilní desky plošných spojů kombinují oba typy. Fungují dobře v odolných, pohyblivých zařízeních.
FR-4 je běžný materiál a není drahý. Kovové a keramické desky plošných spojů lépe odolávají teplu. Používají se pro speciální účely.
Dobrý design DPS pomáhá to lépe fungovat a déle vydržet. Důležité je pečlivé umístění součástí. Před výrobou si vždy zkontrolujte svůj návrh.
Typy desek plošných spojů
Desky plošných spojů mají mnoho tvarů a použití. Můžete je třídit podle vrstev, flexibility, materiálů, struktury propojení, speciálních vlastností a místa použití. Každý typ desky plošných spojů je vhodný pro určité účely. Podívejme se na hlavní typy desek plošných spojů. To vám pomůže vybrat tu správnou desku pro váš projekt.
Klasifikace podle počtu vrstev
Desky plošných spojů mohou mít různý počet měděných vrstev. Počet vrstev ovlivňuje obtížnost jejich výroby, cenu a funkčnost.
Typ desky plošných spojů | Počet vrstev | Popis a funkce |
|---|---|---|
Jednostranná deska | 1 vrstva | Obvody pouze na jedné straně. Jednoduché pcb designPoužívá se v základní elektronice. |
Oboustranná deska | Vrstvy 2 | Obvody na obou stranách. Podporuje více komponent a lepší výkon. |
Vícevrstvá deska | 4 až 8 vrstev (sudých) | Více vrstev naskládaných dohromady. Zvládá složité obvody a vysoké rychlosti. Může dosáhnout až 100 vrstev. |
Tip: Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) mají obvykle sudý počet vrstev. Díky tomu je rozložení desky plošných spojů ploché a pevné.
Jednostranná deska plošných spojů
Obvody jsou pouze na jedné straně desky.
Tato jednovrstvá deska plošných spojů je jednoduchá a levná.
Používáte ho v zařízeních jako jsou kalkulačky a napájecí zdroje.
Klady: Nižší náklady, rychlá výroba.
Nevýhody: Není vhodný pro náročné práce, zabírá více místa.
Oboustranná deska plošných spojů
Tento typ desky plošných spojů má obvody na obou stranách.
Můžete přidat další součástky a použít průchodky k propojení obou stran.
Dvouvrstvé desky plošných spojů (PCB) vidíte v audio zařízeních, prodejních automatech a LED světlech.
Klady: Více způsobů návrhu, lepší práce.
Nevýhody: Složitější na výrobu, dražší než jednovrstvá deska plošných spojů.
Vícevrstvá deska plošných spojů
Vícevrstvá deska plošných spojů se skládá ze čtyř nebo více vrstev.
Používáte ho v počítačích, chytrých telefonech a lékařských nástrojích.
Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) jsou rychlé, malé a mohou být velmi složité.
Klady: Pasuje na mnoho dílů, udržuje silný signál, šetří místo.
Nevýhody: Nejdražší, těžko opravitelné.
Klasifikace podle flexibility
Desky plošných spojů mohou být pevné, flexibilní nebo kombinací obojího. Míra ohybu desky ovlivňuje způsob jejího použití a návrhu.
vlastnost | Pevné PCB | Flexibilní deska plošných spojů | Pevná deska plošných spojů |
|---|---|---|---|
Stát | Nízké | Vysoký | Nejvyšší |
Trvanlivost | Odolné pro statické použití | Odolné při ohybu | Vynikající pro náročné prostředí |
Flexibilita | Nevyplněno | Vysoká (může se ohýbat a kroutit) | Částečné (flexibilní a tuhé sekce) |
Hmotnost | Těžký | Světlo | Středně |
Případy užití | Televizory, počítače, spotřebiče | Nositelná elektronika, fotoaparáty, senzory | Letectví, lékařství, automobilový průmysl |
Pevné PCB
Pevné desky plošných spojů se neohýbají ani nemění tvar.
Používáte je v televizorech, počítačích a další domácí elektronice.
Tato pevná deska je levná a snadno se vyrábí ve velkém množství.
Flexibilní deska plošných spojů
Flexibilní PCB lze ohýbat, skládat nebo kroutit, aniž by se zlomil.
Flexibilní desky se používají v těsných prostorech, jako jsou chytré hodinky a fotoaparáty.
Flexibilní desky plošných spojů šetří místo a váží méně.
Poznámka: Flexibilní desky plošných spojů jsou dražší a vyžadují pečlivý návrh, aby se nerozbily.
Pevná deska plošných spojů
Pevné a flexibilní desky plošných spojů (PCB) mají tuhé i ohebné části.
Používáte je v letadlech, lékařských nástrojích a autech.
Pevné a flexibilní desky plošných spojů jsou pevné a odolávají otřesům a pohybu.
Tyto desky používají méně konektorů a vodičů, takže vaše zařízení vydrží déle.
Flexibilní desky plošných spojů mohou nahradit mnoho pevných desek a kabelů. Díky tomu bude váš návrh lehčí a pevnější.
Klasifikace podle materiálů
Materiál, který si vyberete pro desku plošných spojů, ovlivňuje způsob, jakým zvládá teplo, elektřinu a náklady.
Typ desky plošných spojů | Tepelná vodivost (W/m·K) | Dielektrická ztráta (Df při 1 MHz) | Klíčové funkce a aplikace |
|---|---|---|---|
FR-4 | 0.3 - 0.5 | 0.02 - 0.03 | Nejběžnější. Dobrá izolace, nízká cena. Používá se v obecné elektronice. |
CEM-1 | ~ 0.3 - 0.5 | ~ 0.02 - 0.03 | Levnější než FR-4. Používá se v jednovrstvých deskách plošných spojů pro jednoduchá zařízení. |
CEM-3 | ~ 0.3 - 0.5 | ~ 0.02 - 0.03 | Lepší pevnost a odolnost proti ohni. Používá se v dvouvrstvých a vícevrstvých deskách plošných spojů. |
Deska plošných spojů s kovovým jádrem | 20 - 200+ | N / A | Vynikající odvod tepla. Používá se v LED osvětlení a výkonové elektronice. |
Keramická PCB | 20 - 250 | 0.0002 - 0.0005 | Vynikající tepelné a elektrické vlastnosti. Používá se v leteckém průmyslu, rádiových a výkonných zařízeních. |
PCB FR-4
FR-4 je vyroben ze skleněných vláken a epoxidu.
Používáte ho pro většinu desek plošných spojů.
Je dobrý v zastavování elektřiny a nestojí moc.
Deska plošných spojů CEM-1 / CEM-3
CEM-1 je levný a používá se pro jednovrstvé desky plošných spojů.
CEM-3 je pevnější a nehoří snadno. Používá se v dvouvrstvých a vícevrstvých deskách plošných spojů.
Vysokofrekvenční PCB
Používá speciální materiály s nízkými dielektrickými ztrátami.
Tento typ desky plošných spojů potřebujete pro rychlou komunikaci a RF zařízení.
Deska plošných spojů s kovovým jádrem
Kovové jádro PCB používá jako základ hliník nebo měď.
Dobře snáší teplo, je skvělý pro LED světla a napájecí zdroje.
Keramická PCB
Keramické desky jsou nejlepší pro teplo a elektřinu.
Používáte je v letadlech, armádě a ve vysokofrekvenčních pracích.
FR-4 funguje pro většinu věcí, ale pro vysoké teploty nebo rychlé signály použijte kovové jádro nebo keramiku.
Klasifikace podle struktury průchodů
Průchodky propojují různé vrstvy v desce plošných spojů. Způsob, jakým jsou průchodky vytvořeny, ovlivňuje kvalitu signálu a konstrukci desky.
Průchozí otvory: Projděte si všechny vrstvy. Používá se ve většině návrhů desek plošných spojů.
Slepé průchody: Propojte vnější vrstvy s vnitřními vrstvami a ušetřete tak místo.
Zakopané cesty: Propojovat pouze uvnitř vrstev, skryto před zrakem.
Mikrovias: Velmi malé, vyrobené laserem, používané v deskách plošných spojů typu HDI pro malé konstrukce.
DPS s průchozím otvorem
Používá průchozí otvory k propojení vrstev.
Snadno se vyrábí, ale v rychlých návrzích může dojít k narušení signálu.
HDI PCB (High-Density Interconnect)
Používá mikroprůchodky, slepé a zapuštěné průchodky.
Vhodné pro složité rozvržení desek plošných spojů a malé desky.
HDI najdete v telefonech, tabletech a zdravotnických prostředcích.
Deska plošných spojů bez průchodu
Žádné průchodky. Jednoduchý typ desky plošných spojů pro snadné zapojení.
Pouze pro jednovrstvé nebo snadno dvouvrstvé desky plošných spojů.
Propojovací otvory mohou signály zeslabit, pokud nejsou provedeny správně. HDI a mikropropojovací otvory pomáhají udržovat signály silné v rychlých obvodech.
Klasifikace podle funkčních/procesních znaků
Některé desky plošných spojů mají speciální vlastnosti pro náročné úlohy.
Typ desky plošných spojů | KLÍČOVÉ VLASTNOSTI |
|---|---|
Vysoká Tg | Odolává vysokým teplotám. Používá se v automobilových a průmyslových řídicích jednotkách. |
Vysoká frekvence | Udržuje kvalitu signálu při vysokých rychlostech. Používá se v 5G, radarových a RF zařízeních. |
Těžká měď | Silné měděné vrstvy pro vysoký proud. Používají se v napájecích zdrojích a ovládání motorů. |
ENIG | Zlatá povrchová úprava pro lepší pájení a odolnost proti korozi. Používá se ve vysoce spolehlivých pracích. |
Vestavěný pasivní | Rezistory a kondenzátory zabudované do desky. Šetří místo a zlepšuje výkon. |
Slepé/pohřbené Vias | Umožňuje složité vícevrstvé plošné spoje a rozvržení plošných spojů s vysokou hustotou. |
Vysokofrekvenční PCB
Používá materiály s nízkými dielektrickými ztrátami.
Tento typ desky plošných spojů potřebujete pro rychlá data a bezdrátové signály.
PCB s vysokým Tg
Má vysokou teplotu skelného přechodu.
Zvládá horko a stres v autech a továrnách.
Těžká měď PCB
Má silné vrstvy mědi.
Má větší výkon a lépe odvádí teplo.
ENIG PCB (bezproudové niklování, zlato)
Zlatá povrchová úprava ji udržuje plochou a zabraňuje korozi.
Používá se v drobných a důležitých pracích.
Vestavěná pasivní deska plošných spojů
Součástky jako rezistory a kondenzátory jsou uvnitř desky.
Šetří místo a pomáhá desce lépe fungovat.
Zaslepené/zakopané přes PCB
Pro složité spoje používá slepé a zapuštěné průchodky.
Vhodné pro pokročilé vícevrstvé plošné spoje a návrh malých plošných spojů.
Klasifikace podle aplikačního pole
Různé desky plošných spojů můžete přizpůsobit určitým odvětvím. Každá úloha vyžaduje specifický druh desky.
aplikace Field | Běžné používané typy desek plošných spojů | Poznámky |
|---|---|---|
Consumer Electronics | Jednostranný, dvouvrstvý, FR-4 | Jednoduché a levné desky pro televizory, hračky a další elektroniky. |
Počítač a mobilní zařízení | HDI, vícevrstvé desky plošných spojů, pevné a flexibilní desky plošných spojů | Vysoká hustota a malá velikost pro telefony, tablety a notebooky. |
Lékařské vybavení | HDI, vícevrstvé desky plošných spojů, pevné a flexibilní desky plošných spojů | Spolehlivý, kompaktní a bezpečný pro zdravotnické prostředky. |
Automobilová elektronika | Vícevrstvé desky plošných spojů, vysoké Tg, tuhé a flexibilní desky plošných spojů | Odolává teplu, vibracím a namáhání. |
Průmyslová automatizace | Vícevrstvá deska plošných spojů, těžká měď, vysoká teplota (Tg) | Zvládá napájení, teplo a náročné prostředí. |
Led osvětlení | Deska plošných spojů s kovovým jádrem, jednovrstvá deska plošných spojů | Řídí teplo pro dlouhou životnost LED světel. |
Letectví a kosmonautika/vojenské | Keramické, vícevrstvé desky plošných spojů, tuhé a flexibilní desky plošných spojů | Vyžaduje nejvyšší spolehlivost, tepelnou odolnost a kvalitu signálu. |
Vždy si vyberte typ desky plošných spojů, který odpovídá vaší práci. Například použijte pevné a flexibilní desky plošných spojů v letadlech, flexibilní desky plošných spojů v nositelné elektronice a kovové desky plošných spojů v LED světlech.
Vlastnosti a aplikace typu PCB
Porovnání klíčových vlastností
Před výběrem je důležité prohlédnout si různé desky plošných spojů. Každá typ desky plošných spojů má své vlastní vlastnosti a výhody. Níže uvedená tabulka ukazuje, jak se hlavní typy liší:
Typ desky plošných spojů | Hlavní rysy | Výhody |
|---|---|---|
Jednostranný | Jedna měděná vrstva | Nízká cena, snadná výroba, vhodné pro jednoduché obvody |
oboustranné | Měděné vrstvy na obou stranách, spojené otvory | Více dílů, lepší výkon, používá se v telefonech, audiotechnice |
Vícevrstvý | Mnoho vrstev mědi, naskládaných | Kompaktní, flexibilní konstrukce desky plošných spojů, zvládá vysoké rychlosti |
Tuhý | Tvrdý, neohýbá se | Pevný, snadno opravitelný, vhodný pro složité uspořádání desek plošných spojů |
Pružný | Ohyby a kroucení, tenký materiál | Šetří místo, světlo, zvládá vysokou hustotu signálu |
Tuhý-Flex | Směs pevných a flexibilních vrstev | Šetří až 60 % místa, používá se v lékařství a armádě |
Pracuje na frekvencích 500 MHz–2 GHz | Skvělé pro rychlé signály, používá se v 5G a radaru | |
Podložený hliníkem | Kovová základna pro regulaci tepla | Odolává teplu, vhodné pro LED osvětlení a napájecí zdroje |
Měli byste také zvážit, z čeho je deska vyrobena. Některé materiály jsou pro určité účely lepší. FR4 je levný a funguje dobře pro většinu věcí. Rogers a Taconic jsou nejlepší pro rychlé signály, ale stojí více peněz. Desky s kovovým jádrem pomáhají chladit výkonová zařízení.
Tip: Pokud potřebujete desku pro rychlé nebo výkonné úlohy, zkontrolujte, jak materiál zvládá teplo a elektřinu.
Typické aplikace
Desky plošných spojů se používají téměř v každém průmyslovém odvětví. Každá deska je vyrobena pro specifický účel. Zde je několik příkladů:
Automobilový průmyslOvládací prvky motoru, LED světlomety a palubní desky používají pevné desky plošných spojů a kovové jádrové desky.
Letecký a vesmírný průmyslSatelity a řídicí věže potřebují vícevrstvé a pevné a flexibilní desky plošných spojů pro pevné a lehké konstrukce.
Consumer ElectronicsTelefony, televizory a počítače používají pro návrh malých desek plošných spojů oboustranné a vícevrstvé desky.
ZdravotnictvíMonitory a skenery srdce používají flexibilní a pevné desky plošných spojů pro bezpečné, malé a spolehlivé obvody.
TelekomunikaceSítě 5G a GPS zařízení potřebují vysokofrekvenční a vícevrstvé desky pro rychlé a jasné signály.
Led osvětleníDesky plošných spojů s kovovým jádrem pomáhají regulovat teplo v žárovkách a displejích.
V nositelné elektronice a lékařských nástrojích byste měli používat flexibilní desky plošných spojů a flexibilní plošné spoje. Tyto desky se dají ohýbat a vejdou se do malých prostorů. Pevné desky plošných spojů jsou nejlepší pro domácí elektroniku a počítače. Flexibilní desky plošných spojů fungují dobře také v kamerách a senzorech, kde je málo prostoru. Pevné a flexibilní desky plošných spojů poskytují pevnost i ohyb, což je skvělé pro letecký a vojenský průmysl.
Pamatujte: Dobrý návrh desky plošných spojů a správné rozvržení desky plošných spojů pomáhají prodloužit životnost a lépe fungovat.
Výběr správného typu desky plošných spojů
Faktory výběru
Při výběru desky plošných spojů byste měli zvážit několik klíčových věcí. Tyto volby mohou ovlivnit fungování vašeho projektu a jeho cenu. Zde jsou hlavní věci, na které se zaměřit: 1. Velikost a tvarVelké nebo podivně tvarované desky potřebují více materiálu a jejich výroba trvá déle. 2. KomplexitaDesky s více vrstvami nebo speciálními prvky, jako je HDI, se hůře navrhují a stojí více. 3. Typ deskyMusíte si vybrat, zda pro svůj projekt chcete pevné, flexibilní nebo pevně-flexibilní desky. 4. MateriálZákladní materiál ovlivňuje, jak deska zvládá teplo, jak je pevná a kolik stojí. FR-4 se používá hodně, ale některé práce vyžadují jiné materiály. 5. Počet vrstevVíce vrstev pomáhá se složitějšími obvody, ale také je dražší a trvá déle. 6. Tloušťka mědiSilnější měď umožňuje větší tok energie, ale je dražší. 7. povrchová úpravaRůzné povrchové úpravy chrání desku a ovlivňují její cenu. 8. Šířka stopyŠirší vodiče vedou větší proud, ale spotřebovávají více mědi. 9. Dodací lhůtaPokud potřebujete desku rychle, bude vás to stát víc. 10. Vlastní funkceSpeciální otvory, tvary nebo povlaky desku činí složitější. Musíte tyto věci vyvážit s tím, co potřebujete z hlediska výkonu, spolehlivosti a rozpočtu.
Přehled tříd IPC
Kurzy IPC vám pomohou vybrat správnou kvalitu pro váš návrh desky plošných spojů. Tyto kurzy stanoví pravidla pro výrobu a testování desek plošných spojů. Zde je stručný průvodce: | Třída IPC | Životní cyklus | Úroveň kvality | Popis | Typické použití | |———–|————––|——————|——————————————————|———————————| | Třída 1 | Krátká | Základní | Pro jednoduchou elektroniku s krátkou životností | Hračky, dálkové ovladače | | Třída 2 | Dlouhá | Dobrá | Pro produkty vyžadující stabilní a spolehlivý provoz | Notebooky, chytrá zařízení | | Třída 3 | Velmi dlouhá | Odolná proti selhání | Pro kritické systémy, kde není selhání povoleno | Lékařství, letecký průmysl, armáda | Měli byste zvolit třídu IPC, která odpovídá riziku vašeho produktu a jeho požadované spolehlivosti. Například třídu 3 použijte pro lékařství nebo letecký průmysl a třídu 1 pro hračky.
Praktické tipy
Běžným chybám a vylepšení návrhu desky plošných spojů můžete předejít dodržováním těchto tipů: – Vždy zkontrolujte, kam umisťujete součástky a jak blízko jsou, pomocí 3D modelů. – Umístěte oddělovací kondenzátory poblíž napájecích pinů, abyste snížili šum. – Udržujte analogové a digitální obvody od sebe, aby se navzájem nerušily. – Použijte správnou šířku vodivých linek pro množství proudu, které váš obvod potřebuje. – Snažte se nepoužívat příliš mnoho propojovacích otvorů u rychlých signálů, aby byly silné. – Před odesláním souborů k výrobě desky plošných spojů proveďte kontrolu podle návrhových pravidel. – Ujistěte se, že je vaše dokumentace jasná a úplná, aby byla montáž snadná. – Otestujte své prototypy v reálných situacích, abyste včas odhalili problémy.
Tip: Vždy aktualizujte svůj kusovník a zkontrolujte, zda nejsou některé díly skladem. To vám pomůže vyhnout se zpožděním ve výrobě desek plošných spojů.
Pokud budete postupovat podle těchto kroků, můžete vytvořit návrh desky plošných spojů, který bude fungovat dobře a splní cíle vašeho projektu.
Můžete si vybrat z mnoha typů desek plošných spojů. Každý z nich má speciální vlastnosti a použití. Níže uvedená tabulka ukazuje, jak se liší:
Typ desky plošných spojů | Klíčové vlastnosti a rozdíly | Typické aplikace |
|---|---|---|
Jedna vrstva | Jednoduché, levné, snadno se staví | Kalkulačky, fotoaparáty, rádia |
Dvojitá vrstva | Více dílů, obě strany použité | Napájecí zdroje, LED osvětlení |
Vícevrstvý | Malý, pasuje na mnoho obvodů | Lékařské, GPS, ukládání dat |
Tuhý | Tvrdý, plochý, neohýbá se | Základní desky, pevná zařízení |
Pružný | Ohýbá se, hodí se do malých prostor, stojí více | Nositelná elektronika, kompaktní elektronika |
Tuhý flex | Kombinace tuhosti a flexibility pro složité návrhy | Letectví a kosmonautika, moderní vybavení |
Výběr správného typu desky plošných spojů šetří peníze a vylepšuje fungování vašeho projektu. Ne každá firma dokáže vyrobit všechny typy, proto si ověřte, zda má potřebné dovednosti a certifikáty.
Rychlý kontrolní seznam pro výběr desky plošných spojů:
Vyberte nejlepší materiál a tloušťku mědi.
Vyberte povrchovou úpravu a pájecí masku.
Stanovte si limity a zkontrolujte si soubory.
Vytvořte výkresy a kusovník pro montáž.
Pokud si nejste jisti, požádejte o pomoc odborníky na desky plošných spojů. Znají pravidla, pomáhají s výběrem dobrých materiálů a testují kvalitu. Díky tomu bude váš projekt bezpečný a bude dobře fungovat.
Nejčastější dotazy
Jaký je nejběžnější materiál pro desky plošných spojů?
Nejběžnějším materiálem je FR-4. Používá sklolaminát a epoxid. FR-4 poskytuje dobrou pevnost a izolaci. Můžete jej použít pro většinu elektroniky.
Lze použít flexibilní desky plošných spojů (PCB) ve vysokoteplotním prostředí?
Flexibilní desky plošných spojů (PCB) snesou určité teplo, ale měli byste zkontrolovat odolnost materiálu. Pro velmi vysoké teploty můžete potřebovat speciální polyimidové nebo keramické desky.
Jak si vybrat správný typ desky plošných spojů pro váš projekt?
Začněte tím, že si sepíšete své potřeby. Zamyslete se nad velikostí, flexibilitou, teplem a cenou. K porovnání možností můžete použít tabulku. Pokud si nejste jisti, zeptejte se odborníků.
Tip: Typ desky plošných spojů vždy přizpůsobte prostředí a požadavkům na výkon vašeho zařízení.
Jaká je hlavní výhoda desek plošných spojů HDI?
Desky plošných spojů HDI vám umožňují umístit více součástek do malého prostoru. Získáte lepší výkon a menší zařízení. Desky HDI vidíte v chytrých telefonech a tabletech.
