Οδηγός επιλογής υλικού PCB

Το πιο σημαντικό μέρος των ηλεκτρονικών είναι η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Εναλλακτικά, το ακρωνύμιο έχει επίσης ονομαστεί τυπωμένες πλακέτες καλωδίωσης και τυπωμένες κάρτες καλωδίωσης, που ουσιαστικά είναι το ίδιο πράγμα. Λόγω του κρίσιμου ρόλου αυτών των πλακετών σε όλα, από τους υπολογιστές μέχρι τις αριθμομηχανές, η επιλογή υλικού πλακέτας PCB θα πρέπει να γίνεται με προσοχή και γνώση των ηλεκτρικών αναγκών ενός δεδομένου εξοπλισμού.

Πριν από την ανάπτυξη των PCB, τα υλικά των πλακετών κυκλωμάτων καλύπτονταν ως επί το πλείστον από φωλιές από μπλεγμένα, επικαλυπτόμενα καλώδια που μπορούσαν εύκολα να παρουσιάσουν βλάβη σε ορισμένα σημεία. Μπορούσαν επίσης να βραχυκυκλωθούν όταν η ηλικία επηρέαζε την κατάσταση και ορισμένα καλώδια άρχιζαν να ραγίζουν. Όπως ήταν αναμενόμενο, η χειροκίνητη διαδικασία που ακολουθούσε η καλωδίωση αυτών των πρώιμων πλακετών ήταν περίπλοκη και επίπονη.

Καθώς μια αυξανόμενη ποικιλία καθημερινών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων άρχισε να βασίζεται σε πλακέτες κυκλωμάτων, ξεκίνησε ένας αγώνας δρόμου για την ανάπτυξη απλούστερων, πιο συμπαγών εναλλακτικών λύσεων, και αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη του υλικού, PCB. Με τα υλικά PCB, τα κυκλώματα μπορούν να δρομολογηθούν μεταξύ μιας πληθώρας διαφορετικών εξαρτημάτων. Το μέταλλο που διευκολύνει τη μεταφορά ρεύματος μεταξύ της πλακέτας και οποιωνδήποτε συνδεδεμένων εξαρτημάτων είναι γνωστό ως συγκόλληση, η οποία εξυπηρετεί επίσης διπλό σκοπό με τις συγκολλητικές της ιδιότητες.

Σύνθεση υλικού PCB

Η σύνθεση ενός PCB αποτελείται γενικά από τέσσερα στρώματα, τα οποία είναι θερμικά ελασματοποιημένα μεταξύ τους σε ένα μόνο στρώμα. Το υλικό που χρησιμοποιείται στο PCB περιλαμβάνει τα ακόλουθα στρώματα από πάνω προς τα κάτω:

• Μεταξοτυπία

• Μάσκα συγκόλλησης

• Χαλκός

• Υπόστρωμα

Το τελευταίο από αυτά τα στρώματα, το υπόστρωμα, είναι κατασκευασμένο από υαλοβάμβακα και είναι επίσης γνωστό ως FR4, με τα γράμματα FR να αντιπροσωπεύουν το «fire retardant». Αυτό το στρώμα υποστρώματος παρέχει μια σταθερή βάση για τα PCB, αν και το πάχος μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τις χρήσεις μιας δεδομένης πλακέτας.

Στην αγορά υπάρχει επίσης μια φθηνότερη γκάμα πλακετών που δεν χρησιμοποιούν τα ίδια προαναφερθέντα υλικά PCB, αλλά αποτελούνται από φαινολικά ή εποξειδικά υλικά. Λόγω της θερμικής ευαισθησίας αυτών των πλακετών, τείνουν να χάνουν εύκολα την πλαστικοποίησή τους. Αυτές οι φθηνότερες πλακέτες είναι συχνά εύκολο να αναγνωριστούν από την οσμή που αναδίδουν κατά την συγκόλληση.

Το δεύτερο στρώμα μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι χαλκός, ο οποίος είναι ελασματοποιημένος στο υπόστρωμα με ένα μείγμα θερμότητας και κόλλας. Το στρώμα χαλκού είναι λεπτό και σε ορισμένες πλακέτες υπάρχουν δύο τέτοια στρώματα - ένα πάνω και ένα κάτω από το υπόστρωμα. Τα PCB με μόνο ένα στρώμα χαλκού τείνουν να χρησιμοποιούνται για φθηνότερες ηλεκτρονικές συσκευές.

Το μαζικά χρησιμοποιούμενο πολυστρωματικό υλικό με επικάλυψη χαλκού (CCL) μπορεί να ταξινομηθεί σε διαφορετικές κατηγορίες σύμφωνα με διαφορετικά πρότυπα ταξινόμησης, όπως το ενισχυτικό υλικό, η χρησιμοποιούμενη ρητινώδης κόλλα, η ευφλεκτότητα και η απόδοση CCL.

Πάνω από την πράσινη μάσκα συγκόλλησης βρίσκεται το στρώμα μεταξοτυπίας, το οποίο προσθέτει γράμματα και αριθμητικούς δείκτες που καθιστούν μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αναγνώσιμη από τους τεχνικούς προγραμματιστές. Αυτό, με τη σειρά του, διευκολύνει τους συναρμολογητές ηλεκτρονικών να τοποθετούν κάθε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος στη σωστή θέση και προς τη σωστή κατεύθυνση σε κάθε εξάρτημα. Το στρώμα μεταξοτυπίας είναι συνήθως λευκό, αν και μερικές φορές χρησιμοποιούνται και χρώματα όπως κόκκινο, κίτρινο, γκρι και μαύρο.

Τεχνικοί Όροι Στρώματος PCB

Μαζί με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τοποθετείται σε στρώσεις η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε τους ακόλουθους τεχνικούς όρους που συνοδεύουν τη χρήση των PCB:

• Δακτύλιος δακτυλίου. Ο χάλκινος δακτύλιος που περιβάλλει τις οπές σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

• DRC. Ακρωνύμιο για το design rule check (έλεγχος κανόνων σχεδιασμού). Ουσιαστικά, το DRC είναι μια πρακτική κατά την οποία ελέγχεται η λειτουργικότητά του σχεδιασμού μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Οι λεπτομέρειες που ελέγχονται περιλαμβάνουν το πλάτος των ιχνών και των οπών διάτρησης.

• Χτύπημα τρυπανιού. Χρησιμοποιείται για να περιγράψει όλες τις τρύπες σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), είτε είναι σωστές είτε όχι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια τρύπα μπορεί να είναι ελαφρώς λανθασμένη λόγω του αμβλύ εξοπλισμού τρυπανιού που χρησιμοποιείται κατά την παραγωγή.

• Δάχτυλο. Μέταλλο εκτεθειμένο κατά μήκος της άκρης της πλακέτας που χρησιμεύει ως σημεία σύνδεσης μεταξύ δύο πλακετών τυπωμένου κυκλώματος. Τα δάχτυλα βρίσκονται συχνότερα σε παλιά βιντεοπαιχνίδια και κάρτες μνήμης.

• Κομμάτια ποντικιού. Ένα τμήμα της πλακέτας που έχει τρυπηθεί υπερβολικά σε σημείο που απειλεί τη δομική ακεραιότητα μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

• Επίθεμα. Μια περιοχή εκτεθειμένου μετάλλου σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), στην οποία εφαρμόζεται γενικά ένα συγκολλημένο κομμάτι.

• Πίνακας. Μια μεγάλη πλακέτα κυκλώματος που αποτελείται από μικρότερες πλακέτες, οι οποίες τελικά διαχωρίζονται για ατομική χρήση. Ο λόγος για αυτήν την πρακτική είναι η εξάλειψη της δυσκολίας που αντιμετωπίζουν οι χειριστές όταν πρόκειται να χειριστούν μικρότερες πλακέτες.

• Στένσιλ με κόλλα. Ένα μεταλλικό στένσιλ σε μια σανίδα, πάνω στην οποία τοποθετείται κόλλα για κόλληση.

• Επίπεδο. Ένα μεγαλύτερο τμήμα εκτεθειμένου χαλκού σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), το οποίο σημειώνεται με περιγράμματα αλλά δεν έχει διαδρομή.

• Επιμεταλλωμένη διαμπερής οπή. Μια οπή που διέρχεται κατευθείαν από μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), συνήθως για τη σύνδεση ενός άλλου εξαρτήματος. Η οπή είναι επιμεταλλωμένη και συνήθως διαθέτει δακτυλιοειδή δακτύλιο.

• Υποδοχή. Οποιαδήποτε οπή που δεν είναι κυκλική. Οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος με υποδοχές έχουν συχνά υψηλή τιμή λόγω του κόστους παραγωγής για τη δημιουργία οπών περίεργου σχήματος σε μια πλακέτα κυκλώματος. Οι υποδοχές συνήθως δεν είναι επιμεταλλωμένες.

• Επιφανειακή τοποθέτηση. Μια μέθοδος κατά την οποία τα εξωτερικά εξαρτήματα τοποθετούνται απευθείας στην πλακέτα χωρίς τη χρήση διαμπερών οπών.

• Ίχνος. Μια συνεχής γραμμή χαλκού κατά μήκος μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

• V-score. Ένα σημείο όπου η πλακέτα έχει κοπεί εν μέρει. Αυτό μπορεί να καταστήσει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ευάλωτη σε σπάσιμο.

• Οπή. Μια οπή μέσω της οποίας τα σήματα ταξιδεύουν μεταξύ των στρωμάτων. Οι οπές διαφυγής διακρίνονται σε εκδόσεις με και χωρίς τέντα. Οι εκδόσεις με τέντα καλύπτονται με προστατευτική μάσκα συγκόλλησης, ενώ οι οπές διαφυγής χωρίς τέντα χρησιμοποιούνται για συνδέσεις συνδετήρων.

Ο αριθμός που προηγείται μιας στρώσης αναφέρεται στον ακριβή αριθμό των αγώγιμων στρώσεων, είτε πρόκειται για στρώση δρομολόγησης είτε για επίπεδη στρώση — οι δύο τύποι στρώσεων. Οι στρώσεις τείνουν να έχουν τον αριθμό 1 ή οποιονδήποτε από τους τέσσερις επόμενους ζυγούς αριθμούς: 2, 4, 6, 8. Οι πλακέτες στρώσεων έχουν μερικές φορές μονούς αριθμούς, αλλά αυτοί είναι σπάνιοι και δεν θα έκαναν σχεδόν καμία διαφορά. Για παράδειγμα, το υλικό PCB σε μια πλακέτα 5 ή 6 στρώσεων θα ήταν σχεδόν πανομοιότυπο.

Οι δύο τύποι στρώσεων έχουν διαφορετικές λειτουργίες. Τα επίπεδα δρομολόγησης διαθέτουν ράγες. Τα επίπεδα στρώματα χρησιμεύουν ως σύνδεσμοι τροφοδοσίας και διαθέτουν επίπεδα χαλκού. Τα επίπεδα στρώματα διαθέτουν επίσης νησίδες που καθορίζουν τον σκοπό σηματοδότησης μιας πλακέτας, είτε πρόκειται για 3.3 V είτε για 5 V.

Το FR4 είναι η κωδική ονομασία για τα φύλλα εποξειδικής ρητίνης ενισχυμένα με υαλοβάμβακα. Λόγω της αντοχής του, καθώς και της ικανότητάς του να αντέχει στην υγρασία και τη φωτιά, το FR4 είναι ένα από τα πιο δημοφιλή υλικά PCB.

Πρόσθετες σκέψεις σχεδιασμού PCB

Ένα νούμερο όπως 1.6 mm χρησιμοποιείται για να υποδείξει το πάχος μιας πλακέτας στρώσεων. Στις πλακέτες 4 στρώσεων, το 1.6 mm είναι το τυπικό μέτρο. Το πάχος είναι κάτι που πρέπει να προσέξετε όταν επιλέγετε πλακέτες για μια συσκευή. Οι πλακέτες με μεγαλύτερο πάχος, για παράδειγμα, θα προσφέρουν μεγαλύτερη στήριξη όταν χρειάζεται να υποστηριχθούν βαριά συνδετικά αντικείμενα.

Το τυπικό επίπεδο πάχους χαλκού σε επίπεδες στρώσεις είναι 35 μικρά. Εναλλακτικά, το πάχος του χαλκού μερικές φορές υποδεικνύεται σε ουγγιές ή γραμμάρια. Είναι καλύτερο να επιλέξετε υψηλότερο από το κανονικό πάχος χαλκού σε σανίδες που υποστηρίζουν πολλές εφαρμογές.

Οι τροχιές δεν προορίζονται για τη μεταφορά ισχύος, αλλά αυτό μπορεί μερικές φορές να συμβεί όταν τα σήματα δεν χειρίζονται σωστά τις συχνότητες. Εάν το πρόβλημα δεν τεθεί υπό έλεγχο, οι τροχιές θα μπορούσαν να καταλήξουν να χάνουν σημαντικές ποσότητες ισχύος. Για να μετακινηθεί όσο το δυνατόν περισσότερη ισχύς από τη μία πλευρά μιας τροχιάς στην άλλη, η διάταξη της τροχιάς πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις εξισώσεις μετάδοσης.

Γενικά, δύο ίντσες είναι η σωστή απόσταση τροχιάς σε πλακέτες στρώσεων που αποτελούνται από υλικό PCB FR4 με χάλκινη ιχνηλάτηση, υπό την προϋπόθεση ότι ο χρόνος σήματος είναι ένα νανοδευτερόλεπτο. Ωστόσο, πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη τις επιπτώσεις της γραμμής μετάδοσης για μεγάλα μήκη τροχιάς, ειδικά εάν η ακεραιότητα του σήματος είναι κρίσιμη. Το Διαδίκτυο είναι γεμάτο προγράμματα και υπολογιστικά φύλλα που έχουν σχεδιαστεί για να βοηθούν τους ανθρώπους να κάνουν σωστούς υπολογισμούς σύνθετης αντίστασης για συγκεκριμένες πλακέτες στρώσεων.

Στις περισσότερες πλακέτες, οι οπές διέλευσης είναι άδειες και συνήθως μπορείτε να δείτε μέσα από αυτές. Παρ 'όλα αυτά, υπάρχουν διάφορες περιπτώσεις υπό τις οποίες μπορούν να γεμιστούν οι οπές διέλευσης. Αρχικά, είναι απαραίτητο να γεμιστούν οι οπές διέλευσης για να σχηματιστούν προστατευτικά φράγματα από σκόνη και άλλες ακαθαρσίες. Δεύτερον, οι οπές διέλευσης μπορούν να γεμιστούν για να αυξηθεί η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος, οπότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν αγώγιμα υλικά. Ένας άλλος λόγος για τον οποίο μπορούν να γεμιστούν οι οπές διέλευσης είναι για την ισοπέδωση μιας πλακέτας.

Οι οπές διέλευσης συνήθως γεμίζονται με κομμάτια σφαιρικής διάταξης πλέγματος (BGA). Εάν υπάρξει επαφή μεταξύ μιας ακίδας BGA και ενός εσωτερικού στρώματος, η συγκόλληση μπορεί να γλιστρήσει μέσα από τη διέλευση και να εισέλθει σε ένα διαφορετικό στρώμα. Επομένως, οι οπές διέλευσης γεμίζονται για να διασφαλιστεί ότι η συγκόλληση δεν θα διαρρεύσει σε άλλο στρώμα και ότι η ακεραιότητα των επαφών διατηρείται όπως προβλέπεται.

Ένα από τα πιο ενοχλητικά περιστατικά σε μια πλακέτα layer είναι όταν μια επαφή σπάει και βγαίνει σε κάποιο σημείο κατά μήκος της πλακέτας. Όσο περισσότερο συμβαίνει αυτό, τόσο πιο γρήγορα αυτό το μέρος της πλακέτας είναι πιθανό να χαλάσει εντελώς. Ο μέσος χρήστης οικιακών ηλεκτρονικών θα αντιμετωπίσει αυτό το πρόβλημα όταν ένα από τα κουμπιά μιας αριθμομηχανής σταματήσει να λειτουργεί. Κάθε κουμπί πιέζει ένα συγκεκριμένο μέρος μιας πλακέτας layer και όταν ένα σημείο παρουσιάσει πρόβλημα, το κουμπί που σχετίζεται με αυτό το σημείο δεν μπορεί να στείλει το σήμα του.

Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο μπορούν να σβηστούν οι επαφές σε ορισμένα σημεία είναι όταν τοποθετηθεί μια δευτερεύουσα υποδοχή κάρτας σε μια μητρική πλακέτα. Εάν η κάρτα δεν χειρίζεται σωστά, ένα από τα σημεία κατά μήκος της μπορεί να καταστραφεί και να μην λειτουργήσει πλέον. Ο καλύτερος τρόπος για να προστατεύσετε τις επιφάνειες της πλακέτας που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους είναι με τη χρήση ενός στρώματος χρυσού, το οποίο χρησιμεύει ως φράγμα που ενισχύει τη ζωή. Ο χρυσός μπορεί να είναι ακριβός, ωστόσο, και η χρήση του στις γλωττίδες προσθέτει ένα ακόμη βήμα στη διαδικασία κατασκευής των PCB.

Μάσκα συγκόλλησης PCB

Το χρώμα με το οποίο είναι εξοικειωμένοι οι περισσότεροι όσον αφορά τις μητρικές πλακέτες είναι το πράσινο, το χρώμα της μάσκας συγκόλλησης. Αν και όχι τόσο συνηθισμένο, το soldermask εμφανίζεται μερικές φορές και σε άλλα χρώματα, όπως κόκκινο ή μπλε. Το Soldermask είναι επίσης γνωστό με το ακρωνύμιο LPISM, το οποίο σημαίνει υγρό φωτογραφικό soldermask. Ο σκοπός του soldermask είναι να αποτρέψει τη διαρροή υγρού κολλήματος. Τα τελευταία χρόνια, τα περιστατικά αυτού του είδους έχουν γίνει πιο συνηθισμένα λόγω της έλλειψης μάσκας συγκόλλησης. Ωστόσο, σύμφωνα με τις περισσότερες αναφορές, οι χρήστες γενικά προτιμούν τις πλακέτες που έχουν μάσκα συγκόλλησης από τις πλακέτες που δεν έχουν.

Μόλις εφαρμοστεί η μάσκα συγκόλλησης στο PCB, το PCB υποβάλλεται σε λιωμένο συγκολλητικό. Καθώς συμβαίνει αυτή η διαδικασία, οι εκτεθειμένες επιφάνειες του χαλκού συγκολλούνται. Αυτό αποτελεί μέρος μιας διαδικασίας γνωστής ως ισοπέδωση συγκόλλησης με θερμό αέρα (HASL). Καθώς τα τσιπ SMD συγκολλούνται, η πλακέτα θερμαίνεται μέχρι το σημείο όπου το συγκολλητικό υλικό παίρνει τηγμένη μορφή και τα εξαρτήματα τοποθετούνται στη σωστή τους θέση. Καθώς το συγκολλητικό υλικό στεγνώνει, τα εξαρτήματα συγκολλούνται επίσης. Το HASL συνήθως περιλαμβάνει μόλυβδο ως μία από τις ενώσεις στο συγκολλητικό υλικό, αν και υπάρχουν και επιλογές χωρίς μόλυβδο.

Η απόσταση του πλάτους των γραμμών υποδεικνύεται με μια παύλα. Για παράδειγμα, όταν βλέπετε τον αριθμό 6/6 mils, αυτό θα καθόριζε τα 6 mils ως το ελάχιστο πλάτος γραμμών, καθώς και την ελάχιστη απόσταση μεταξύ των γραμμών. Επομένως, όλες οι αποστάσεις στην εν λόγω πλακέτα θα πρέπει είτε να ισούνται είτε να υπερβαίνουν τα 6 mils. Για όσους δεν είναι εξοικειωμένοι, οι μονάδες mils χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των αποστάσεων στα υλικά των PCB. Το πλάτος και η απόσταση είναι ιδιαίτερα σημαντικά όταν πρόκειται για πλακέτες που έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται υψηλές ποσότητες ρεύματος.

Όταν μια πλακέτα PCB είναι πολυστρωματική, διάφορες γραμμές δεν μπορούν να εξεταστούν οπτικά για την προσβασιμότητά τους. Επομένως, εκτελείται μια δοκιμή που τοποθετεί αισθητήρες στο άκρο των γραμμών για να επαληθευτεί ότι όλα τα σήματα είναι προσβάσιμα. Η δοκιμή πραγματοποιείται με εφαρμογές βολτ από το ένα άκρο. Εάν αυτές οι τάσεις ανιχνευθούν από την άλλη πλευρά, οι γραμμές θεωρούνται ότι είναι σε λειτουργική κατάσταση. Ενώ η δοκιμή δεν είναι πάντα απαραίτητη σε πλακέτες με μόνο μία ή δύο στρώσεις, εξακολουθεί να συνιστάται αν ενδιαφέρεστε πραγματικά για την ποιότητα.

Οι οπές διέλευσης που συνδέουν τα εσωτερικά και τα εξωτερικά στρώματα είναι γνωστές ως τυφλές οπές διέλευσης. Το όνομα οφείλεται στο γεγονός ότι τέτοιες οπές διέλευσης μπορούν να εντοπιστούν μόνο από τη μία πλευρά. Οι οπές διέλευσης που συνδέουν δύο ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα είναι γνωστές ως θαμμένες οπές διέλευσης, οι οποίες δεν μπορούν να εντοπιστούν από έξω σε καμία πλευρά. Σε σανίδες που περιέχουν τυφλές και θαμμένες οπές διέλευσης, χρησιμοποιείται συχνά πλήρωση οπών διέλευσης. Αυτό διατηρεί την εξωτερική επιφάνεια πιο ασφαλή και βοηθά στη μείωση της πιθανότητας ολίσθησης και διείσδυσης της συγκόλλησης στις εσωτερικές οπές διέλευσης.

Επιλογές υλικών που επηρεάζουν το κόστος

Τα PCB συνήθως κοστίζουν περισσότερο όταν περιέχουν χαρακτηριστικά όπως χρυσές γλωττίδες, τυφλές ή θαμμένες οπές διέλευσης ή γέμιση οπών διέλευσης. Ομοίως, τα PCB με απόσταση γραμμής/πλάτους κάτω από 6 mils τείνουν επίσης να κοστίζουν περισσότερο. Ο λόγος για αυτές τις υψηλότερες τιμές είναι η εναλλακτική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ασυνήθιστων πλακετών PCB. Ομοίως, ορισμένες παραγωγές PCB αποδεικνύονται όχι τόσο κερδοφόρες ή επιτυχημένες όταν υπάρχουν χαμηλές οπές διέλευσης ή εσωτερικές οπές διέλευσης, και η υψηλότερη τιμή έχει ως στόχο να ανακτήσει τις απώλειες. Υπάρχουν κατασκευαστές που παράγουν PCB με μετρήσεις γραμμής/πλάτους έως και 3 mils, αλλά αυτό γενικά δεν συνιστάται εκτός εάν είναι η μόνη σας επιλογή για ένα συγκεκριμένο εξάρτημα.

Επιπτώσεις ισχύος και θερμότητας στην επιλογή υλικού PCB

Από όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν τα PCB, δύο από τους πιο έντονους είναι η ισχύς και η θερμότητα. Επομένως, είναι σημαντικό να προσδιοριστούν τα όρια για τον καθένα, κάτι που μπορεί να γίνει αξιολογώντας τη θερμική αγωγιμότητα ενός PCB. Αυτό καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο η ισχύς σε βατ μετατρέπεται σε θερμοκρασία κατά μήκος του υλικού. Ωστόσο, δεν υπάρχουν καθιερωμένες τιμές για τη θερμική αγωγιμότητα σε ολόκληρο τον κλάδο.

Για παράδειγμα, η Rogers Corp. διαθέτει ένα υλικό PCB, το RT/duroid 5880, το οποίο εφαρμόζεται συχνά σε Ηλεκτρονικά Είδη και επικοινωνίες. Η διηλεκτρική σταθερά αυτού του υλικού είναι χαμηλή, καθώς είναι ένα σύνθετο υλικό που περιέχει μικροϊνώδη γυάλινα στοιχεία. Αυτές οι μικροΐνες εξυπηρετούν τον σκοπό της ενίσχυσης της αντοχής της ίνας στο υλικό.

Λόγω αυτής της χαμηλής διηλεκτρικής σταθεράς, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι ιδανική για εφαρμογές που χρησιμοποιούν υψηλές συχνότητες. Ωστόσο, λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας του υλικού, μπορεί εύκολα να θερμανθεί, κάτι που μπορεί να αποτελέσει τεράστιο μειονέκτημα σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή θερμότητα.

Υλικά PCB και Βιομηχανικές Εφαρμογές

Για εφαρμογές στις στρατιωτικές και αεροδιαστημικές, αυτοκινητοβιομηχανικές και ιατρικές βιομηχανίες, τα PCB κατασκευάζονται σε μονής και διπλής όψης ποικιλίες, μερικές από τις οποίες είναι επικαλυμμένες με χαλκό και άλλες που χρησιμοποιούν αλουμίνιο. Σε κάθε μία από αυτές τις βιομηχανίες, το υλικό χρησιμοποιείται για μέγιστη απόδοση σε συγκεκριμένους τομείς. Ως εκ τούτου, τα υλικά PCB επιλέγονται λόγω της ελαφριάς τους ποιότητας σε ορισμένες βιομηχανίες ή για την ικανότητά τους να χειρίζονται υψηλές ποσότητες ισχύος σε άλλες. Ως εκ τούτου, όταν λαμβάνονται υπόψη οι ικανότητες απόδοσης, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί ποιες λειτουργίες πρέπει να συγκριθούν μεταξύ τους κατά την επιλογή υλικών PCB, καθώς τα επίπεδα υλικών συσχετίζονται με τα επίπεδα απόδοσης.

Εύκαμπτες και άκαμπτες σανίδες

Τα τελευταία χρόνια, οι εύκαμπτες και άκαμπτες πλακέτες έχουν αυξηθεί σε δημοτικότητα λόγω των επιλογών που προσφέρουν σε μια ποικιλία χρήσεων. Βασικά, μπορούν να λυγίσουν, να διπλωθούν, ακόμη και να τυλιχτούν γύρω από αντικείμενα, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίτευξη εφαρμογών που δεν θα ήταν ποτέ δυνατές με επίπεδες πλακέτες κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, μια εύκαμπτη πλακέτα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ένα κομμάτι εξοπλισμού που θα απαιτούσε μια πλακέτα να διπλώνεται υπό γωνία και να μεταφέρει ρεύμα από το ένα άκρο στο άλλο χωρίς την ανάγκη σύνδεσης πάνελ.

Η πλειονότητα των εύκαμπτων πλακετών στην αγορά αποτελείται από Kapton, μια μεμβράνη πολυϊμιδίου που δημιουργήθηκε από την DuPont Corporation. Η μεμβράνη διαθέτει ιδιότητες όπως αντοχή στη θερμότητα, διαστατική συνοχή και διηλεκτρική σταθερά μόλις 3.6.

Το Kapton διατίθεται σε τρεις εκδόσεις Pyralux:

• Επιβραδυντικό φλόγας (FR)

• Μη επιβραδυντικό φλόγας (NFR)

• Χωρίς κόλλα / υψηλής απόδοσης (AP)

Επιλογή Υλικών για Πλακέτες PCB – Πρώτα η Ποιότητα

Όσον αφορά την επιλογή υλικών για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, η ποιότητα είναι ύψιστης σημασίας στην κατασκευή οποιουδήποτε τύπου πλακέτας, είτε προορίζεται για οικιακές ηλεκτρονικές συσκευές είτε για βιομηχανικό εξοπλισμό. Ένα εξάρτημα που περιέχει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να είναι μεγάλο ή μικρό, φθηνό ή ακριβό, αλλά αυτό που έχει μεγαλύτερη σημασία είναι το εν λόγω στοιχείο να προσφέρει ανώτερη απόδοση για όλη τη διάρκεια της αναμενόμενης διάρκειας ζωής του.

Ενώ υπάρχουν διάφοροι τύποι υλικών PCB που χρησιμοποιούνται σε μια δεδομένη πλακέτα, η αξιοπιστία του προϊόντος είναι τελικά αυτό που αναζητούν οι καταναλωτές και οι επιχειρήσεις σε προϊόντα που χρησιμοποιούν πλακέτες κυκλωμάτων. Φυσικά, είναι επίσης σημαντικό τα υλικά της πλακέτας PCB να είναι αρκετά ανθεκτικά ώστε να συγκρατούνται μεταξύ τους, ακόμη και αν ένα εξάρτημα πέσει ή χτυπηθεί κατά λάθος στο πλάι.

Σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό, για παράδειγμα, οι ανθεκτικές πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) διασφαλίζουν ότι οι ενημερώσεις υλικού μπορούν να γίνουν χωρίς να προκληθεί ζημιά στα προϋπάρχοντα υλικά της πλακέτας PCB. Το ίδιο ισχύει και για τις ηλεκτρονικές συσκευές, τους φούρνους μικροκυμάτων και άλλες οικιακές συσκευές που βασίζονται στην τεχνολογία PCB για να παραμείνουν σε λειτουργική κατάσταση. Ακόμη και σε ηλεκτρονικές δημόσιες εγκαταστάσεις, όπως τα ΑΤΜ, οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος πρέπει να λειτουργούν χωρίς διακοπή, ώστε τα κουμπιά να λειτουργούν και οι εντολές να γίνονται κατανοητές χωρίς καθυστέρηση.

At Wonderful PCB, προσφέρουμε μια πλήρη γκάμα προμηθειών και υπηρεσιών συναρμολόγησης PCB. Χάρη στην άνω των 20 ετών επιχειρηματική μας εμπειρία και τις καινοτόμες τεχνολογίες μας, Wonderful PCB είναι ικανή να χειρίζεται διαφορετικά υλικά laminate και υλικά υποστρώματος, συμπεριλαμβανομένων των FR4, Rogers κ.λπ., τα οποία είναι τα πιο δημοφιλή και ευρέως εφαρμοσμένα. Οι υπηρεσίες μας έχουν χρησιμοποιηθεί από μηχανικούς σε όλους τους βιομηχανικούς τομείς, με μοναδικούς στόχους όσον αφορά τη λειτουργία και τη λειτουργικότητα των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούν PCB. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις υπηρεσίες μας, επισκεφθείτε τις σελίδες μας με την επισκόπηση και τις δυνατότητες συναρμολόγησης ή επικοινωνήστε μαζί μας για μια άμεση προσφορά σήμερα.