Gvidilo pri Selektado de PCB-Materialoj
La plej grava parto de elektroniko estas la presita cirkvitplato (PCB). Alternative, la akronimo ankaŭ klarigas presitajn cirkvitplatojn kaj presitajn cirkvitkartojn, kiuj estas esence la sama afero. Pro la decida rolo de ĉi tiuj platoj en ĉio, de komputiloj ĝis kalkuliloj, la elekto de materialoj por PCB-platoj devas esti farita kun zorgo kaj scio pri la elektraj bezonoj de difinita ekipaĵo.
Antaŭ la disvolviĝo de la PCB (cirkvitplato), la materialoj de cirkvitplatoj estis plejparte kovritaj de nestoj de interplektitaj, interkovrantaj dratoj, kiuj povus facile rompiĝi ĉe certaj krucvojoj. Ili ankaŭ povus kurtcirkviti post kiam la aĝo ekregis kaj certaj dratoj komencis fendiĝi. Kiel atendeble, la mana procezo, kiu implikiĝis en la kabligado de ĉi tiuj fruaj platoj, estis konfuza kaj detalema.
Ĉar kreskanta diverseco de ĉiutagaj elektronikaj komponantoj komencis dependi de cirkvitplatoj, komenciĝis la konkurso por disvolvi pli simplajn, pli kompaktajn alternativojn, kaj tio kondukis al la disvolviĝo de la materialo, PCB. Kun PCB-materialoj, cirkvitoj povas esti kondukitaj inter amaso da malsamaj komponantoj. La metalo, kiu faciligas la translokigon de kurento inter la plato kaj ajnaj alkroĉitaj komponantoj, estas konata kiel lutaĵo, kiu ankaŭ servas duoblan celon pro siaj alteniĝaj ecoj.
PCB-Materiala Komponado
La konsisto de PCB ĝenerale konsistas el kvar tavoloj, kiuj estas varme lamenigitaj kune en unu solan tavolon. La materialo uzata en PCB inkluzivas la jenajn tavolojn de supre ĝis sube:
• Silkscreen
• Soldermasko
• Kupro
• Substrato
La lasta el tiuj tavoloj, substrato, estas farita el vitrofibro kaj ankaŭ konatas kiel FR4, kie la FR-literoj signifas "fajrorezistaĵo". Ĉi tiu substrata tavolo provizas solidan fundamenton por PCB-oj, kvankam la dikeco povas varii laŭ la uzoj de difinita plato.
Ankaŭ pli malmultekosta gamo da platoj ekzistas sur la merkato, kiuj ne uzas la samajn supre menciitajn PCB-materialojn, sed anstataŭe konsistas el fenoloj aŭ epoksioj. Pro la termika sentemeco de ĉi tiuj platoj, ili emas facile perdi sian lameniĝon. Ĉi tiujn pli malmultekostajn platojn ofte facile identigeblas per la odoro, kiun ili eligas dum lutado.
La dua tavolo de cirkvitkarto estas kupro, kiu estas lamenigita sur la substraton per miksaĵo de varmo kaj gluo. La kuprotavolo estas maldika, kaj sur iuj platoj estas du tiaj tavoloj - unu super kaj unu sub la substrato. Cirkvitkartoj kun nur unu tavolo de kupro tendencas esti uzataj por pli malmultekostaj elektronikaj aparatoj.
La vaste uzata kupro-kovrita lamenaro (CCL) povas esti klasifikita en malsamajn kategoriojn laŭ malsamaj klasifiknormoj, inkluzive de plifortiga materialo, uzata rezina gluaĵo, flamiĝemo, kaj CCL-efikeco.
Super la verda lutaĵmasko estas la silkŝmirtavolo, kiu aldonas literojn kaj nombrajn indikilojn, kiuj igas la cirkvitan cirkvitan platon legebla por teknikaj programistoj. Tio siavice faciligas por elektronikaj asembleroj meti ĉiun cirkvitan platon en la ĝustan lokon kaj en la ĝusta direkto sur ĉiu komponanto. La silkŝmirtavolo estas kutime blanka, kvankam koloroj kiel ruĝa, flava, griza kaj nigra ankaŭ estas foje uzataj.
Teknikaj Terminoj pri PCB-Tavolo
Kune kun kompreno pri kiel la PCB estas tavoligita, gravas ankaŭ scii la jenajn teknikajn terminojn, kiuj akompanas la uzon de PCB-oj:
• Ringforma ringo. La kupra ringo kiu ĉirkaŭas la truojn sur cirkvitkarto.
• DRC. Akronimo por dezajnregulkontrolo. Esence, DRC estas praktiko per kiu la dezajno de PCB estas kontrolata pri ĝia funkcieco. Detaloj kiuj estas kontrolataj inkluzivas la larĝon de la spuroj kaj bortruoj.
• Borilfrapo. Uzata por priskribi ĉiujn truojn sur PCB, ĉu ĝustajn aŭ mislokigitajn. En iuj kazoj, truo povus esti iomete malĝusta pro malakra borekipaĵo uzata dum la produktado.
• Fingro. Metalo videbla laŭlonge de la rando de la plato, kiu servas kiel konektaj punktoj inter du cirkvitaj cirkvitoj. Fingroj plej ofte troviĝas sur malnovaj videoludoj kaj memorkartoj.
• Muspecoj. Sekcio de la plato, kiu estis tro borita ĝis la punkto, kie ĝi minacas la strukturan integrecon de PCB.
• Kuseneto. Areo de eksponita metalo sur cirkvitkarto, sur kiu oni ĝenerale aplikas lutitan pecon.
• Panelo. Granda cirkvitplato konsistanta el pli malgrandaj platoj, kiuj estas poste apartigitaj por individua uzo. La kialo de ĉi tiu praktiko estas forigi la malfacilaĵon, kiun spertas manipulantoj kiam temas pri pritraktado de pli malgrandaj platoj.
• Ŝablono por gluo. Metala ŝablono sur tabulo, sur kiu oni metas paston por lutado.
• Ebeno. Pli granda sekcio de eksponita kupro sur PCB, kiu estas markita per randoj sed al kiu mankas vojo.
• Tra-tegmentita truo. Truo kiu iras rekte tra cirkvitkarto, kutime por la celo konekti alian komponenton. La truo estas tegita kaj kutime havas ringoforman ringon.
• Fendeto. Ĉiu ajn truo, kiu ne estas cirkla. PCB-oj kun fendetoj ofte estas multekostaj pro la produktokostoj de kreado de strangformaj truoj sur cirkvitplato. Fendetoj tipe ne estas tegitaj.
• Surfaca muntado. Metodo per kiu eksteraj komponantoj estas muntitaj rekte al la plato sen la uzo de tratruoj.
• Spuro. Daŭra linio de kupro trans cirkvitan cirkviton.
• V-skrapo. Loko kie la plato estis parte tranĉita. Tio povas igi la cirkvitan platon vundebla al rompiĝo.
• Truo. Truo tra kiu signaloj vojaĝas inter tavoloj. Truoj videblas en tendumitaj kaj netendaj versioj. Tenditaj versioj estas kovritaj per protekta lutaĵomasko, dum la netendaj truoj estas uzataj por konektilaj alligoj.
La nombro, kiu antaŭas tavolon, rilatas al la preciza nombro da konduktaj tavoloj, ĉu temas pri vojiga aŭ ebena tavolo — la du tavolotipoj. Tavoloj emas havi la numeron 1, aŭ iun ajn el la sekvaj kvar paraj nombroj: 2, 4, 6, 8. Tavolplatoj kelkfoje havas neparajn nombrojn, sed ĉi tiuj estas maloftaj kaj apenaŭ farus diferencon. Ekzemple, la PCB-materialo en 5-tavola aŭ 6-tavola plato estus preskaŭ identa.
La du tavolo-tipoj havas malsamajn funkciojn. La tavoloj de vojigo havas trakojn. La ebenaj tavoloj servas kiel potencaj konektiloj kaj havas kuprajn ebenojn. La ebenaj tavoloj ankaŭ havas insulojn, kiuj difinas la signalan celon de plato, ĉu 3.3 V aŭ 5 V.
FR4 estas kodnomo por vitro-plifortigitaj epoksiaj lamenigitaj folioj. Pro sia forto, kaj ankaŭ sia kapablo elteni humidon kaj fajron, FR4 estas unu el la plej popularaj PCB-materialoj.
Pliaj Konsideroj pri PCB-Dezajno
Nombro kiel 1.6 mm estas uzata por indiki la dikecon de tavola plato. Ĉe 4-tavolaj platoj, 1.6 mm estas la norma mezuro. Dikeco estas io, kion oni devas atenti kiam oni elektas platojn por aparato. Platoj kun pli granda dikeco, ekzemple, ofertos pli da subteno kiam pezaj konektaj objektoj bezonas esti subtenataj.
La norma nivelo de kuprodikeco sur ebenaj tavoloj estas 35 mikrometroj. Alternative, kuprodikeco estas kelkfoje indikita en uncoj aŭ gramoj. Estas plej bone elekti pli altan ol normalan kuprodikecon sur platoj kiuj subtenas multajn aplikojn.
Trakoj ne celas transdoni potencon, sed tio povas kelkfoje okazi kiam signaloj ne ĝuste pritraktas frekvencojn. Se la problemo ne estas kontrolata, la trakoj povus fine perdi grandajn kvantojn da potenco. Por movi kiel eble plej multe da potenco de unu flanko de trako al la alia, la aranĝo de la trako devas konsideri transmisiajn ekvaciojn.
Ĝenerale, du coloj estas la ĝusta traka distanco sur tavolplatoj konsistantaj el kupro-spurita FR4 PCB-materialo, kondiĉe ke la signaltempo estas unu nanosekundo. Tamen, vi ankaŭ devas konsideri la efikojn de la transmisilinio por altaj trakaj longoj, precipe se signalintegreco estas decida. La Interreto estas plena de programoj kaj kalkultabeloj, kiuj estas desegnitaj por helpi homojn fari ĝustajn impedancajn kalkulojn por specifaj tavolplatoj.
Sur plej multaj platoj, truoj estas malplenaj, kaj oni kutime povas vidi tra ili. Tamen, ekzistas diversaj cirkonstancoj, sub kiuj truoj povas esti plenigitaj. Unue, necesas, ke la truoj estu plenigitaj por formi protektajn barojn kontraŭ polvo kaj aliaj malpuraĵoj. Due, truoj povus esti plenigitaj por pliigi la ŝarĝkapaciton de kurento, en kiu kazo konduktaj materialoj povus esti uzataj. Alia kialo, kial truoj povus esti plenigitaj, estas por ebenigi platon.
Truoj estas tipe plenigitaj per globkradaj aro (BGA) pecoj. Se kontakto okazas inter BGA-stifto kaj interna tavolo, lutaĵo povus gliti tra la truo kaj sur malsaman tavolon. Tial, la truoj estas plenigitaj por certigi, ke lutaĵo ne liku al alia tavolo, kaj la integreco de kontaktoj estas konservita kiel intencite.
Unu el la pli ĝenaj okazoj ĉe tavolplato estas kiam kontakto rompiĝas kaj rompiĝas je iu punkto laŭlonge de la plato. Ju pli ofte tio okazas, des pli frue tiu parto de la plato emas tute ĉesi funkcii. La averaĝa uzanto de hejmaj elektronikaĵoj spertos ĉi tiun problemon kiam unu el la butonoj sur kalkulilo ĉesas funkcii. Ĉiu butono premas specifan parton de tavolplato, kaj kiam unu punkto difektiĝas, la butono, kiu rilatas al tiu punkto, ne povas sendi sian signalon.
Alia maniero kiel kontaktoj povas esti elfrotitaj en certaj lokoj estas kiam dua kartfendo estas metita sur bazcirkviton. Se la karto estas malbone manipulata, unu el la punktoj laŭlonge de la karto povus esti difektita kaj ne plu funkcii. La plej bona maniero protekti la surfacojn de la plato, kiuj kontaktas unu la alian, estas per la uzo de ora tavolo, kiu servas kiel vivpliboniga bariero. Oro povas esti multekosta, tamen, kaj ĝia uzo en la langetoj aldonas plian paŝon en la procezo de fabrikado de PCB-oj.
PCB-lutmasko
La koloro, kiun plej multaj homoj konas rilate al bazcirkvitoj, estas verda, la koloro de lutaĵmasko. Kvankam ne tiel ofta, lutaĵmasko ankaŭ foje aperas en aliaj koloroj, kiel ruĝa aŭ blua. Lutaĵmasko ankaŭ estas konata per la akronimo LPISM, kiu signifas likva foto-bildigebla lutaĵmasko. La celo de lutaĵmasko estas malhelpi la elfluon de likva lutaĵo. En la lastaj jaroj, okazaĵoj de tio fariĝis pli oftaj pro manko de lutaĵmasko. Laŭ plej multaj raportoj, tamen, uzantoj ĝenerale preferas bazcirkvitojn, kiuj havas lutaĵmaskon, ol bazcirkvitojn, kiuj ne havas.
Post kiam la lutaĵomasko estas aplikita al la cirkvitkarto (PCB), la PCB estas submetita al fandita lutaĵo. Dum ĉi tiu procezo okazas, la nudaj surfacoj de kupro lutiĝas. Ĉio ĉi estas parto de procezo konata kiel varmaera lutaĵo-ebenigo (HASL). Dum la SMD-blatoj estas lutitaj, la plato estas varmigita ĝis la punkto kie lutaĵo alprenas fanditan formon kaj la komponantoj estas metitaj en sian ĝustan lokon. Dum la lutaĵo sekiĝas, la komponantoj ankaŭ lutiĝas. HASL kutime inkluzivas plumbon kiel unu el la kombinaĵoj en la lutaĵo, kvankam ankaŭ ekzistas senplumbaj opcioj.
La interspaco de la larĝo de la trakoj estas indikita per streketo. Ekzemple, kiam vi vidas la ciferon 6/6 miloj, tio specifus 6 milojn kiel la minimuman larĝon de la trakoj, same kiel la minimuman interspacon de la trakoj. Tial, ĉiuj interspacoj sur la koncerna plato devas aŭ atingi aŭ superi 6 milojn. Por tiuj, kiuj ne konas ĝin, miloj estas uzataj por determini distancojn sur PCB-materialoj. Larĝo kaj interspaco estas aparte gravaj kiam temas pri platoj, kiuj estas desegnitaj por pritrakti grandajn kvantojn da kurento.
Kiam PCB-plato estas plurtavola, diversaj trakoj ne povas esti vide ekzamenitaj por ilia alirebleco. Tial, testo estas farata, kiu metas sondilojn ĉe la finoj de la trakoj por kontroli ĉu ĉiuj signaloj estas atingeblaj. La testo estas farata per aplikoj de voltoj de unu fino. Se ĉi tiuj tensioj estas sentitaj de la alia flanko, la trakoj estas konsiderataj funkciaj. Kvankam la testo ne ĉiam estas esenca ĉe platoj kun nur unu aŭ du tavoloj, ĝi tamen estas rekomendinda se vi vere zorgas pri kvalito.
Truoj, kiuj konektas internajn kaj eksterajn tavolojn, estas konataj kiel blindaj truoj. La nomo devenas de la fakto, ke tiaj truoj povas esti viditaj nur de unu flanko. Truoj, kiuj konektas du aŭ pli internajn tavolojn, estas konataj kiel entombigitaj truoj, kiuj ne povas esti viditaj deekstere sur ambaŭ flankoj. Sur platoj, kiuj enhavas blindajn kaj entombigitajn truojn, ofte oni uzas truoplenigaĵon. Ĉi tio tenas la eksteran surfacon pli sekura kaj helpas redukti la eblecon, ke lutaĵo traglitus kaj penetrus la internajn truojn.
Materialaj Selektoj Afektantaj Koston
PCB tipe kostas pli kiam ĝi enhavas ecojn kiel orajn langetojn, blindajn aŭ entombigitajn truojn, aŭ trauplenigaĵon. Simile, PCB kun linio/larĝo-interspaco sub 6 miloj ankaŭ emas kosti pli. La kialo de ĉi tiuj pli altaj prezoj estas la alternativa procezo, kiu estas uzata en la produktado de nekutimaj PCB-platoj. Sammaniere, certaj PCB-produktadoj montriĝas ne tiel profitodonaj aŭ sukcesaj kiam ekzistas malaltaj miloj aŭ internaj truoj, kaj la pli alta prezo estas difinita por reakiri perdojn. Ekzistas fabrikantoj, kiuj produktas PCB-ojn kun linio/larĝo-mezuroj eĉ nur 3 miloj, sed tio ĝenerale ne estas rekomendinda krom se ĝi estas via sola eblo por specifa komponanto.
Efiko de Potenco kaj Varmo sur la Selektado de PCB-Materialoj
El ĉiuj faktoroj, kiuj influas PCB-ojn, du el la plej intensaj estas potenco kaj varmo. Tial, estas grave determini la sojlojn por ĉiu, kion oni povas fari per taksado de la varmokondukteco de PCB. Ĉi tio difinas kiel vata povumo transformiĝas en temperaturon laŭlonge de la materialo. Tamen, ne ekzistas establitaj tutindustriaj valoroj por varmokondukteco.
Ekzemple, Rogers Corp. vendas PCB-materialon, RT/duroid 5880, kiu ofte estas aplikata en elektrocentraloj kaj komunikadoj. La dielektrika konstanto de ĉi tiu materialo estas malalta, ĉar ĝi estas kompozita materialo kiu enhavas mikrofibrecajn vitroelementojn. Ĉi tiuj mikrofibroj servas la celon plifortigi la forton de la fibro en la materialo.
Pro tiu malalta dielektrika konstanto, la PCB estas ideala por aplikoj kiuj utiligas altajn frekvencojn. Tamen, pro la malalta varmokondukteco de la materialo, ĝi povas facile varmiĝi, kio povas esti grandega malavantaĝo en varmo-intensaj aplikoj.
PCB-Materialoj kaj Industriaj Aplikoj
Por aplikoj en la militistaro kaj la aerspaca, aŭtomobila kaj medicina industrioj, PCB-oj estas fabrikitaj en unu- kaj duflankaj variaĵoj, kelkaj el kiuj estas kuprokovritaj kaj aliaj uzas aluminion. En ĉiu el ĉi tiuj industrioj, la materialo estas uzata por maksimuma rendimento en specifaj areoj. Tial, PCB-materialoj estas elektitaj pro sia malpeza kvalito en certaj industrioj aŭ pro sia kapablo pritrakti grandajn kvantojn da energio en aliaj. Tial, kiam oni konsideras rendimentajn kapablojn, estas grave determini, kiujn funkciojn oni devas kompari unu kun la alia dum elektado de PCB-materialoj, ĉar materialaj niveloj korelacias kun rendimentaj niveloj.
Flekseblaj kaj Rigid-Flekseblaj Tabuloj
En la lastaj jaroj, flekseblaj kaj rigid-flekseblaj platoj kreskis en populareco pro la ebloj, kiujn ili permesas en diversaj uzoj. Baze, ili povas esti fleksitaj, falditaj kaj eĉ volvitaj ĉirkaŭ objektoj, do ili povas esti uzataj por atingi aplikojn, kiuj neniam estus eblaj per plataj cirkvitplatoj. Ekzemple, fleksebla plato povus esti uzata por ekipaĵo, kiu postulus, ke plato faldu laŭ angulo kaj tamen portu kurenton de unu fino al la alia sen la bezono de konektaj paneloj.
La plimulto de flekseblaj tabuloj sur la merkato konsistas el Kapton, poliimida filmo, kiu estis kreita de la DuPont-Korporacio. La filmo fanfaronas pri kvalitoj kiel varmorezisto, dimensia konsistenco kaj dielektrika konstanto de nur 3.6.
Kapton haveblas en tri Pyralux-versioj:
• Kontraŭflama (FR)
• Ne-flamorezista (NFR)
• Senglua / alta efikeco (AP)
Elektado de Materialoj por PCB-Tabulo - Kvalito Unue
Kiam temas pri elektado de materialoj por presita cirkvitplato, kvalito estas plej grava en la konstruado de iu ajn tipo de plato, ĉu ĝi estas destinita por hejma elektroniko aŭ industria ekipaĵo. Komponanto, kiu enhavas presitan cirkvitplaton, povas esti granda aŭ malgranda, malmultekosta aŭ multekosta, sed plej gravas, ke la koncerna objekto ofertas superan rendimenton dum la tuta daŭro de sia atendata vivdaŭro.
Kvankam ekzistas pluraj specoj de PCB-materialoj, kiuj estas uzataj en difinita plato, la fidindeco de la produkto estas finfine tio, kion konsumantoj kaj entreprenoj serĉas en produktoj, kiuj uzas cirkvitplatenojn. Kompreneble, estas ankaŭ grave, ke la materialoj de la PCB-platoj estu sufiĉe fortaj por teni sin kune, eĉ se komponanto hazarde faliĝas aŭ frapiĝas flanken.
Ekzemple, ĉe komputiligitaj aparatoj, daŭremaj cirkvitaj cirkvitaj tabulo (PCB) certigas, ke ĝisdatigoj de aparataro povas esti faritaj sen difekti la antaŭekzistantajn materialojn de la PCB-plato. La samo validas por elektronikaj aparatoj, mikroondiloj kaj aliaj hejmaj aparatoj, kiuj dependas de PCB-teknologio por resti en funkcia stato. Eĉ ĉe elektronikaj publikaj instalaĵoj kiel bankomatoj, PCB-oj devas funkcii senprobleme, por ke butonoj funkciu kaj komandoj estu komprenataj sen prokrasto.
At Wonderful PCB, ni ofertas kompletan gamon de provizoj kaj muntaj servoj por PCB-oj. Pro nia pli ol 20-jara komerca sperto kaj novigaj teknologioj, Wonderful PCB kapablas pritrakti diversajn lamenajn materialojn kaj substratajn materialojn inkluzive de FR4, Rogers ktp., kiuj estas la plej popularaj kaj vaste aplikataj. Niaj servoj estis uzataj de inĝenieroj tra industriaj sektoroj, kun unikaj celoj rilate al la funkciado kaj funkcieco de komponantoj, kiuj uzas PCB. Por lerni pli pri niaj servoj, vizitu niajn paĝojn pri superrigardo de muntado kaj kapabloj aŭ kontaktu nin por tuja oferto hodiaŭ.