PCB (Scheda a circuito stampato) È un importante componente elettronico che funge da struttura di supporto per i componenti elettronici e da supporto per le connessioni elettriche. È chiamato circuito stampato perché viene prodotto utilizzando tecniche di stampa elettronica. I PCB sono uno dei componenti essenziali nell'industria elettronica. Quasi tutti i dispositivi elettronici, dai piccoli oggetti come orologi digitali e calcolatrici ai grandi sistemi come computer, elettronica di comunicazione e sistemi d'arma militari, utilizzano circuiti stampati per collegare circuiti integrati e altri componenti. componenti elettronici elettricamente.
Un circuito stampato è costituito da un substrato isolante, fili di collegamento e piazzole per l'assemblaggio e la saldatura dei componenti elettronici, che fungono sia da percorsi conduttivi che da base isolante. Può sostituire cablaggi complessi per realizzare connessioni elettriche tra vari componenti, semplificando i processi di assemblaggio e saldatura, riducendo il carico di lavoro associato ai metodi di cablaggio tradizionali e riducendo significativamente l'intensità di manodopera. Inoltre, PCB Contribuiscono a ridurre le dimensioni complessive dei dispositivi, a ridurre i costi di produzione e a migliorare la qualità e l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Offrono una buona coerenza di prodotto e possono essere standardizzati nella progettazione, facilitando la meccanizzazione e l'automazione nella produzione. Inoltre, un circuito stampato completamente assemblato e testato può fungere da ricambio indipendente, semplificando la sostituzione e la manutenzione di prodotti completi.
I circuiti stampati erano originariamente realizzati con laminati rivestiti in rame a base di carta. Dall'introduzione dei transistor a semiconduttore negli anni '1950, la domanda di circuiti stampati è aumentata vertiginosamente. Il rapido sviluppo e la diffusione dei circuiti integrati hanno portato alla creazione di dispositivi elettronici più piccoli, con una densità e una complessità dei circuiti crescenti, rendendo necessaria una continua innovazione nei circuiti stampati. Attualmente, le varietà di PCB si sono evolute da schede monofaccia a schede bifacciali, schede multistrato e schede flessibili. La loro struttura e qualità sono progredite fino a raggiungere densità ultra-elevata, miniaturizzazione e alta affidabilità. Nuovi metodi di progettazione, materiali e processi di produzione stanno emergendo continuamente. Negli ultimi anni, vari sistemi computerizzati software di progettazione (CAD) per PCB è stato ampiamente adottato nel settore e la produzione meccanizzata e automatizzata ha completamente sostituito i processi manuali nei produttori specializzati di PCB.
Classificazione per conteggio degli strati
In base al numero di strati del circuito, i PCB possono essere classificati in schede monofacciali, pannelli bifacciali, e schede multistrato. Le schede multistrato più comuni hanno in genere quattro o sei strati, mentre quelle più complesse possono averne decine. I tre principali tipi di classificazione dei PCB sono:
Tavole a lato singolo
Le schede a faccia singola (Single-Sided Boards) presentano componenti concentrati su un lato e tracce conduttive sul lato opposto (oppure tracce e componenti a montaggio superficiale su un lato, con componenti a foro passante sull'altro). Poiché le tracce sono presenti solo su un lato, questo tipo di PCB è definito a faccia singola. A causa delle rigide limitazioni progettazione di circuiti (le tracce non possono incrociarsi e devono seguire percorsi separati), le schede monofacciali vengono solitamente utilizzate solo nei primi progetti di circuiti.
Tavole a doppia faccia
Le schede a doppia faccia (Double-Sided Boards) presentano cablaggi su entrambi i lati, richiedendo connessioni elettriche adeguate tra i due lati. Queste connessioni, note come via, sono piccoli fori riempiti o rivestiti di metallo che consentono la connessione delle tracce da entrambi i lati. Le schede a doppia faccia, che hanno una superficie doppia rispetto alle schede a faccia singola, risolvono i problemi di interlacciamento. disegni monofacciali (che consentono connessioni tramite vie). Sono più adatti a circuiti più complessi di quelli tipicamente gestiti da schede a faccia singola.
Pannello flessibile, pannello rigido-flessibile
Le schede multistrato (schede multistrato) aumentano l'area di cablaggio disponibile utilizzando più schede monofacciali o bifacciali. Ad esempio, un PCB a quattro strati può essere costituito da una scheda bifacciale come strato interno, affiancata da due schede monofacciali come strati esterni, oppure da due schede bifacciali come strati interni e due schede monofacciali come strati esterni. Questi circuiti stampati sono intervallati con materiali adesivi isolanti e interconnessi secondo i requisiti di progettazione. Il numero di strati non indica necessariamente il numero di strati di cablaggio indipendenti; in casi particolari, è possibile aggiungere strati vuoti allo spessore della scheda di controllo, con un numero di strati tipicamente pari e inclusi i due strati più esterni. La maggior parte delle schede madri è composta da 4 a 8 strati, sebbene tecnicamente i PCB possano avere quasi 100 strati. I supercomputer di fascia alta utilizzano spesso schede madri ad alto livello di stratificazione, ma poiché cluster di computer standard possono ora sostituire tali sistemi, le schede ultra-multistrato stanno diventando meno comuni. Ogni strato in un PCB è strettamente integrato, rendendo difficile discernere il numero effettivo di strati, anche se un'attenta osservazione di un scheda madre può rivelare queste informazioni.
Pannello flessibile, pannello rigido-flessibile
I circuiti stampati flessibili e i circuiti stampati rigido-flessibili sono classificati in circuiti stampati rigidi e circuiti stampati flessibili. Generalmente, il PCB mostrato nella prima immagine è definito PCB rigido, mentre le connessioni gialle nella seconda immagine sono definite PCB flessibile. La differenza intuitiva è che il PCB flessibile può essere piegato. Gli spessori comuni per i PCB rigidi includono 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, 1.6 mm e 2.0 mm. Lo spessore comune per i PCB flessibili è di 0.2 mm, con strati più spessi aggiunti sul retro per la saldatura dei componenti, che possono variare da 0.2 mm a 0.4 mm. La comprensione di questi dettagli fornisce agli ingegneri strutturali un riferimento spaziale durante la progettazione. I materiali comuni per i PCB rigidi includono laminati di carta fenolica, laminati di carta epossidica, laminati di fibra di vetro poliestere e laminati di fibra di vetro epossidica; i materiali comuni per i PCB flessibili includono film di poliestere, film di poliimmide e film di etilene propilene fluorurato.
