Mwongozo wa Uteuzi wa Nyenzo ya PCB

Sehemu muhimu zaidi ya umeme ni bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB). Vinginevyo, kifupi pia kimehesabu bodi za waya zilizochapishwa na kadi za waya zilizochapishwa, ambazo kimsingi ni kitu kimoja. Kwa sababu ya jukumu muhimu la bodi hizi katika kila kitu kutoka kwa kompyuta hadi kwa vikokotoo, uteuzi wa nyenzo za bodi ya PCB unapaswa kufanywa kwa uangalifu na maarifa kwa mahitaji ya umeme ya kipande fulani cha kifaa.

Kabla ya ukuzaji wa PCB, vifaa vya bodi ya mzunguko vilifunikwa zaidi na viota vya waya zilizonaswa, zinazopishana ambazo zingeweza kushindwa kwa urahisi katika sehemu fulani. Pia wangeweza mzunguko mfupi mara umri ulichukua na waya fulani kuanza kupasuka. Kama inavyoweza kutarajiwa, mchakato wa mwongozo ambao uliingia kwenye wiring za bodi hizi za mapema ulikuwa wa kutatanisha na wenye uchungu.

Kadiri idadi inayoongezeka ya vifaa vya elektroniki vya kila siku ilianza kutegemea bodi za mzunguko, mbio zilianza kukuza njia mbadala rahisi, ngumu zaidi, na hii ilisababisha ukuzaji wa nyenzo, PCB. Kwa nyenzo za PCB, mizunguko inaweza kupitishwa kati ya idadi kubwa ya vipengele tofauti. Ya chuma ambayo inawezesha uhamisho wa sasa kati ya bodi na vipengele vyovyote vilivyounganishwa inajulikana kama solder, ambayo pia hutumikia madhumuni mawili na sifa zake za wambiso.

Muundo wa Nyenzo ya PCB

Muundo wa PCB kwa ujumla huwa na tabaka nne, ambazo ni joto laminated pamoja katika safu moja. Nyenzo zinazotumiwa katika PCB ni pamoja na tabaka zifuatazo kutoka juu hadi chini:

• Silkscreen

• Soldermask

• Shaba

• Substrate

Safu ya mwisho kati ya hizo, substrate, imeundwa kwa glasi ya nyuzi na pia inajulikana kama FR4, na herufi za FR zikisimama kwa "kizuia moto." Safu hii ya substrate hutoa msingi thabiti wa PCB, ingawa unene unaweza kutofautiana kulingana na matumizi ya ubao fulani.

Aina mbalimbali za mbao za bei nafuu pia zipo kwenye soko ambazo hazitumii nyenzo zile zile za PCB zilizotajwa hapo awali lakini zinajumuisha fenoli au epoksi. Kutokana na unyeti wa joto wa bodi hizi, huwa na kupoteza lamination yao kwa urahisi. Bodi hizi za bei nafuu mara nyingi ni rahisi kutambua kwa harufu ambayo hutoa wakati wa kuuzwa.

Safu ya pili ya PCB ni shaba, ambayo ni laminated kwenye substrate na mchanganyiko wa joto na wambiso. Safu ya shaba ni nyembamba, na kwenye baadhi ya bodi, kuna tabaka mbili hizo - moja juu na moja chini ya substrate. PCB zilizo na safu moja tu ya shaba hutumiwa kwa vifaa vya bei nafuu vya kielektroniki.

Laminate ya shaba iliyotumiwa kwa wingi (CCL) inaweza kuainishwa katika makundi tofauti kulingana na viwango tofauti vya uainishaji ikiwa ni pamoja na nyenzo za kuimarisha, wambiso wa resini uliotumiwa, kuwaka, utendaji wa CCL.

Juu ya soldermask ya kijani ni safu ya silkscreen, ambayo huongeza barua na viashiria vya nambari vinavyofanya PCB isomeke kwa watengeneza programu wa teknolojia. Hii, kwa upande wake, hurahisisha waunganishaji wa vifaa vya elektroniki kuweka kila PCB mahali panapofaa na katika mwelekeo sahihi kwa kila sehemu. Safu ya hariri kwa kawaida ni nyeupe, ingawa rangi kama vile nyekundu, njano, kijivu na nyeusi pia hutumiwa wakati mwingine.

Masharti ya Kiufundi ya Safu ya PCB

Pamoja na kuelewa jinsi PCB inavyopangwa, ni muhimu pia kujua maneno yafuatayo ya kiufundi ambayo huambatana na matumizi ya PCB:

• Pete ya annular. Pete ya shaba inayozunguka mashimo kwenye PCB.

• DRC. Kifupi cha kuangalia sheria ya muundo. Kimsingi, DRC ni mazoezi ambapo muundo wa PCB huangaliwa kwa utendakazi wake. Maelezo ambayo yanachunguzwa ni pamoja na upana wa athari na mashimo ya kuchimba.

• Drill hit. Inatumika kuelezea mashimo yote kwenye PCB, yawe sahihi au yamewekwa vibaya. Katika baadhi ya matukio, shimo inaweza kuwa si sahihi kidogo kutokana na vifaa vya kuchimba visima vilivyotumiwa wakati wa uzalishaji.

• Kidole. Metali iliyofichuliwa kando ya ubao ambayo hutumika kama sehemu za kuunganisha kati ya PCB mbili. Vidole mara nyingi hupatikana kwenye michezo ya zamani ya video na kadi za kumbukumbu.

• Vipande vya panya. Sehemu ya bodi ambayo imechimbwa kupita kiasi hadi inatishia uadilifu wa muundo wa PCB.

• Pedi. Sehemu ya chuma iliyo wazi kwenye PCB, ambayo kipande cha solder hutumiwa kwa ujumla.

• Paneli. Bodi kubwa ya mzunguko inayojumuisha bodi ndogo, ambazo hatimaye hutenganishwa kwa matumizi ya mtu binafsi. Sababu ya mazoezi haya ni kuondoa ugumu ambao washughulikiaji hupata linapokuja suala la kushughulika na bodi ndogo.

• Bandika stencil. Stencil ya chuma kwenye ubao, ambayo kuweka huwekwa kwa soldering.

• Ndege. Sehemu kubwa ya shaba iliyofichuliwa kwenye PCB, ambayo imewekwa alama na mipaka lakini haina njia.

• Imepandikizwa kupitia shimo. Shimo ambalo huenda moja kwa moja kupitia PCB, kwa kawaida kwa madhumuni ya kuunganisha sehemu nyingine. Shimo limewekwa na kawaida huwa na pete ya annular.

• Slot. Shimo lolote ambalo si la mviringo. PCB zilizo na nafasi mara nyingi huwa na bei ya juu kutokana na gharama za uzalishaji wa kuunda mashimo yenye umbo lisilo la kawaida kwenye ubao wa mzunguko. Slots kwa kawaida hazijawekwa sahani.

• Mlima wa uso. Njia ambayo vipengele vya nje vimewekwa moja kwa moja kwenye ubao bila matumizi ya kupitia mashimo.

• Fuatilia. Mstari unaoendelea wa shaba kwenye PCB.

• Alama ya V. Mahali ambapo ubao umekatwa sehemu. Hii inaweza kuifanya PCB kuwa katika hatari ya kupigwa risasi.

• Kupitia. Shimo ambalo ishara husafiri kati ya tabaka. Vias huonekana katika matoleo yaliyowekwa hema na yasiyokusudiwa. Matoleo ya hema yanafunikwa na soldermask ya kinga, wakati vias zisizo na untente hutumiwa kwa viambatisho vya kontakt.

Nambari inayotangulia safu inarejelea idadi kamili ya tabaka zinazoendesha, iwe safu ya uelekezaji au ya ndege - aina mbili za safu. Tabaka huwa na nambari 1, au nambari yoyote kati ya nne zinazofuata: 2, 4, 6, 8. Safu za safu wakati mwingine huwa na nambari zisizo za kawaida, lakini hizi ni nadra na haziwezi kuleta tofauti yoyote. Kwa mfano, nyenzo za PCB katika safu 5 au ubao wa safu 6 zinaweza kufanana.

Aina mbili za safu zina kazi tofauti. Tabaka za uelekezaji huangazia nyimbo. Safu za ndege hutumika kama viunganishi vya nguvu na huangazia ndege za shaba. Safu za ndege pia zina visiwa vinavyoamua madhumuni ya kuashiria ya ubao, iwe 3.3 V au 5 V.

FR4 ni jina la msimbo la laha zilizoimarishwa za epoksi zilizoimarishwa kwa glasi. Kutokana na nguvu zake, pamoja na uwezo wake wa kuhimili unyevu na moto, FR4 ni mojawapo ya vifaa vya PCB maarufu zaidi.

Mazingatio ya ziada ya Muundo wa PCB

Kielelezo kama 1.6 mm hutumiwa kuonyesha unene wa bodi ya safu. Kwenye bodi 4 za safu, 1.6 mm ni kipimo cha kawaida. Unene ni kitu cha kuangalia wakati wa kuchagua bodi kwa kifaa. Bodi zilizo na unene mkubwa zaidi, kwa mfano, zitatoa usaidizi zaidi wakati vitu vizito vya kuunganisha vinahitaji kuungwa mkono.

Kiwango cha kawaida cha unene wa shaba kwenye tabaka za ndege ni 35 microns. Vinginevyo, unene wa shaba wakati mwingine huonyeshwa kwa ounces au gramu. Ni bora kwenda kwa unene wa juu kuliko kawaida wa shaba kwenye bodi zinazounga mkono matumizi mengi.

Nyimbo hazikusudiwa kuhamisha nishati, lakini hii inaweza wakati mwingine kutokea wakati mawimbi hayashughulikii vyema masafa. Ikiwa tatizo halitadhibitiwa, nyimbo zinaweza kuishia kupoteza kiasi kikubwa cha nishati. Ili kupata nguvu nyingi iwezekanavyo kuhamishwa kutoka upande mmoja wa wimbo hadi mwingine, mpangilio wa wimbo lazima uzingatie milinganyo ya upitishaji.

Kwa ujumla, inchi mbili ni umbali sahihi wa wimbo kwenye bodi za safu ambazo zinajumuisha nyenzo za FR4 PCB zinazofuatiliwa kwa shaba, ili mradi muda wa mawimbi ni nanosecond moja. Hata hivyo, lazima pia uzingatie madhara ya njia ya upokezaji kwa urefu wa juu wa wimbo, hasa ikiwa uadilifu wa mawimbi ni muhimu. Mtandao umejaa programu na lahajedwali ambazo zimeundwa kusaidia watu kufanya hesabu sahihi za kizuizi kwa bodi maalum za safu.

Kwenye bodi nyingi, vias ni tupu, na unaweza kuona moja kwa moja kupitia kwao. Hata hivyo, kuna hali mbalimbali ambazo vias inaweza kujazwa. Kwa kuanzia, ni muhimu kwa vias kujazwa linapokuja suala la kutengeneza vizuizi vya kinga kutoka kwa vumbi na uchafu mwingine. Pili, vias vinaweza kujazwa ili kuongeza uwezo wa kubeba wa mkondo, ambapo nyenzo za kuendeshea zinaweza kutumika. Sababu nyingine ambayo vias inaweza kujazwa ni kusawazisha ubao.

Vias kwa kawaida hujazwa na vipande vya safu ya gridi ya mpira (BGA). Ikiwa mgusano utatokea kati ya pini ya BGA na safu ya ndani, solder inaweza kuteleza kupitia na kuingia kwenye safu tofauti. Kwa hivyo, vias hujazwa ili kuhakikisha solder haivuji hadi safu nyingine, na uadilifu wa waasiliani unadumishwa kama ilivyokusudiwa.

Mojawapo ya matukio ya kutatanisha zaidi kwenye ubao wa safu ni wakati mwasiliani anapoingia na kutoka wakati fulani kando ya ubao. Kadiri hii inavyotokea, ndivyo mapema sehemu hiyo ya bodi inawajibika kutoa kabisa. Mtumiaji wa kawaida wa vifaa vya elektroniki vya nyumbani atapata tatizo hili wakati moja ya vitufe kwenye kikokotoo kitaacha kufanya kazi. Kila kitufe hubonyeza sehemu fulani ya ubao wa safu, na doa moja inapoharibika, kitufe kinachohusiana na sehemu hiyo hakiwezi kutuma ishara yake.

Njia nyingine ya mawasiliano yanaweza kusuguliwa katika sehemu fulani ni wakati sehemu ya pili ya kadi inapowekwa kwenye ubao mama. Ikiwa kadi haitashughulikiwa vibaya, sehemu moja kwenye kadi inaweza kuharibika na kushindwa kufanya kazi kutoka hapo kuendelea. Njia bora ya kulinda nyuso za ubao zinazowasiliana ni kwa kutumia safu ya dhahabu, ambayo hutumika kama kizuizi cha kuimarisha maisha. Dhahabu inaweza kuwa ya gharama kubwa, hata hivyo, na matumizi yake katika tabo huongeza hatua nyingine katika mchakato wa utengenezaji wa PCB.

PCB Soldermask

Rangi ambayo watu wengi wanaifahamu linapokuja bodi za mama ni kijani, rangi ya soldermask. Ingawa si karibu kama kawaida, soldermask pia wakati mwingine inaonekana katika rangi nyingine, kama vile nyekundu au bluu. Soldermask pia inajulikana kwa kifupi LPISM, ambayo inasimamia kioevu picha imageable soldermask. Madhumuni ya soldermask ni kuzuia kuvuja kwa solder kioevu. Katika miaka ya hivi karibuni, matukio ya hii yamekuwa ya kawaida zaidi kutokana na ukosefu wa soldermask. Kwa akaunti nyingi, hata hivyo, watumiaji kwa ujumla wanapendelea bodi ambazo zina soldermask juu ya bodi ambazo hazifanyi.

Mara baada ya soldermask kutumika kwa PCB, PCB ni chini ya solder kuyeyuka. Mchakato huu unapotokea, nyuso zilizo wazi za shaba zinauzwa. Hii yote ni sehemu ya mchakato unaojulikana kama kusawazisha kwa solder hewa moto (HASL). Wakati chips za SMD zinauzwa, ubao huwashwa hadi mahali ambapo solder huchukua fomu ya kuyeyushwa na vifaa vinawekwa mahali pazuri. Wakati solder inakauka, vifaa pia vinauzwa. HASL kawaida hujumuisha risasi kama moja ya misombo katika solder, ingawa chaguzi zisizo na risasi pia zipo.

Nafasi ya upana wa wimbo inaonyeshwa kwa dashi. Kwa mfano, unapoona takwimu 6/6 mils, hiyo inaweza kubainisha mils 6 kama upana wa chini wa wimbo, pamoja na nafasi ya chini zaidi ya wimbo. Kwa hivyo, nafasi zote kwenye ubao unaohusika zinapaswa kukutana au kuzidi mil 6. Kwa wale wasiojulikana, vitengo vya mils hutumiwa kuamua umbali kwenye nyenzo za PCB. Upana na nafasi ni muhimu hasa linapokuja bodi ambazo zimeundwa kushughulikia kiasi kikubwa cha sasa.

Wakati bodi ya PCB ina safu nyingi, nyimbo mbalimbali haziwezi kuchunguzwa kwa kuonekana kwa upatikanaji wao. Kwa hivyo, jaribio hufanywa ambalo huweka uchunguzi mwishoni mwa nyimbo ili kuthibitisha kuwa mawimbi yote yanaweza kufikiwa. Mtihani unafanywa na matumizi ya volts kutoka mwisho mmoja. Ikiwa voltages hizi zinaonekana kutoka upande mwingine, nyimbo zinachukuliwa kuwa katika hali ya kufanya kazi. Ingawa jaribio sio muhimu kila wakati kwenye ubao zilizo na safu moja au mbili pekee, bado inapendekezwa ikiwa unajali ubora kikweli.

Via vinavyounganisha tabaka za ndani na nje hujulikana kama vipofu. jina ni matokeo kutokana na ukweli kwamba kwa sababu vias vile inaweza tu spotted kutoka upande mmoja. Via vinavyounganisha tabaka mbili au zaidi za ndani hujulikana kama njia zilizozikwa, ambazo haziwezi kuonekana kutoka nje kwa upande wowote. Kwenye bodi ambazo zina vias vipofu na kuzikwa, kupitia kujaza hutumiwa mara nyingi. Hii huweka sehemu ya nje salama zaidi na husaidia kupunguza uwezekano wa solder kuteleza na kupenya njia ya ndani.

Uteuzi wa Nyenzo Unaoathiri Gharama

PCB kwa kawaida hugharimu zaidi inapojumuisha vipengele kama vile vichupo vya dhahabu, vichupo vya upofu au vilivyozikwa, au kupitia kujaza. Vivyo hivyo, PCB iliyo na nafasi ya mstari / upana chini ya mil 6 pia huwa na gharama zaidi. Sababu ya bei hizi za juu ni mchakato mbadala unaoingia katika utengenezaji wa bodi zisizo za kawaida za PCB. Kwa mantiki hiyo hiyo, baadhi ya matoleo ya PCB hayana faida yoyote au mafanikio yanapoangaziwa, na bei ya juu zaidi imewekwa ili kufidia hasara. Watengenezaji wapo ambao hutengeneza PCB yenye vipimo vya laini/upana vilivyo chini kama mils 3, lakini hii kwa ujumla haipendekezwi isipokuwa iwe chaguo lako pekee kwa kijenzi fulani.

Athari ya Nguvu na Joto kwenye Uteuzi wa Nyenzo ya PCB

Kati ya mambo yote yanayoathiri PCB, mbili kati ya mambo mazito zaidi ni nguvu na joto. Kwa hivyo, ni muhimu kuamua vizingiti kwa kila moja, ambayo inaweza kufanywa kwa kutathmini conductivity ya mafuta ya PCB. Hii inafafanua jinsi nguvu ya wattage inabadilishwa kuwa joto kupitia urefu wa nyenzo. Walakini, hakuna maadili yaliyowekwa katika tasnia nzima ya conductivity ya mafuta.

Kwa mfano, Rogers Corp. hubeba nyenzo za PCB, RT/duroid 5880, ambazo hutumiwa mara nyingi katika EW na mawasiliano. Safu ya dielectri ya nyenzo hii ni ya chini, kwa kuwa ni nyenzo ya mchanganyiko ambayo ina vipengele vya kioo vya micro-fibrous. Hizi microfibers hutumikia kusudi la kuongeza nguvu ya fiber katika nyenzo.

Kwa sababu ya hali hii ya chini ya dielectri, PCB ni bora kwa programu zinazotumia masafa ya juu. Hata hivyo, kutokana na conductivity ya chini ya mafuta ya nyenzo, inaweza joto kwa urahisi, ambayo inaweza kuwa drawback kubwa katika maombi ya joto-kubwa.

Vifaa vya PCB na Maombi ya Viwanda

Kwa maombi katika jeshi na anga, tasnia ya magari na matibabu, PCB zinatengenezwa kwa aina moja na za pande mbili, ambazo zingine ni za shaba na zingine hutumia alumini. Katika kila moja ya tasnia hizi, nyenzo hutumiwa kwa utendaji wa juu katika maeneo maalum. Kwa hivyo, nyenzo za PCB huchaguliwa ubora wao mwepesi katika tasnia fulani au kwa uwezo wao wa kushughulikia viwango vya juu vya nguvu katika zingine. Kwa hivyo, wakati uwezo wa utendaji unazingatiwa, ni muhimu kubainisha ni vipengele vipi vinavyohitaji kulinganishwa na vingine wakati wa kuchagua nyenzo za PCB, kwa kuwa viwango vya nyenzo vinahusiana na viwango vya utendakazi.

Bodi za Flex na Rigid-Flex

Katika miaka ya hivi karibuni, bodi za flex na rigid-flex zimeongezeka kwa umaarufu kwa sababu ya chaguo ambazo huruhusu katika matumizi mbalimbali. Kimsingi, zinaweza kukunjwa, kukunjwa na hata kuvikwa vitu, ili zitumike kufanikisha programu ambazo hazitawezekana kamwe na bodi za mzunguko wa gorofa. Kwa mfano, ubao wa kukunja unaweza kutumika kwa kipande cha kifaa ambacho kitahitaji ubao kukunjwa kwa pembe na bado kubeba mkondo kutoka mwisho mmoja hadi mwingine bila hitaji la kuunganisha paneli.

Mbao nyingi kwenye soko zinajumuisha Kapton, filamu ya polyimide ambayo iliasisiwa na Shirika la DuPont. Filamu hii ina sifa kama vile kustahimili joto, uthabiti wa dimensional na dielectric constant ya 3.6 pekee.

Kapton inakuja katika matoleo matatu ya Pyralux:

• Kizuia moto (FR)

• Kizuia moto kisicho na miali (NFR)

• Adhesive-less / utendaji wa juu (AP)

Kuchagua Vifaa vya Bodi ya PCB - Ubora Kwanza

Linapokuja suala la kuchagua nyenzo za bodi ya PCB, ubora ni wa muhimu sana katika ujenzi wa aina yoyote ya bodi, iwe inalenga vifaa vya elektroniki vya nyumbani au vifaa vya viwandani. Sehemu iliyo na ubao wa saketi iliyochapishwa inaweza kuwa kubwa au ndogo, ya bei nafuu au ya bei ghali, lakini la muhimu zaidi ni kwamba kipengee husika kinatoa utendakazi wa hali ya juu kwa muda wote wa maisha yake yanayotarajiwa.

Ingawa kuna aina kadhaa za nyenzo za PCB zinazoingia kwenye ubao fulani, kuegemea kwa bidhaa ni kile ambacho watumiaji na wafanyabiashara wanatafuta katika bidhaa zinazotumia bodi za saketi. Bila shaka, ni muhimu pia kwamba nyenzo za bodi ya PCB ziwe na nguvu za kutosha kushikana pamoja, hata kama kijenzi kitaangushwa au kugongwa kando kwa bahati mbaya.

Kwenye vifaa vya kompyuta, kwa mfano, PCB za kudumu huhakikisha kwamba masasisho ya maunzi yanaweza kufanywa bila kuharibu nyenzo za bodi za PCB zilizokuwepo awali. Hali hiyo hiyo inatumika kwa vifaa vya kielektroniki, microwave na vifaa vingine vya nyumbani ambavyo vinategemea teknolojia ya PCB ili kukaa katika hali ya kufanya kazi. Hata katika vituo vya kielektroniki vya umma kama vile ATM, PCB lazima zifanye kazi bila kukosa ili vitufe vifanye kazi na amri zitaeleweka bila kuchelewa.

At Wonderful PCB, tunatoa anuwai kamili ya vifaa vya PCB na huduma za kusanyiko. Kwa sababu ya uzoefu wetu wa biashara wa zaidi ya miaka 20 na teknolojia ya ubunifu, Wonderful PCB ina uwezo wa kushughulikia nyenzo tofauti za laminate na nyenzo za substrate ikiwa ni pamoja na FR4, Rogers nk ambazo ni maarufu zaidi na zinazotumiwa sana. Huduma zetu zimetumiwa na wahandisi katika sekta zote za viwanda, zikiwa na malengo ya kipekee linapokuja suala la uendeshaji na utendaji wa vipengele vinavyotumia PCB. Ili kujifunza zaidi kuhusu huduma zetu, tembelea kurasa zetu za muhtasari wa mkusanyiko na uwezo au wasiliana nasi kwa nukuu ya papo hapo leo.