Što je tiskana pločica (PCB) | Sve što trebate znati

"PCB, također poznat kao tiskana pločica, izrađen je od različitih listova neprovodljivog materijala, koristi se za fizičku potporu i spajanje nadzemnih komponenti s utičnicom. Ali, koje su funkcije PCB ploče? Pročitajte sljedeći sadržaj za više korisnih informacija! ---- FMUSER "

Tražite li odgovore na sljedeća pitanja:

Što radi tiskana pločica?
Kako se naziva tiskani krug?
Od čega je napravljena tiskana pločica?
Koliko košta tiskana pločica?
Jesu li tiskane ploče otrovne?
Zašto se naziva tiskanom pločom?
Možete li baciti pločice?
Koji su dijelovi pločice?
Koliko košta zamjena pločice?
Kako prepoznajete pločicu?
Kako radi pločica?

Ili, možda niste toliko sigurni znate li odgovore na ova pitanja, ali molim vas ne brinite kao an stručnjak za elektroniku i RF inženjerstvo, FMUSER predstavit će sve što trebate znati o PCB ploči.

Dijeliti je voditi brigu!

Sadržaj

1) Što je tiskana pločica?
2) Zašto se naziva tiskanom pločom?
3) Različite vrste PCB-a (tiskane ploče) 
4) Industrija tiskanih pločica 2021. godine
5) Od čega je izrađena tiskana pločica?
6) Najpopularniji PCB dizajnirani izrađeni materijali
7) Komponente tiskanih pločica i njihov rad
8) Funkcija tiskanih pločica - Zašto nam treba PCB?
9) Princip sklopa PCB-a: Prolazni otvor u odnosu na površinu

Što je tiskana pločica?

Osnovne informacije o PCB ploča

Nadimak: PCB je poznata kao tiskana ožičena ploča (PWB) ili ugravirana ploča ožičenja (EWB), PCB ploču možete nazvati i Circuit Board, PC odbor, ili PCB 

Definicija: Općenito govoreći, tiskana pločica odnosi se na tanka ploča ili ravna izolacijska ploča izrađene od različitih listova neprovodljivog materijala kao što su stakloplastike, kompozitni epoksid ili drugi laminatni materijal, što je osnovna ploča naviknuta fizički podržati i povezati nadzemno ugrađene komponente kao što su tranzistori, otpornici i integrirani krugovi u većini elektronike. Ako PCB ploču smatrate ladicom, tada će "hrana" na "ladici" biti elektronički sklop, kao i ostale komponente povezane s njom, PCB se odnosi na mnoge profesionalne terminologije, možda ćete o puferiranju PCB-a pronaći više od puhanja stranica!

Također pročitajte: Terminološki pojmovnik PCB-a (prilagođen početnicima) | Dizajn PCB-a

PCB naseljen elektroničkim komponentama naziva se a sklop tiskanog kruga (PCA), sklop tiskane ploče or Sklop PCB-a (PCBA), tiskane ožičene ploče (PWB) ili "tiskane ožične kartice" (PWC), ali PCB-tiskana pločica (PCB) i dalje je najčešći naziv.

Glavna ploča u računalu naziva se "matična ploča" ili "matična ploča"

* Što je tiskana pločica?

Prema Wikipediji, tiskana pločica odnosi se na:
"Tiskana pločica mehanički podupire i električno povezuje električne ili elektroničke komponente pomoću vodljivih tragova, pločica i drugih svojstava urezanih iz jednog ili više slojeva lima bakra laminiranog na i / ili između slojeva lima neprovodljive podloge."

Većina PCB-a su ravne i krute, ali fleksibilne podloge mogu omogućiti da se ploče smjeste u zamršeni prostor.

Zanimljivo je da, iako su najčešće pločice izrađene od plastike ili kompozita od staklenih vlakana i smole i koriste bakrene tragove, može se koristiti široka paleta drugih materijala. 

NAPOMENA: PCB također može značiti "Blok za kontrolu procesa, "struktura podataka u jezgri sustava koja pohranjuje informacije o procesu. Da bi se proces mogao pokrenuti, operativni sustav mora prvo registrirati podatke o procesu na PCB-u.

Također pročitajte: Proces proizvodnje PCB-a | 16 koraka za izradu PCB ploče

Struktura ploče s PCB-om

Tiskana pločica sastavljena je od različitih slojeva i materijala koji zajedno izvode različite radnje kako bi modernim sklopovima unijeli veću sofisticiranost. U ovom ćemo članku detaljno razmotriti sve različite materijale za sastav i predmete tiskane ploče.

Tiskana pločica kao što je primjer na slici ima samo jedan vodljivi sloj. Jednoslojni PCB vrlo je restriktivan; realizacija kruga neće učinkovito koristiti dostupna područja, a projektant može imati poteškoća u stvaranju potrebnih međusobnih veza.

* Sastav ploče s PCB-om

Osnovni ili supstratni materijal tiskane ploče gdje su podržani svi dijelovi i oprema na tiskanoj pločici obično je stakloplastika. Ako se uzmu u obzir podaci o proizvodnji PCB-a, najpopularniji materijal za stakloplastiku je FR4. Čvrsta jezgra FR4 pruža tiskanoj ploči snagu, potporu, krutost i debljinu. Budući da postoje različite vrste tiskanih pločica poput uobičajenih PCB-a, fleksibilnih PCB-a itd., One se grade pomoću fleksibilne visokotemperaturne plastike.

Uključivanje dodatnih vodljivih slojeva čini PCB kompaktnijim i jednostavnijim za dizajn. Dvoslojna ploča je veliko poboljšanje u odnosu na jednoslojnu ploču, a većina aplikacija ima koristi od najmanje četiri sloja. Četveroslojna ploča sastoji se od gornjeg, donjeg i dva unutarnja sloja. ("Vrh" i "dno" možda ne izgledaju kao tipična znanstvena terminologija, ali su ipak službene oznake u svijetu dizajna i proizvodnje PCB-a.)

Također pročitajte: Dizajn PCB-a | Dijagram toka procesa proizvodnje PCB-a, PPT i PDF

Zašto se naziva tiskanom pločom?

Prva ikad PCB ploča

Za izum tiskane ploče zaslužan je Paul Eisler, austrijski izumitelj. Paul Eisler prvi je put razvio tiskanu pločicu dok je radio na radiju 1936. godine, ali masivne ploče nisu primijetile masovnu uporabu tek nakon 1950-ih. Od tada nadalje, popularnost PCB-a počela je brzo rasti.

Tiskane pločice razvile su se od električnih sustava za povezivanje koji su razvijeni 1850-ih, iako se razvoj koji je vodio do izuma pločica može pratiti sve do 1890-ih. Metalne trake ili šipke izvorno su se koristile za povezivanje velikih električnih komponenata postavljenih na drvenim podlogama. 

*Korištene metalne trake u spoju komponenata

Vremenom su metalne trake zamijenjene žicama spojenim na vijčane stezaljke, a drvene osnove metalnim kućištem. No, bili su potrebni manji i kompaktniji dizajni zbog povećanih operativnih potreba proizvoda koji su koristili pločice.

Godine 1925. Charles Ducas iz Sjedinjenih Država podnio je patentnu prijavu za metodu stvaranja električnog puta izravno na izoliranoj površini ispisom kroz matricu s elektroprovodljivim bojama. Ova metoda rodila je naziv "tiskano ožičenje" ili "tiskani krug".

* Patenti tiskanih ploča i Charles Ducas s prvim radio uređajem koji koristi kućište tiskanog kruga i zračnu zavojnicu. 

No, izum tiskane pločice zaslužan je za Paul Eislera, austrijskog izumitelja. Paul Eisler prvi je put razvio tiskanu pločicu dok je radio na radiju 1936. godine, ali masivne ploče nisu primijetile masovnu uporabu tek nakon 1950-ih. Od tada nadalje, popularnost PCB-a počela je brzo rasti.

Povijest razvoja PCB-a

● 1925 .: Charles Ducas, američki izumitelj, patentira prvi dizajn pločica kada šablonira vodljive materijale na ravnu drvenu ploču.
● 1936 .: Paul Eisler razvija prvu tiskanu pločicu za uporabu u radio uređaju.
● 1943 .: Eisler patentira napredniji dizajn PCB-a koji uključuje bakropis krugova na bakrenu foliju na staklom ojačanoj, neprovodljivoj podlozi.
● 1944 .: Sjedinjene Države i Britanija zajedno rade na razvoju blizinskih osigurača za upotrebu u minama, bombama i topničkim granatama tijekom Drugog svjetskog rata.
● 1948 .: Američka vojska javnost objavljuje tehnologiju PCB-a, što je potaknulo široki razvoj.
● 1950-e: Tranzistori su predstavljeni na tržištu elektronike, smanjujući ukupnu veličinu elektronike i olakšavajući ugradnju PCB-a i dramatično poboljšavajući pouzdanost elektronike.
● 1950-te - 1960-te: PCB se razvijaju u obostrane ploče s električnim komponentama s jedne i identifikacijskim ispisom s druge strane. Cink ploče ugrađene su u dizajn PCB-a, a materijali i premazi otporni na koroziju ugrađeni su kako bi se spriječila razgradnja.
● 1960-e:  Integrirani krug - IC ili silicijski čip - uveden je u elektroničke dizajne, stavljajući tisuće, pa čak i desetke tisuća komponenata na jedan čip - što značajno poboljšava snagu, brzinu i pouzdanost elektronike koja uključuje ove uređaje. Da bi se prilagodio novom IC-u, broj vodiča u PCB-u morao se dramatično povećati, što je rezultiralo više slojeva unutar prosječne PCB-a. A istodobno, budući da su IC čipovi tako mali, PCB-ovi počinju rasti, a lemljenje veza pouzdano postaje teže.
● 1970-e: Tiskane pločice pogrešno su povezane s ekološki štetnom kemikalijom polikloriranim bifenilom, koji je u to vrijeme također bio skraćenica kao PCB. Ova zbrka rezultira javnom zbrkom i zabrinutošću za zdravlje zajednice. Kako bi se smanjila zabuna, tiskane pločice (PCB) preimenovane su u tiskane ožičene ploče (PWB) sve dok se kemijske PCB postupno ne ukinu 1990-ih.
● 1970-e - 1980-e: Maske za lemljenje od tankih polimernih materijala razvijene su kako bi se olakšalo nanošenje lema na bakrene krugove bez premošćavanja susjednih krugova, što dodatno povećava gustoću kruga. Kasnije se razvija polimerni premaz koji se može slikati, a koji se nakon toga može izravno nanijeti na krugove, osušiti i modificirati, što dodatno poboljšava gustoću kruga. To postaje standardni način proizvodnje PCB-a.
● 1980-te:  Razvijena je nova tehnologija montaže koja se naziva tehnologija površinskog montiranja - ili skraćeno SMT. Prije su sve komponente PCB-a imale žice koje su bile zalemljene u rupe na PCB-ima. Te su rupe zauzele vrijedne nekretnine potrebne za dodatno usmjeravanje krugova. SMT komponente su razvijene i brzo su postale proizvodni standard, koji se leme izravno na male pločice na PCB-u, bez potrebe za rupama. SMT komponente brzo su se razmnožile postajući industrijskim standardom i radile su na zamjeni dijelova kroz rupe, opet poboljšavajući funkcionalnu snagu, performanse, pouzdanost, kao i smanjujući troškove elektroničke proizvodnje.
● 1990-e: PCB-i nastavljaju smanjivati ​​veličinu kako računarski potpomognuti dizajn i proizvodnja (CAD / CAM) postaje sve istaknutiji. Dizajn informatizacije automatizira mnoge korake u dizajnu PCB-a i omogućuje sve složenije dizajne s manjim, lakšim komponentama. Dobavljači komponenata istovremeno rade na poboljšanju performansi svojih uređaja, smanjenju potrošnje električne energije, povećanju njihove pouzdanosti, istovremeno smanjujući troškove. Manje veze omogućuju brzo povećanje minijaturizacije PCB-a.
● 2000-e: PCB su postali manji, lakši, mnogo veći broj slojeva i složeniji. Višeslojni i fleksibilni dizajni PCB-a omogućuju znatno veću operativnu funkcionalnost u elektroničkim uređajima, sa sve manjim i jeftinijim PCB-ima.

Također pročitajte: Kako reciklirati otpadnu tiskanu pločicu? | Stvari koje biste trebali znati

Drukčiji Vrste PCB-a (PRinted Circuit Board) 

PCB se često klasificiraju na temelju učestalosti, broja slojeva i korištene podloge. U nastavku se razmatraju neke vrste topola:

● Jednostrane PCB / jednoslojne PCB
● Dvostrani PCB / Dvoslojni PCB
● Višeslojne PCB-ove
● Fleksibilne PCB-ove
● Kruti PCB
● Rigid-Flex PCB
● Visokofrekventni PCB
● PCB-ovi s aluminijskom podlogom

1. Jednostrane PCB / jednoslojne PCB
Jednostrane PCB su osnovna vrsta pločica koje sadrže samo jedan sloj podloge ili osnovnog materijala. Jedna strana osnovnog materijala presvučena je tankim slojem metala. Bakar je najčešći premaz zbog toga što dobro funkcionira kao električni vodič. Ovi PCB sadrže i zaštitnu masku za lemljenje koja se nanosi na vrh bakrenog sloja zajedno sa slojem sitotiska. 

* Jednoslojni dijagram PCB-a

Neke prednosti jednostranih PCB-a su:
● Jednostrane PCB-ovi koriste se za količinsku proizvodnju i jeftini su.
● Ovi se PCB koriste za jednostavne sklopove poput senzora snage, releja, senzora i elektroničkih igračaka.

Povoljni model velike glasnoće znači da se obično koriste za razne primjene, uključujući kalkulatore, kamere, radio, stereo opremu, SSD pogone, pisače i napajanja.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

2. Dvostrani PCB / dvoslojni PCB
Dvostrani PCB imaju obje strane podloge s metalnim vodljivim slojem. Rupe na pločici omogućuju pričvršćivanje metalnih dijelova s ​​jedne strane na drugu. Te PCB-ove spajaju krugove s obje strane bilo kojom od dvije sheme ugradnje, odnosno tehnologijom prolaznih rupa i tehnologijom površinskog montiranja. Tehnologija prolaznih rupa uključuje umetanje olovnih komponenata kroz prethodno izbušene rupe na pločici, koje su zalemljene na pločice na suprotnim stranama. Tehnologija površinskog montiranja uključuje električne komponente koje se izravno postavljaju na površinu pločica. 

* Dvoslojni dijagram PCB-a

Prednosti dvostranih PCB-a su:
● Površinska montaža omogućuje pričvršćivanje više krugova na ploču u usporedbi s montažom kroz provrt.
● Ove se PCB koriste u širokom spektru aplikacija, uključujući sustave mobilnih telefona, nadzor napajanja, ispitnu opremu, pojačala i mnoge druge.

PCB za površinski nosač ne koriste žice kao priključke. Umjesto toga, mnogi mali izvodi lemljeni su izravno na ploču, što znači da se sama ploča koristi kao površina ožičenja različitih komponenata. To omogućuje da se krugovi dovrše koristeći manje prostora, oslobađajući prostor kako bi ploča mogla dovršiti više funkcija, obično pri većim brzinama i manjoj težini nego što bi to omogućila ploča kroz rupe.

Dvostrani PCB obično se koriste u aplikacijama koje zahtijevaju srednju razinu složenosti kruga, poput industrijskih kontrola, napajanja, instrumentacije, HVAC sustava, LED rasvjete, automobilskih nadzornih ploča, pojačala i automata.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

3. Višeslojne PCB-ove
Višeslojni PCB imaju tiskane ploče, koje sadrže više od dva bakrena sloja poput 4L, 6L, 8L itd. Ovi PCB proširuju tehnologiju koja se koristi u obostranim PCB-ima. Različiti slojevi podloge i izolacijski materijali razdvajaju slojeve u višeslojnim PCB-ima. PCB su kompaktne veličine i nude blagodati težine i prostora. 

* Višeslojni dijagram PCB-a

Neke prednosti višeslojnih PCB-a su:
● Višeslojni PCB nude visoku razinu fleksibilnosti dizajna.
● Ovi PCB igraju važnu ulogu u krugovima velikih brzina. Oni pružaju više prostora za uzorke i snagu vodiča.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

4. Fleksibilne PCB-ove
Fleksibilne PCB konstruirane su na fleksibilnom osnovnom materijalu. Ovi PCB dolaze u jednostranim, dvostranim i višeslojnim formatima. To pomaže u smanjenju složenosti sklopa uređaja. Za razliku od krutih PCB-a, koji koriste nepokretne materijale poput stakloplastike, fleksibilne tiskane ploče izrađene su od materijala koji se mogu savijati i pomicati, poput plastike. Poput krutih PCB-a, fleksibilni PCB dolaze u jednostrukim, dvostrukim ili višeslojnim formatima. Budući da ih treba otisnuti na fleksibilnom materijalu, fleksibilna PCB košta više za izradu.

* Fleksibilni dijagram PCB-a

Ipak, fleksibilne PCB-ove nude brojne prednosti u odnosu na krute PCB-ove. Najistaknutija od ovih prednosti je činjenica da su fleksibilne. To znači da ih je moguće preklopiti preko rubova i omotati oko uglova. Njihova fleksibilnost može dovesti do uštede na troškovima i težini, jer se jedan fleksibilni PCB može koristiti za pokrivanje područja koja mogu imati više krutih PCB-a.

Fleksibilne PCB-e također se mogu koristiti u područjima koja mogu biti izložena ekološkim opasnostima. Da bi to učinili, jednostavno se izrađuju od materijala koji mogu biti vodootporni, otporni na udarce, otporni na koroziju ili otporni na ulja s visokim temperaturama - mogućnost koju tradicionalne krute PCB možda nemaju.

Neke prednosti koje nude ove PCB su:
● Fleksibilne PCB-ove pomažu u smanjenju veličine ploče, što ih čini idealnim za razne primjene u kojima je potrebna velika gustoća traga signala.
● Ove su PCB-ove dizajnirane za radne uvjete, gdje su temperatura i gustoća glavna briga.

Fleksibilne PCB-e također se mogu koristiti u područjima koja mogu biti izložena ekološkim opasnostima. Da bi to učinili, jednostavno se izrađuju od materijala koji mogu biti vodootporni, otporni na udarce, otporni na koroziju ili otporni na ulja s visokim temperaturama - mogućnost koju tradicionalne krute PCB možda nemaju.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

5. Kruti PCB
Kruti PCB-ovi odnose se na one vrste PCB-a čiji je osnovni materijal izrađen od čvrstog materijala i koji se ne može saviti. Čvrsti PCB izrađeni su od čvrstog materijala podloge koji sprečava uvijanje ploče. Vjerojatno najčešći primjer krute PCB-a je matična ploča računala. Matična ploča je višeslojna PCB dizajnirana za raspodjelu električne energije iz napajanja, istodobno omogućavajući komunikaciju između svih mnogih dijelova računala, poput CPU-a, GPU-a i RAM-a.

*Čvrsti PCB mogu biti sve, od jednostavnog jednoslojnog PCB-a, pa sve do osmeroslojnog ili desetslojnog PCB-a

Kruti PCB čine možda najveći broj proizvedenih PCB-a. Ti se PCB koriste bilo gdje gdje postoji potreba da se sama PCB postavi u jednom obliku i tako ostane do kraja životnog vijeka uređaja. Čvrsti PCB mogu biti sve, od jednostavnog jednoslojnog PCB-a, pa sve do osmeroslojnog ili desetslojnog PCB-a.

Svi kruti PCB-ovi imaju jednoslojne, dvoslojne ili višeslojne konstrukcije, tako da svi dijele iste aplikacije.

● Ti su PCB-ovi kompaktni, što osigurava stvaranje različitih složenih sklopova oko njih.

● Čvrsti PCB nude jednostavan popravak i održavanje, jer su sve komponente jasno označene. Također, putovi signala su dobro organizirani.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

6. Kruti-fleksibilni PCB-ovi
Rigid-flex PCB kombinacija su krutih i fleksibilnih pločica. Sadrže više slojeva fleksibilnih sklopova pričvršćenih na više od jedne krute ploče.

* Flex-kruti dijagram PCB-a

Neke prednosti koje nude ove PCB su:
● Ovi PCB su precizno izrađeni. Stoga se koristi u raznim medicinskim i vojnim primjenama.
● Lagani su, te PCB nude 60% uštede na težini i prostoru.

Flex-krute PCB-ove najčešće nalazimo u aplikacijama gdje su prostor ili težina glavna briga, uključujući mobitele, digitalne fotoaparate, pacemakere i automobile.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

7. Visokofrekventni PCB
Visokofrekventni PCB koriste se u frekvencijskom području od 500 MHz - 2 GHz. Ti se PCB koriste u raznim aplikacijama kritičnim za frekvenciju poput komunikacijskih sustava, mikrovalnih PCB-a, mikrotrakastih PCB-a itd.

Visokofrekventni PCB materijali često uključuju epoksidni laminat ojačan staklom FR4, smolu polifenilen oksid (PPO) i teflon. Teflon je jedna od najskupljih dostupnih opcija zbog svoje male i stabilne dielektrične konstante, malih količina dielektričnih gubitaka i sveukupno niske apsorpcije vode.

* Visokofrekventni PCB-ovi su citcuit ploče koje su dizajnirane za prijenos signala preko jednog giaghertza

Mnogo aspekata treba uzeti u obzir pri odabiru visokofrekventne PCB ploče i odgovarajuće vrste PCB konektora, uključujući dielektričnu konstantu (DK), rasipanje, gubitak i dielektričnu debljinu.

Najvažniji od njih je Dk predmetnog materijala. Materijali s velikom vjerojatnošću za promjenu dielektrične konstante često imaju promjene u impedanciji, što može poremetiti harmonike koji čine digitalni signal i prouzročiti ukupni gubitak integriteta digitalnog signala - jedna od stvari za koju su dizajnirani visokofrekventni PCB spriječiti.

Ostale stvari koje treba uzeti u obzir pri odabiru vrsta ploča i vrsta PC konektora koje ćete koristiti prilikom dizajniranja visokofrekventne PCB su:

● Dielektrični gubici (DF), koji utječu na kvalitetu prijenosa signala. Manja količina dielektričnih gubitaka mogla bi prouzrokovati malu količinu rasipanja signala.
● Toplinsko širenje. Ako brzine toplinskog širenja materijala korištenih za izgradnju PCB-a, poput bakrene folije, nisu iste, tada bi se materijali mogli međusobno odvajati zbog promjena temperature.
● Upijanje vode. Velike količine unosa vode utjecati će na dielektričnu konstantu i dielektrični gubitak PCB-a, posebno ako se koristi u mokrim uvjetima.
● Ostali otpori. Prema potrebi, materijali koji se koriste u konstrukciji visokofrekventne PCB-a trebaju imati visoku ocjenu otpornosti na toplinu, izdržljivosti na udarce i otpornosti na opasne kemikalije.

FMUSER je stručnjak za proizvodnju visokofrekventnih PCB-a, nudimo ne samo proračunske PCB-ove, već i internetsku podršku za dizajn vaših PCB-a, kontaktirajte nas za više informacija!

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

8. PCB-ovi s aluminijskom podlogom
Ovi se PCB koriste u aplikacijama velike snage, jer aluminijska konstrukcija pomaže u odvođenju topline. Poznato je da PCB s aluminijskim podlogama nude visoku razinu krutosti i nisku razinu toplinskog širenja, što ih čini idealnim za primjene s velikom mehaničkom tolerancijom. 

* Aluminijski dijagram PCB-a

Neke prednosti koje nude ove PCB su:

▲ Niska cijena. Aluminij je jedan od najzastupljenijih metala na Zemlji, čineći 8.23% težine planeta. Aluminij je lako i jeftino iskopati, što pomaže u smanjenju troškova u proizvodnom procesu. Dakle, gradnja proizvoda s aluminijom je jeftinija.
▲ Ekološki prihvatljivo. Aluminij je netoksičan i lako se može reciklirati. Zbog jednostavnosti montaže, izrada tiskanih ploča od aluminija također je dobar način za uštedu energije.
▲ Odvođenje topline. Aluminij je jedan od najboljih dostupnih materijala za odvođenje topline od ključnih komponenata pločica. Umjesto da toplinu rasprši na ostatak ploče, ona toplinu prenosi na otvoreni zrak. Aluminijski PCB hladi se brže od bakrenog PCB-a ekvivalentne veličine.
▲ Trajnost materijala. Aluminij je mnogo izdržljiviji od materijala poput stakloplastike ili keramike, posebno za ispitivanja padom. Korištenje čvršćih osnovnih materijala pomaže u smanjenju štete tijekom proizvodnje, isporuke i ugradnje.

Sve ove prednosti čine aluminijski PCB izvrsnim izborom za primjene koje zahtijevaju velike izlaze snage u vrlo uskim tolerancijama, uključujući semafore, automobilsku rasvjetu, napajanja, kontrolere motora i jake strujne krugove.

Pored LED-a i napajanja. PCB s aluminijskim podlogama također se mogu koristiti u primjenama koje zahtijevaju visok stupanj mehaničke stabilnosti ili gdje bi PCB mogao biti izložen visokim razinama mehaničkog naprezanja. Oni su manje podložni toplinskom širenju od ploča na bazi stakloplastike, što znači da će se ostali materijali na ploči, poput bakrene folije i izolacije, rjeđe odlijepiti, što će produžiti vijek trajanja proizvoda.

<<Povratak na "Različite vrste PCB-a"

▲NAZAD▲

Industrija tiskanih pločica 2021. godine

Globalno tržište PCB-a može se podijeliti na temelju vrste proizvoda u flex (fleksibilni FPCB i rigid-flex PCB), IC podlogu, interkonekt velike gustoće (HDI) i druge. Na temelju tipa PCB laminata, tržište se može podijeliti na PR4, High Tg Epoxy i Polyimide. Tržište se može podijeliti na temelju aplikacija na potrošačku elektroniku, automobilsku, medicinsku, industrijsku i vojnu / zrakoplovnu itd.

Rast tržišta PCB-a tijekom povijesnog razdoblja potpomognut je raznim čimbenicima poput naraslog tržišta potrošačke elektronike, rasta u industriji zdravstvenih uređaja, povećane potrebe za dvostranim PCB-om, skoka u potražnji za hi-tech značajkama u automobilskoj , i rast raspoloživog dohotka. Tržište se također suočava s nekim izazovima kao što su stroga kontrola lanca opskrbe i sklonost komponentama COTS.

Očekuje se da će tržište tiskanih pločica zabilježiti CAGR od 1.53% tijekom predviđenog razdoblja (2021. - 2026.) i procijenjeno je na 58.91 milijardu USD u 2020. godini, a predviđa se da će vrijediti 75.72 milijarde USD do 2026. godine u razdoblju 2021- 2026. Tržište je doživjelo brzi rast u posljednjih nekoliko godina, ponajprije zahvaljujući kontinuiranom razvoju potrošačkih elektroničkih uređaja i sve većoj potražnji za PCB-ima u svoj elektronici i električnoj opremi.

Usvajanje PCB-a u povezanim vozilima također je ubrzalo tržište PCB-a. Riječ je o vozilima koja su u potpunosti opremljena žičanom i bežičnom tehnologijom, što omogućuje lagano povezivanje vozila s računalnim uređajima poput pametnih telefona. Pomoću takve tehnologije vozači mogu otključati svoja vozila, daljinski pokrenuti sustave za kontrolu klime, provjeriti stanje baterije svojih električnih automobila i pratiti svoje automobile pomoću pametnih telefona.

Širenje 5G tehnologije, 3D tiskani PCB, druge inovacije poput biorazgradivog PCB-a i skok u korištenju PCB-a u nosivim tehnologijama i spajanju i preuzimanju (M&A) neki su od najnovijih trendova koji postoje na tržištu.

Uz to, potražnja za elektroničkim uređajima, poput pametnih telefona, pametnih satova i drugih uređaja, također je potaknula rast tržišta. Primjerice, prema američkoj studiji prodaje i prognoze potrošačke tehnologije koju je provelo Udruženje potrošačkih tehnologija (CTA), prihod od pametnih telefona procijenjen je na 79.1 milijardu, odnosno 77.5 milijardi američkih dolara u 2018. i 2019. godini.

3D ispis pokazao se u posljednje vrijeme sastavni dio jedne od velikih inovacija PCB-a. Očekuje se da će elektronika s 3D tiskom ili 3D PE-om u budućnosti revolucionirati način dizajniranja električnih sustava. Ovi sustavi stvaraju 3D krugove ispisom sloja po sloju podloge, a zatim na nju dodaju tekuću tintu koja sadrži elektroničke funkcije. Tada se mogu dodati tehnologije površinskog montiranja za stvaranje konačnog sustava. 3D PE potencijalno može pružiti goleme tehničke i proizvodne pogodnosti za tvrtke za proizvodnju krugova i njihove klijente, posebno u usporedbi s tradicionalnim 2D PCB-ima.

Izbijanjem COVID-19 na proizvodnju tiskanih pločica utjecala su ograničenja i kašnjenja u azijsko-pacifičkoj regiji, posebno u Kini, tijekom siječnja i veljače. Tvrtke nisu napravile velike promjene u svojim proizvodnim kapacitetima, ali slaba potražnja u Kini predstavlja neka pitanja u lancu opskrbe. Izvješće Udruženja poluvodičkih industrija (SIA) u veljači je ukazalo na potencijalne dugoročne poslovne učinke izvan Kine povezane s COVID-19. Učinak smanjene potražnje mogao bi se odraziti na prihode tvrtki u 2Q20.

Rast tržišta PCB-a čvrsto je povezan sa svjetskim gospodarstvom i strukturnom tehnologijom poput pametnih telefona, 4G / 5G i podatkovnih centara. Pad tržišta na tržištu očekuje se 2020. godine zbog utjecaja Covid-19. Pandemija je zaustavila proizvodnju potrošačke elektronike, pametnih telefona i automobila i time prigušila potražnju za PCB-ima. Tržište će pokazati postupni oporavak zahvaljujući obnavljanju proizvodnih aktivnosti kako bi se dao pokretački impuls globalnoj ekonomiji.

Od čega je izrađena tiskana pločica?

PCB je općenito izrađen od četiri sloja materijala međusobno povezanih toplinom, tlakom i drugim metodama. Četiri sloja PCB-a izrađena su od podloge, bakra, maske za lemljenje i sitotiska.

Svaka će ploča biti drugačija, ali uglavnom će dijeliti neke od elemenata, evo nekoliko najčešćih materijala koji se koriste u izradi tiskanih pločica:

Šest osnovnih komponenata standardne tiskane ploče su:

● Osnovni sloj - sadrži epoksidnu smolu ojačanu staklenim vlaknima
● Vodljivi sloj - sadrži tragove i jastučiće koji čine krug (obično s bakrom, zlatom, srebrom)
● Sloj maske za lemljenje - tanka polimerna tinta
● Prekrivač sitotiska - posebna tinta koja prikazuje reference komponenata
● Limeni lem - koristi se za pričvršćivanje komponenata na prolazne rupe ili jastučiće za površinsko montiranje

impregniranih
Prepreg je tanka staklena tkanina koja je premazana smolom i osušena, u posebnim strojevima koji se nazivaju obrađivači preprega. Staklo je mehanička podloga koja drži smolu na mjestu. Smola - obično FR4 epoksi, poliimid, teflon i druge - započinje kao tekućina koja se nanosi na tkaninu. Kako se prepreg kreće kroz obrađivač, on ulazi u odjeljak pećnice i počinje se sušiti. Jednom kad izađe iz obrađivača, suh je na dodir.

Kada je prepreg izložen višim temperaturama, obično iznad 300º Fahrenheita, smola počinje omekšavati i topiti se. Jednom kada se smola u prepregu otopi, ona doseže točku (koja se naziva termootvrdnućem), a zatim se ponovno stvrdne da bi ponovno postala kruta i vrlo, vrlo jaka. Unatoč toj čvrstoći, prepreg i laminat su vrlo lagani. Prepreg listovi ili stakloplastika koriste se za proizvodnju mnogih stvari - od čamaca do palica za golf, zrakoplova i lopatica vjetroturbina. Ali to je također presudno u proizvodnji PCB-a. Prepreg listovi su ono što koristimo za lijepljenje PCB-a, a također su ono što se koristi za izgradnju druge komponente PCB-a - laminata.

* Slaganje PCB-a-dijagram bočnog pogleda

Stanjiti
Laminat, koji se ponekad naziva i laminat presvučen bakrom, stvara se očvršćavanjem pod visokim temperaturama i tlačnim slojevima tkanine termoreaktivnom smolom. Ovaj postupak tvori jednoliku debljinu koja je bitna za PCB. Jednom kada se smola stvrdne, PCB laminati su poput plastičnog kompozita, s obadvije strane s bakrenom folijom, ako vaša ploča ima visok broj slojeva, tada laminat mora biti izrađen od tkanog stakla radi stabilnosti dimenzija. 

PCB koji je u skladu s RoHS
PCB sukladni s RoHS su oni koji slijede ograničenje opasnih tvari iz Europske unije. Zabrana je upotrebe olova i drugih teških metala u potrošačkim proizvodima. Svaki dio ploče ne smije sadržavati olovo, živu, kadmij i druge teške metale.

Maska za lemljenje
Soldermask je zeleni epoksidni premaz koji pokriva krugove na vanjskim slojevima ploče. Unutarnji krugovi zakopani su u slojevima preprega, tako da ih nije potrebno zaštititi. Ali ako vanjski slojevi ostanu nezaštićeni, vremenom će oksidirati i nagrizati se. Soldermask pruža tu zaštitu vodičima s vanjske strane PCB-a.

Nomenklatura - sitotisak
Nomenklatura, ili ponekad nazvana sitotiskom, bijela su slova koja vidite na vrhu sloja maske za lemljenje na PCB-u. Sitotisak je obično završni sloj ploče, što proizvođaču PCB-a omogućuje pisanje naljepnica na važna područja ploče. To je posebna tinta koja prikazuje simbole i reference komponenata za mjesta komponenata tijekom postupka montaže. Nomenklatura je natpis koji pokazuje gdje svaka komponenta ide na ploču, a ponekad pruža i orijentaciju komponenata. 

I maske za lemljenje i nomenklatura obično su zelena i bijela, iako ćete možda vidjeti i druge boje poput crvene, žute, sive i crne, one su najpopularnije.

Soldermask štiti sve krugove na vanjskim slojevima PCB-a, gdje ne namjeravamo pričvrstiti komponente. Ali također moramo zaštititi izložene bakrene rupe i jastučiće tamo gdje planiramo lemljenje i montiranje komponenata. Da bismo zaštitili ta područja i osigurali dobru zatajivu završnu obradu, obično koristimo metalne premaze, poput nikla, zlata, kositra / olovnog lema, srebra i druge završne obrade dizajnirane samo za proizvođače PCB-a.

▲NAZAD▲

Najpopularniji PCB dizajnirani izrađeni materijali

Dizajneri PCB-a suočavaju se s nekoliko karakteristika izvedbe kada promatraju odabir materijala za svoj dizajn. Neka od najpopularnijih razmatranja su:

Dielektrična konstanta - ključni pokazatelj električnih performansi
Usporavanje plamena - kritično za UL kvalifikaciju (vidi gore)
Više temperature prijelaza stakla (Tg) - izdržati obradu sklopova na višim temperaturama
Ublaženi faktori gubitka - važno u aplikacijama velike brzine, gdje se vrednuje brzina signala
Mehanička čvrstoća uključujući smicanje, vlačne i druge mehaničke atribute koji mogu biti potrebni od PCB-a kada se stavi u upotrebu
Toplinski rad - važno razmatranje u povišenim uslužnim okruženjima
Dimenzija stabilnosti - ili koliko se materijal kreće i koliko se dosljedno kreće tijekom proizvodnje, toplinskih ciklusa ili izloženosti vlazi

Evo nekoliko najpopularnijih materijala koji se koriste u izradi tiskanih pločica:

Podloga: FR4 epoksidni laminat i prepreg - stakloplastika
FR4 je najpopularniji materijal za podlogu od PCB-a na svijetu. Oznaka 'FR4' opisuje klasu materijala koji udovoljavaju određenim zahtjevima definiranim NEMA LI 1-1998 standardima. FR4 materijali imaju dobre toplinske, električne i mehaničke karakteristike, kao i povoljan omjer čvrstoće i mase što ih čini idealnim za većinu elektroničkih primjena. FR4 laminati i prepreg izrađeni su od staklene tkanine, epoksidne smole i obično su najjeftiniji dostupni PCB materijal. Može se napraviti i od fleksibilnih materijala koji se ponekad mogu i rastezati. 

Posebno je popularan za PCB-ove s nižim brojem slojeva - jednostrane, dvostrane u višeslojne konstrukcije uglavnom manje od 14 slojeva. Uz to, osnovna epoksidna smola može se kombinirati s aditivima koji mogu značajno poboljšati njezine toplinske performanse, električne performanse i opstanak / ocjenu plamena UL - što uvelike poboljšava njegovu sposobnost korištenja u višem sloju, što stvara veće primjene toplinskog naprezanja i veće električne performanse po nižoj cijeni za dizajne krugova velike brzine. FR4 laminati i prepregi vrlo su svestrani, prilagodljivi široko prihvaćenim proizvodnim tehnikama s predvidljivim prinosima.

Poliimidni laminati i prepreg
Poliimidni laminati nude bolje temperaturne performanse od FR4 materijala, kao i malo poboljšanje električnih svojstava. Poliimidni materijali koštaju više od FR4, ali nude poboljšanu preživivost u teškim i višim temperaturama. Također su stabilniji tijekom termičkog ciklusa, s manje karakteristika širenja, što ih čini pogodnim za konstrukcije višeg sloja.

Teflon (PTFE) laminati i slojevi za lijepljenje
Teflonski laminati i ljepljivi materijali nude izvrsna električna svojstva, što ih čini idealnim za primjenu u velikim brzinama. Teflonski su materijali skuplji od poliimida, ali dizajnerima pružaju brze mogućnosti koje su im potrebne. Teflonski materijali mogu se presvući na staklenu tkaninu, ali se mogu proizvesti i kao nepodržani film ili s posebnim punilima i aditivima za poboljšanje mehaničkih svojstava. Proizvodnja teflonskih PCB-a često zahtijeva jedinstvenu kvalificiranu radnu snagu, specijaliziranu opremu i obradu te predviđanje nižih proizvodnih prinosa.

Fleksibilni laminati
Fleksibilni laminati su tanki i pružaju mogućnost sklapanja elektroničkog dizajna, bez gubitka električnog kontinuiteta. Nemaju staklenu tkaninu za potporu, već su građene od plastične folije. Jednako su učinkoviti presavijeni u uređaj za jednokratno savijanje za instaliranje aplikacije, kao i u dinamičkom savijanju, gdje će se sklopovi neprekidno preklapati tijekom vijeka trajanja uređaja. Fleksibilni laminati mogu se izrađivati ​​od materijala s višom temperaturom poput poliimida i LCP (polimera s tekućim kristalima) ili od vrlo jeftinih materijala kao što su poliester i PEN. Budući da su fleksibilni laminati tako tanki, proizvodnja fleksibilnih krugova također može zahtijevati jedinstvenu kvalificiranu radnu snagu, specijaliziranu opremu i obradu te predviđanje nižih proizvodnih prinosa.

Drugi

Na tržištu postoje mnogi drugi laminati i vezivni materijali, uključujući BT, cijanatni ester, keramiku i mješovite sustave koji kombiniraju smole kako bi dobili različite električne i / ili mehaničke karakteristike. Budući da su količine toliko manje od FR4, a proizvodnja može biti puno teža, obično se smatraju skupim alternativama za dizajn PCB-a.

Postupak montaže tiskanih pločica složen je postupak koji uključuje interakciju s mnogim malim komponentama i detaljno poznavanje funkcija i smještaja svakog dijela. Ploča neće funkcionirati bez električnih komponenata. Uz to se koriste različite komponente ovisno o uređaju ili proizvodu kojem je namijenjena. Kao takvo, važno je dobro razumjeti različite komponente koje ulaze u sklop tiskanih pločica.

▲NAZAD▲

Komponente tiskanih pločica i kako rade
Sljedećih 13 uobičajenih komponenata koristi se u većini tiskanih pločica:

● Otpornici
● Tranzistora
● Kondenzatori
● Induktori
● Diode
● transformatori
● Integrirani krugovi
● Kristalni oscilatori
● Potenciometri
● SCR (silikonski kontrolirani ispravljač)
● Senzori
● Prekidači / releji
● Baterije

1. Otpornici - Upravljanje energijom 
Otpornici su jedna od najčešće korištenih komponenata u PCB-ima i vjerojatno su najjednostavniji za razumijevanje. Njihova je funkcija da se odupru protoku struje rasipajući električnu snagu kao toplinu. Bez otpornika, druge komponente možda neće moći podnijeti napon i to može dovesti do preopterećenja. Dolaze u mnoštvu različitih vrsta izrađenih od niza različitih materijala. Klasični otpornici koji su hobistima najpoznatiji su otpornici u aksijalnom stilu s vodovima na oba dugačka kraja i kućištem ispisanim prstenovima u boji.

2. Tranzistori - pojačavači energije
Tranzistori su presudni za postupak montaže tiskanih pločica zbog svoje višenamjenske prirode. Oni su poluvodički uređaji koji mogu i provoditi i izolirati i mogu djelovati kao sklopke i pojačala. Manjih su dimenzija, imaju relativno dug životni vijek i mogu sigurno raditi na napajanjima nižeg napona bez struje niti. Tranzistori postoje u dvije vrste: tranzistori s bipolarnim spojem (BJT) i tranzistori s efektom polja (FET).

3. Kondenzatori - pohrana energije
Kondenzatori su pasivne elektroničke komponente s dva terminala. Djeluju poput punjivih baterija - privremeno zadržavaju električni naboj i oslobađaju ga kad god je potrebno više energije negdje drugdje u krugu. 

To možete učiniti skupljanjem suprotnih naboja na dva vodljiva sloja odvojena izolacijskim ili dielektričnim materijalom. 

Kondenzatori su često kategorizirani prema vodiču ili dielektričnom materijalu, što dovodi do mnogih vrsta s različitim karakteristikama, od elektrolitskih kondenzatora velike kapacitivnosti, različitih polimernih kondenzatora do stabilnijih kondenzatora s keramičkim pločicama. Neki imaju izgled sličan aksijalnim otpornicima, ali klasični kondenzator je radijalnog oblika s dva kabela koji strše s istog kraja.

4. Prigušnice - Povećavanje energije
Prigušnice su pasivne elektroničke komponente s dva terminala koje pohranjuju energiju (umjesto da pohranjuju elektrostatičku energiju) u magnetskom polju kada kroz njih prolazi električna struja. Prigušnice se koriste za blokiranje izmjeničnih struja, istovremeno dopuštajući prolaz istosmjernih struja. 

Prigušnice se često koriste za filtriranje ili blokiranje određenih signala, na primjer, blokiranje smetnji u radio opremi ili se koriste zajedno s kondenzatorima za izradu podešenih krugova, za manipulaciju izmjeničnim signalima u preklopljenim izvorima napajanja, tj. TV prijamnik.

5. Diode - preusmjeravanje energije 
Diode su poluvodičke komponente koje djeluju kao jednosmjerni prekidači za struje. Omogućuju strujama da lako prolaze u jednom smjeru, što omogućuje protok struje samo u jednom smjeru, od anode (+) do katode (-), ali ograničavaju strujanje da teče u suprotnom smjeru, što može prouzročiti štetu.

Najpopularnija dioda kod hobista je dioda koja emitira svjetlost ili LED. Kao što sugerira prvi dio imena, koriste se za emitiranje svjetlosti, ali onaj tko je pokušao zalemiti, zna da je to dioda, pa je važno ispraviti orijentaciju, inače LED neće svijetliti .

6. Transformatori - prijenos energije
Funkcija transformatora je prijenos električne energije iz jednog kruga u drugi, s povećanjem ili smanjenjem napona. Opći transformatori prenose snagu s jednog izvora na drugi kroz proces koji se naziva "indukcija". Kao i kod otpornika, oni tehnički reguliraju struju. Najveća je razlika u tome što pružaju više električne izolacije od kontroliranog otpora "transformiranjem" napona. Možda ste na telegrafskim stupovima vidjeli velike industrijske transformatore; oni smanjuju napon s nadzemnih dalekovoda, obično nekoliko stotina tisuća volti, na nekoliko stotina volti obično potrebnih za kućanstvo.

PCB transformatori sastoje se od dva ili više zasebnih induktivnih krugova (zvanih namoti) i meke željezne jezgre. Primarni namot je za izvorni krug - ili odakle će energija dolaziti - a sekundarni namot za prihvatni krug - kamo energija ide. Transformatori rastavljaju velike količine napona na manje struje kojima se više može upravljati kako ne bi preopteretili ili preopteretili opremu.

7. Integrirani krugovi - Elektrane
IC-ovi ili integrirani krugovi su sklopovi i komponente koji su skupljeni na pločice od poluvodičkog materijala. Ogroman broj komponenata koje se mogu uklopiti u jedan čip ono je što je stvorilo prve kalkulatore i sada moćna računala od pametnih telefona do superračunala. Obično su mozak šireg kruga. Krug je obično zatvoren u crno plastično kućište koje može biti u svim oblicima i veličinama i imati vidljive kontakte, bilo da se radi o vodovima koji se protežu iz tijela ili kontaktnim pločicama izravno ispod, na primjer, BGA čipova.

8. Kristalni oscilatori - precizni mjerači vremena
Kristalni oscilatori daju sat u mnogim krugovima koji zahtijevaju precizne i stabilne vremenske elemente. Oni proizvode periodični elektronički signal fizički uzrokujući titranje piezoelektričnog materijala, kristala, pa otuda i naziv. Svaki kristalni oscilator dizajniran je da vibrira na određenoj frekvenciji, stabilniji je, ekonomičniji i ima mali faktor oblika u usporedbi s drugim vremenskim metodama. Iz tog se razloga obično koriste kao precizni mjerači vremena za mikrokontrolere ili češće u kvarcnim ručnim satovima.

9. Potenciometri - promjenjivi otpor
Potenciometri su oblik promjenjivog otpora. Obično su dostupni u rotacijskim i linearnim tipovima. Okretanjem gumba rotacijskog potenciometra mijenja se otpor dok se klizni kontakt pomiče preko polukružnog otpora. Klasični primjer rotacijskih potenciometara je regulator glasnoće na radijima gdje rotacijski potenciometar kontrolira količinu struje na pojačalu. Linearni potenciometar je isti, osim što se otpor mijenja linearnim pomicanjem kliznog kontakta na otporu. Izvrsni su kad je potrebno fino podešavanje na terenu.  

10. SCR (Silicijski kontrolirani ispravljač) - Kontrola jake struje
Poznati i kao tiristori, silicijski kontrolirani ispravljači (SCR) slični su tranzistorima i diodama - zapravo su u stvari dva tranzistora koji rade zajedno. Oni također imaju tri kabela, ali se sastoje od četiri sloja silicija umjesto od tri i funkcioniraju samo kao prekidači, a ne kao pojačala. Druga važna razlika je u tome što je za aktiviranje prekidača potreban samo jedan impuls, dok se u slučaju jednog tranzistora struja mora kontinuirano primjenjivati. Prikladniji su za prebacivanje veće količine energije.

11. Senzori
Senzori su uređaji čija je funkcija otkrivanje promjena u okolišu i generiranje električnog signala koji odgovara toj promjeni, a koji se šalje ostalim elektroničkim komponentama u krugu. Senzori pretvaraju energiju iz fizičkog fenomena u električnu energiju, pa su oni zapravo pretvarači (energiju pretvaraju u jedan oblik u drugi). Mogu biti bilo što, od vrste otpornika u detektoru temperature otpora (RTD), do LED-a koji detektiraju dolazne signale, na primjer na daljinskom televizoru. Postoji široka paleta senzora za različite podražaje iz okoline, na primjer senzori vlage, svjetlosti, kvalitete zraka, dodira, zvuka, vlage i pokreta.

12. Prekidači i releji - tipke za napajanje
Osnovna komponenta koja se lako zanemaruje, prekidač je jednostavno tipka za napajanje za kontrolu protoka struje u krugu, prebacivanjem između otvorenog ili zatvorenog kruga. Prilično se razlikuju po fizičkom izgledu, od klizača, okretnog gumba, tipke, ručice, prekidača, prekidača tipki i popis se nastavlja. Slično tome, relej je elektromagnetski prekidač kojim se upravlja preko solenoida, koji postaje poput svojevrsnog privremenog magneta kad struja prolazi kroz njega. Oni funkcioniraju kao sklopke i također mogu pojačati male struje na veće.

13. Baterije - opskrba energijom
U teoriji svi znaju što je baterija. Možda najčešće kupljena komponenta na ovom popisu, baterije koriste ne samo elektronički inženjeri i hobisti. Ljudi koriste ovaj mali uređaj za napajanje svojih svakodnevnih predmeta; daljinski upravljači, svjetiljke, igračke, punjači i još mnogo toga.

Na PCB-u baterija u osnovi pohranjuje kemijsku energiju i pretvara je u korisnu elektroničku energiju za napajanje različitih krugova prisutnih na ploči. Koriste vanjski krug kako bi omogućili protok elektrona s jedne elektrode na drugu. To tvori funkcionalnu (ali ograničenu) električnu struju.

Struja je ograničena postupkom pretvorbe kemijske energije u električnu. Za neke baterije ovaj bi postupak mogao završiti za nekoliko dana. Drugima bi mogli proći mjeseci ili godine prije nego što se kemijska energija potpuno potroši. Zbog toga neke baterije (poput baterija u daljinskim upravljačima ili kontrolerima) treba mijenjati svakih nekoliko mjeseci, dok drugima (poput baterija za ručni sat) trebaju godine prije nego što se sve istroše.

Funkcija tiskanih pločica - Zašto nam treba PCB?

PCB-ovi se nalaze u gotovo svim elektroničkim i računalnim uređajima, uključujući matične ploče, mrežne kartice i grafičke kartice s unutarnjim sklopovima koji se nalaze u hard / CD-ROM pogonima. Što se tiče računalnih aplikacija u kojima su potrebni fini vodljivi tragovi, poput prijenosnih računala i stolnih računala, oni služe kao temelj mnogim internim računalnim komponentama, kao što su video kartice, kartice kontrolera, kartice mrežnog sučelja i kartice za proširenje. Sve se ove komponente povezuju s matičnom pločom, koja je ujedno i tiskana pločica.

PCB se također izrađuju fotolitografskim postupkom u većoj verziji načina izrade vodljivih putova u procesorima. 

Iako su PCB-ovi često povezani s računalima, koriste se u mnogim drugim elektroničkim uređajima, osim računala. Na primjer, većina televizora, radija, digitalnih fotoaparata, mobitela i tableta uključuje jednu ili više tiskanih pločica. Međutim, PCB-ovi pronađeni u mobilnim uređajima izgledaju slično onima koji se nalaze u stolnim računalima i velikoj elektronici, ali obično su tanji i sadrže finiji sklop.

Ipak, tiskana pločica široko se koristi u gotovo svoj preciznoj opremi / uređajima, od malih potrošačkih uređaja do ogromnih dijelova strojeva, FMUSER ovime daje popis 10 najčešćih primjena PCB-a (tiskanih pločica) u svakodnevnom životu.

primjena	Primjer
Medicinski uređaji	● Medicinski slikovni sustavi ● Monitori ● Infuzijske pumpe ● Interni uređaji
● Medicinski slikovni sustavi: CT, CAT i ultrazvučni skeneri često koriste PCB, kao i računala koja sastavljaju i analiziraju ove slike. ● Infuzione pumpe: Infuzijske pumpe, poput inzulina i analgezijske pumpe koje kontrolira pacijent, isporučuju precizne količine tekućine pacijentu. PCB pomažu osigurati da ovi proizvodi funkcioniraju pouzdano i točno. ● Monitor: Otkucaji srca, krvni tlak, mjerači glukoze u krvi i još više ovise o elektroničkim komponentama kako bi se dobili točni podaci. ● Interni uređaji: Pejsmejkeri i drugi uređaji koji se interno koriste zahtijevaju male PCB da bi funkcionirali. Zaključak:  Medicinski sektor kontinuirano otkriva sve više namjena za elektroniku. Kako se tehnologija poboljšava i postaju sve manje, gušće i pouzdanije ploče, PCB će igrati sve važniju ulogu u zdravstvu.

primjena	Primjer
Vojne i obrambene primjene	● Komunikacijska oprema: ● Sustavi upravljanja: ● Instrumentacija:
● Komunikacijska oprema: Radijski komunikacijski sustavi i druge kritične komunikacije zahtijevaju da PCB funkcioniraju. ● Sustavi upravljanja: PCB su u središtu upravljačkih sustava za razne vrste opreme, uključujući sustave za ometanje radara, sustave za otkrivanje projektila i još mnogo toga. ● Instrumentacija: PCB omogućuju pokazatelje koje pripadnici vojske koriste za praćenje prijetnji, vođenje vojnih operacija i upravljanje opremom. Zaključak:  Vojska je često na vrhu tehnologije, pa su neke od najnaprednijih primjena PCB-a za vojne i obrambene svrhe. Upotreba PCB-a u vojsci uvelike se razlikuje.

primjena	Primjer
Sigurnosna i zaštitna oprema	● Sigurnosne kamere: ● Detektori dima: ● Elektroničke brave na vratima ● Senzori pokreta i protuprovalni alarmi
● Sigurnosne kamere: Sigurnosne kamere, bilo da se koriste u zatvorenom ili na otvorenom, oslanjaju se na PCB, kao i oprema koja se koristi za nadzor sigurnosnih snimaka. ● Detektori dima: Detektori dima, kao i drugi slični uređaji, poput detektora ugljičnog monoksida, trebaju pouzdane PCB-ove da bi funkcionirali. ● Elektroničke brave za vrata: Moderne elektroničke brave za vrata također sadrže PCB. ● Senzori pokreta i protuprovalni alarmi: Sigurnosni senzori koji otkrivaju kretanje oslanjaju se i na PCB. Zaključak:  PCB igraju bitnu ulogu u mnogim različitim vrstama sigurnosne opreme, pogotovo jer sve više ovih vrsta proizvoda dobiva sposobnost povezivanja na Internet.

primjena	Primjer
LED	● Stambena rasvjeta ● Automobilski displeji ● Računalo prikazuje ● Medicinska rasvjeta ● Osvjetljenje izloga
● Stambena rasvjeta: LED rasvjeta, uključujući pametne žarulje, pomažu vlasnicima kuća da učinkovitije osvjetljavaju svoje posjede. ● Osvjetljenje izloga: Tvrtke mogu koristiti LED diode za natpise i za osvjetljavanje svojih trgovina. ● Automobilski displeji: Pokazatelji nadzorne ploče, farovi, kočiona svjetla i još više mogu koristiti LED PCB-ove. ● Zasloni računala: LED PCB napaja mnoge indikatore i zaslone na prijenosnim i stolnim računalima. ● Medicinska rasvjeta: LED diode pružaju jako svjetlo i daju malo topline, što ih čini idealnim za medicinske primjene, posebno one povezane s kirurgijom i hitnom medicinom. Zaključak:  LED diode postaju sve češće u raznim primjenama, što znači da će PCB vjerojatno i dalje igrati istaknutiju ulogu u osvjetljenju.

primjena	Primjer
Zrakoplovne komponente	● Napajanja ● Oprema za nadzor: ● Komunikacijska oprema
● Napajanje: PCB su ključna komponenta u opremi koja napaja razne zrakoplove, kontrolni toranj, satelitske i druge sustave. ● Oprema za nadzor: Piloti koriste razne vrste opreme za nadzor, uključujući akcelerometre i senzore tlaka, kako bi nadzirali funkciju zrakoplova. Ovi monitori često koriste PCB. ● Komunikacijska oprema: Komunikacija s zemaljskom kontrolom vitalni je dio osiguranja sigurnog zračnog putovanja. Ovi se kritični sustavi oslanjaju na PCB. Zaključak:  Elektronika koja se koristi u zrakoplovnoj primjeni ima slične zahtjeve kao ona koja se koristi u automobilskom sektoru, ali zrakoplovni PCB-i mogu biti izloženi još težim uvjetima. PCB se mogu koristiti u raznoj zrakoplovnoj opremi, uključujući avione, svemirske brodove, satelite i sustave radio komunikacije.

primjena	Primjer
Industrijska oprema	● Proizvodna oprema ● Oprema za napajanje ● Mjerna oprema ● Interni uređaji
● Oprema za proizvodnju: Elektronika zasnovana na PCB-u pokreće električne bušilice i preše koje se koriste u proizvodnji. ● Oprema za napajanje: Komponente koje napajaju mnoge vrste industrijske opreme koriste PCB-ove. Ova oprema za napajanje uključuje pretvarače snage istosmjerne u izmjeničnu struju, opremu za kogeneraciju solarne energije i još mnogo toga. ● Mjerna oprema: PCB često napajaju opremu koja mjeri i kontrolira tlak, temperaturu i druge čimbenike. Zaključak:  Kako robotika, industrijska IoT tehnologija i druge vrste naprednih tehnologija postaju sve češći, u industrijskom sektoru pojavljuju se nove namjene PCB-a.

Aplikacije	Primjer
Pomorske primjene	● Navigacijski sustavi ● Komunikacijski sustavi ● Sustavi upravljanja
● Navigacijski sustavi: Mnoga pomorska plovila oslanjaju se na PCB za svoje navigacijske sustave. PCB-ove možete pronaći u GPS-u i radarskim sustavima, kao i u drugoj opremi. ● Komunikacijski sustavi: Radijski sustavi koje posade koriste za komunikaciju s lukama i drugim brodovima zahtijevaju PCB-ove. ● Sustavi upravljanja: Mnogi upravljački sustavi na pomorskim brodovima, uključujući sustave upravljanja motorom, sustave za raspodjelu snage i sustave autopilota, koriste PCB-ove. Zaključak:  Ovi sustavi autopilota mogu pomoći u stabilizaciji broda, manevriranju, umanjivanju pogrešaka u smjeru i upravljanju aktivnostima kormila.

primjena	Primjer
Consumer Electronics	● Komunikacijski uređaji ● Računala ● Sustavi za zabavu ● Kućanskih aparata
● Komunikacijski uređaji: Za pametne telefone, tablete, pametne satove, radio stanice i druge komunikacijske proizvode PCB-ovi trebaju funkcionirati. ● računala: Računala za osobne i poslovne značajke imaju PCB-ove. ● Sustavi za zabavu: Proizvodi koji se odnose na zabavu poput televizora, stereo uređaja i konzola za video igre oslanjaju se na PCB-ove. ● Kućanskih aparata: Mnogi kućanski uređaji također imaju elektroničke komponente i PCB-ove, uključujući hladnjake, mikrovalne pećnice i aparate za kavu. Zaključak:  Upotreba PCB-a u potrošačkim proizvodima sigurno se ne usporava. Udio Amerikanaca koji posjeduju pametni telefon sada je 77 posto i raste. Mnogi uređaji koji prije nisu bili elektronički sada također dobivaju naprednu elektroničku funkcionalnost i postaju dijelom Interneta stvari (IoT).

primjena	Primjer
Automobilske komponente	● Sustavi za zabavu i navigaciju ● Sustavi upravljanja ● Senzori
● Sustavi za zabavu i navigaciju: Stereo uređaji i sustavi koji integriraju navigaciju i zabavu oslanjaju se na PCB-ove. ● Sustavi upravljanja: Mnogi se sustavi koji kontroliraju osnovne funkcije automobila oslanjaju na elektroniku koja se napaja PCB-ima. To uključuje sustave upravljanja motorom i regulatore goriva. ● Senzori: Kako automobili postaju napredniji, proizvođači uključuju sve više senzora. Ovi senzori mogu nadzirati mrtve točke i upozoravati vozače na obližnje predmete. PCB su također neophodni za sustave koji omogućuju automatsko paralelno parkiranje automobila. Zaključak:  Ti su senzori dio onoga što omogućuje automobilima da se samostalno voze. Očekuje se da će potpuno autonomna vozila postati uobičajena u budućnosti, zbog čega se koristi velik broj tiskanih pločica.

primjena	Primjer
Telekomunikacijska oprema	● Telekom kule ● Uredska komunikacijska oprema ● LED zasloni i indikatori
● Telekom kule: Stanični tornjevi primaju i prenose signale s mobitela i trebaju PCB-ove koji mogu izdržati vanjsko okruženje. ● Uredska komunikacijska oprema: Većina komunikacijske opreme koju možete pronaći u uredu zahtijeva PCB-ove, uključujući sustave za prebacivanje telefona, modeme, usmjerivače i uređaje za glasovni protokol putem Interneta (VoIP). ● LED zasloni i indikatori: Telekom oprema često uključuje LED zaslone i indikatore koji koriste PCB. Zaključak:  Telekomunikacijska industrija neprestano se razvija, a isto tako i PCB-ovi koje sektor koristi. Kako generiramo i prenosimo više podataka, snažni PCB postat će još važniji za komunikaciju.

FMUSER zna da svaka industrija koja koristi elektroničku opremu zahtijeva PCB. Za koju god aplikaciju da koristite PCB-ove, važno je da su pouzdani, pristupačni i dizajnirani da odgovaraju vašim potrebama. 

Kao stručnjak za proizvodnju PCB-a FM radio predajnika, kao i dobavljač rješenja za prijenos zvuka i slike, FMUSER također zna da tražite kvalitetne i povoljne PCB-ove za svoj FM odašiljač, to je ono što mi nudimo, kontaktirajte nas odmah za besplatni upiti za PCB ploče!

▲NAZAD▲

Princip sklopa PCB-a: Prolazni otvor nasuprot površini

Posljednjih godina, posebno na polju poluvodiča, potrebna je povećana potražnja za većom funkcionalnošću, manjom veličinom i dodatnom korisnošću. Postoje dvije metode postavljanja komponenata na tiskanu ploču (PCB), a to su pričvršćivanje kroz rupe (THM) i tehnologija površinskog montiranja (SMT). Razlikuju se u različitim značajkama, prednostima i nedostacima, uzmimo pogled!

Komponente kroz rupe

Postoje dvije vrste komponenata za montažu kroz rupe: 

Aksijalne komponente olova - proći kroz komponentu u ravnoj crti (duž „osi“), s tim da kraj olovne žice izlazi iz komponente na oba kraja. Oba kraja se zatim provlače kroz dvije odvojene rupe na ploči, pružajući komponenti bliži, ravniji spoj. Ove se komponente preferiraju kada se traži čvrsto, kompaktno stajanje. Konfiguracija aksijalnog olova može se dobiti u obliku ugljičnih otpornika, elektrolitskih kondenzatora, osigurača i dioda koje emitiraju svjetlost (LED).

Komponente radijalnog olova - vire iz ploče s vodovima smještenim na jednoj strani komponente. Radijalni vodovi zauzimaju manje površine, što ih čini poželjnijima za ploče velike gustoće. Radijalne komponente dostupne su kao kondenzatori s keramičkim diskom.

* Aksijalni kabel (gore) nasuprot radijalnom kablu (dolje)

Aksijalne olovne komponente prolaze kroz komponentu u ravnoj liniji ("aksijalno"), pri čemu svaki kraj olovne žice izlazi iz komponente na oba kraja. Oba kraja se zatim provlače kroz dvije odvojene rupe na ploči, omogućujući komponenti da se približi, ravnije. 

Općenito, konfiguracija aksijalnog kabela može biti u obliku ugljičnih otpornika, elektrolitskih kondenzatora, osigurača i dioda koje emitiraju svjetlost (LED).

S druge strane, radijalne olovne komponente vire iz ploče, budući da su se njihovi izvodi nalazi na jednoj strani komponente. Obje vrste komponenata kroz rupe su "dvostruke" olovne komponente.

Komponente radijalnog olova dostupne su kao kondenzatori s keramičkim diskom, dok aksijalna konfiguracija olova može biti u obliku ugljičnih otpornika, elektrolitskih kondenzatora, osigurača i dioda koje emitiraju svjetlost (LED).

Aksijalne olovne komponente koriste se zbog čvrstoće na ploči, radijalni odvodi zauzimaju manje površine, što ih čini boljima za ploče velike gustoće

Montaža kroz rupu (THM)
Montaža kroz provrte postupak je kojim se kablovi komponenata stavljaju u izbušene rupe na ogoljenom PCB-u, što je svojevrsni prethodnik Surface Mount Technology. Metoda montaže kroz rupe u modernom pogonu za montažu, ali se još uvijek smatra sekundarnom operacijom i koristi se od uvođenja računala druge generacije. 

Postupak je bio uobičajena praksa sve do uspona tehnologije površinskog montiranja (SMT) u 1980-ima, kada se očekivalo da potpuno prođe kroz rupu. Ipak, usprkos ozbiljnom padu popularnosti tijekom godina, tehnologija kroz rupe pokazala se elastičnom u doba SMT-a, nudeći brojne prednosti i nišne primjene: pouzdanost, i zato montaža kroz rupe zamjenjuje staru točku - točna konstrukcija.

* Veza od točke do točke

Komponente kroz prolaz najbolje se koriste za proizvode visoke pouzdanosti koji zahtijevaju čvršće veze između slojeva. Dok su SMT komponente osigurane samo lemljenjem na površini ploče, vodiči komponenata kroz prolaze kroz ploču, omogućujući komponentama da izdrže veći okolišni stres. Zbog toga se tehnologija prolaznih rupa često koristi u vojnim i zrakoplovnim proizvodima koji mogu doživjeti ekstremna ubrzanja, sudare ili visoke temperature. Tehnologija prolaznih rupa također je korisna u testnim i prototipskim aplikacijama koje ponekad zahtijevaju ručna podešavanja i zamjene.

Sve u svemu, potpuni nestanak rupa iz sklopa PCB-a široka je zabluda. Izuzev gore navedene upotrebe tehnologije kroz rupe, uvijek treba imati na umu čimbenike dostupnosti i cijene. Nisu sve komponente dostupne kao SMD paketi, a neke su prolazne rupe jeftinije.

Također pročitajte: Kroz rupu vs površinski nosač | Koja je razlika?

Tehnologija površinskog montiranja (SMT)
SMT postupak kojim se komponente montiraju izravno na površinu PCB-a. 

Tehnologija površinskog montiranja izvorno je bila poznata kao "planarno montiranje", oko 1960. godine, a široko se koristi sredinom 80-ih.

Danas se gotovo sav elektronički hardver proizvodi SMT-om. To je postalo bitno za dizajn i proizvodnju PCB-a, poboljšanjem ukupne kvalitete i performansi PCB-a, te je uvelike smanjio troškove obrade i rukovanja.  

Komponente koje se koriste za tehnologiju površinskog montiranja su takozvani Surface Mount Packages (SMD). Te komponente imaju vodove ispod ili oko pakiranja. 

Postoji mnogo različitih vrsta SMD paketa različitih oblika i izrađenih od različitih materijala. Te su vrste paketa podijeljene u različite kategorije. Kategorija "Pravokutne pasivne komponente" uglavnom uključuje standardne SMD otpornike i kondenzatore. Kategorije "Tranzistor malog obrisa" (SOT) i "Dioda malog obrisa" (SOD) koriste se za tranzistore i diode. Postoje i paketi koji se uglavnom koriste za integrirane krugove (IC) poput Op-pojačala, primopredajnika i mikrokontrolera. Primjeri paketa koji se koriste za IC-ove su: "Integrirani krug s malim obrisima" (SOIC), "Quad Flat Pack" (QFN) i "Ball Grid Array" (BGA).

Gore spomenuti paketi samo su neki primjeri dostupnih SMD paketa. Na tržištu je dostupno mnogo više vrsta paketa s različitim varijantama.

Ključne razlike između SMT i montaže kroz provrte su 
(a) SMT ne zahtijeva bušenje rupa kroz PCB
(b) SMT komponente su mnogo manje
(c) SMT komponente mogu se postaviti na obje strane ploče. 

Sposobnost postavljanja velikog broja malih komponenata na PCB omogućila je puno gušće, manje performanse i manje PCB-e.

Jednom riječju: najveća je razlika u usporedbi s montažom kroz rupe u tome što nije potrebno bušiti rupe na PCB-u kako bi se stvorila veza između staza na PCB-u i komponentama. 

Kablovi komponente uspostavit će izravan kontakt s takozvanim PAD-ovima na PCB-u. 

Prolazni vodiči komponenata koji prolaze kroz ploču i povezuju slojeve ploče zamijenjeni su "vias" - malim komponentama koje omogućuju provodnu vezu između različitih slojeva PCB-a i koje u osnovi djeluju kao prolazni vodiči . Neke komponente za površinsko montiranje poput BGA komponente su s boljim performansama s kraćim vodovima i više međusobno povezanih pinova koji omogućuju veće brzine. 

▲NAZAD▲

Dijeliti je voditi brigu!

Ostavite poruku 

Lista Poruka