Čo je to pevná doska s plošnými spojmi?
Pevná doska s plošnými spojmi (PCB) je typ dosky s plošnými spojmi, ktorá má pevnú základnú vrstvu, ktorá sa nemôže ohýbať. Pevné dosky plošných spojov sú vyrobené z keramických alebo sklenených materiálov a sú trvanlivé, schopné odolávať vysokému teplu a dlhodobému vystaveniu prvkom. Často sa používajú v zariadeniach, ktoré vyžadujú tuhosť, ako sú počítače a tlačiarne, a sú vhodné pre oblasti s vysokým využitím.
Prečo si vybrať nás
Profesionálny tím
Poskytovateľ bezpečnostných služieb, ktorému zákazníci dôverujú, slúži zákazníkom v mnohých odvetviach, ako sú vláda a podniky, financie, lekárska starostlivosť, internet, elektronický obchod atď.
Technická podpora
Náš tím odborníkov je k dispozícii, aby vám pomohol s riešením problémov, odpovedal na technické otázky a poskytol rady.
Spoľahlivé zásobovanie
Ponúkame vertikálne integrovaný model dodávateľského reťazca, aby sme zabezpečili spoľahlivé dlhodobé dodávky a úplnú sledovateľnosť.
Zákaznícky servis
Uprednostňujeme otvorenú komunikáciu, aby sme riešili špecifické požiadavky našich klientov a dodávali personalizované riešenia.
Trvanlivosť a spoľahlivosť
Pevné dosky plošných spojov sú vyrobené z tvrdých a odolných materiálov, ako je sklolaminát alebo epoxidová živica, ktoré poskytujú pevný základ pre komponenty. Táto konštrukčná pevnosť zaisťuje, že dosky vydržia fyzické namáhanie a sú menej náchylné na poškodenie počas manipulácie, výroby a prevádzky.
Jednoduchosť výroby a montáže
Tuhosť týchto dosiek uľahčuje manipuláciu s nimi počas procesu montáže. Komponenty sa dajú na dosku jednoducho prispájkovať a riziko poškodenia dosky pri montáži je nižšie v porovnaní s ohybnými DPS.
Vysoká hustota komponentov
Pevné dosky plošných spojov môžu podporovať vysokú hustotu komponentov a obvodov. To je obzvlášť výhodné v aplikáciách, kde je priestor prvoradý, ako napríklad v smartfónoch a iných kompaktných elektronických zariadeniach.
Tepelná stabilita
Pevné dosky plošných spojov zvyčajne vykazujú dobrú tepelnú stabilitu, čo znamená, že vydržia vysoké teploty bez deformácie. To je rozhodujúce pre aplikácie s vysokým výkonom a prostredia, kde je doska plošných spojov vystavená značnému teplu.
Nákladová efektívnosť
Pre hromadnú výrobu sú pevné dosky plošných spojov vo všeobecnosti nákladovo efektívnejšie v porovnaní s flexibilnými alebo neohybnými plošnými spojmi. Štandardizácia materiálov a výrobných procesov ich robí dostupnejšími pre veľkosériovú výrobu.
Konzistentná kvalita
Vďaka dobre zavedeným výrobným procesom majú pevné dosky plošných spojov tendenciu mať konzistentnú kvalitu a výkon. Táto predvídateľnosť je nevyhnutná v odvetviach, kde je spoľahlivosť rozhodujúca, ako napríklad v lekárskych zariadeniach alebo aplikáciách v letectve.
Kompatibilita vysokorýchlostných obvodov
Pevné dosky plošných spojov sú schopné podporovať vysokorýchlostné obvody. Poskytujú stabilnú platformu pre vysokofrekvenčné obvody, čo je nevyhnutné v telekomunikáciách a výpočtovej technike.
Odolnosť voči životnému prostrediu
Mnoho pevných dosiek plošných spojov je navrhnutých tak, aby odolali drsným podmienkam prostredia vrátane vystavenia chemikáliám, vlhkosti a extrémnym teplotám. Vďaka tomu sú vhodné na použitie vo vonkajších a priemyselných aplikáciách.
Použitie pevných dosiek plošných spojov
Pevné dosky s plošnými spojmi zvyšujú hustotu obvodov, čo vedie k zníženiu veľkosti aj hmotnosti dosky. Aplikácie pevných PCB sú také rozmanité ako samotná elektronika. Tu je len niekoľko príkladov:
Výpočet:Od stolných počítačov po notebooky a smartfóny tvoria pevné dosky plošných spojov chrbticu týchto zariadení, spájajú procesory, pamäť a ďalšie dôležité komponenty.
Spotrebná elektronika:Televízory, fotoaparáty, herné konzoly a ďalšie sa spoliehajú na pevné dosky plošných spojov pre svoje vnútorné obvody.
Priemyselné aplikácie:Napájacie zdroje, ovládače motorov a rôzne priemyselné zariadenia využívajú pevné dosky plošných spojov pre ich robustný výkon a riadenie tepla.
Lekárske pomôcky:Kardiostimulátory, defibrilátory a ďalšie dôležité lekárske zariadenia závisia od spoľahlivosti a presnosti pevných PCB.
Letectvo a obrana:Satelity, elektronika lietadiel a vojenské vybavenie často vyžadujú robustnosť a stabilitu pevných PCB.
Typy pevných dosiek plošných spojov
Jednou z výhod pevných dosiek plošných spojov je ich schopnosť pracovať pri rôznych projektových špecifikáciách a konfiguráciách. V MCL ponúkame pevné PCB v rôznych typoch, vrátane:
Jednostranné:Jednostranné dosky plošných spojov sú pôvodné PCB. Majú jednu vrstvu vodivého materiálu a všetky komponenty sú umiestnené na jednej strane dosky. Vďaka jednoduchému dizajnu sa jednostranné dosky plošných spojov rýchlo a jednoducho vyrábajú, čím sa znižuje možnosť chýb. Tejto cenovo výhodnej konfigurácii sa darí v dizajnoch s nízkou hustotou.
Obojstranné:Namiesto jednej vodivej vrstvy využívajú obojstranné dosky plošných spojov medené vodivé vrstvy na oboch stranách. S dvojnásobným priestorom pre komponenty majú obojstranné dosky plošných spojov viac možností dizajnu a zvýšenú zložitosť obvodov, vďaka čomu sú použiteľné pre širokú škálu projektov.
Viacvrstvové:Tento typ PCB používa tri alebo viac vrstiev vodivého materiálu naskladaných v strede s niekoľkými ďalšími vrstvami obklopujúcimi jadro. Vďaka početným vrstvám a pokročilému procesu vytvrdzovania viacvrstvové dosky znižujú potrebu prepojovacej kabeláže, šetria priestor a výsledkom sú hustá a odolná PCB.
Nosná doska alebo mechanická rozpera:Keď potrebujete pevnú podložku na poskytnutie podpory počas procesu montáže pre veľmi tenké PCB, niektoré spoločnosti sa môžu rozhodnúť použiť nosnú dosku, ktorá nemá žiadne vodivé vrstvy. Akákoľvek doska s plošnými spojmi, ktorá sa používa na mechanické operácie, má medené vrstvy alebo vyžaduje elektrické pripojenie. V MCL dokážeme vytvoriť holú pevnú dosku plošných spojov podľa vašich presných špecifikácií, aby podporila všetky komponenty a zariadenia, s ktorými chcete pracovať.
Ako sa vyrábajú pevné dosky plošných spojov?
Z čoho sú PCB vyrobené?
Pevná doska plošných spojov obsahuje rôzne vrstvy, ktoré sú navzájom spojené pomocou lepidla a tepla, čím doskovému materiálu poskytujú pevný tvar. Nasledujúce vrstvy sa používajú na vývoj pevnej dosky plošných spojov.
Substrátová vrstva
Vrstva substrátu, tiež označovaný ako základný materiál, je vyrobená zo sklených vlákien. FR4 sa používa hlavne ako podkladový materiál, najbežnejšie sklolaminát, ktorý doske poskytuje tuhosť a tuhosť. Ako základný materiál sa používajú aj fenoly a epoxidy, ktoré však nie sú také kvalitné ako FR4. Sú však lacnejšie a majú jedinečný mizerný zápach. Teplota rozkladu fenolových látok je príliš nízka, čo vedie k delaminácii vrstvy, ak je spájka umiestnená na dlhú dobu.
Medená vrstva
Na vrchnú vrstvu substrátu sa pomocou pridaného množstva tepla a lepidla nalaminuje na dosku medená fólia. Pri každodennom používaní sú obe strany dosky laminované meďou; niektoré lacné elektroniky sa však dodávajú len s jednou vrstvou medeného materiálu na doske. Rôzne dosky sa dodávajú s rôznymi hrúbkami, ktoré sú opísané v unciach na štvorcový meter.
Spájkovacia maskovacia vrstva
Spájkovacia maskovacia vrstva sa nachádza nad medenou vrstvou. Táto vrstva sa pridáva na dosku, aby sa pridala izolácia na medenú vrstvu, aby sa predišlo akémukoľvek poškodeniu, ak sa medenej vrstvy dotkne akýkoľvek vodivý materiál.
Vrstva sieťotlače
Vrstva sieťotlače sa nachádza nad vrstvou spájkovacej masky. Používa sa na pridávanie znakov alebo symbolov na tabuľu, aby ste lepšie porozumeli tabuli. Biela farba sa používa hlavne na sieťotlač. K dispozícii sú však aj iné farby vrátane šedej, červenej, čiernej a žltej.
Ako sa líšia pevné PCB a ohybné obvody?
Pevná doska plošných spojov, zvyčajne známa jednoducho ako PCB, je to, čo si väčšina ľudí predstaví, keď si predstaví dosku plošných spojov. Tieto dosky spájajú elektrické komponenty pomocou vodivých dráh a iných prvkov, ktoré sú usporiadané na nevodivom substráte. V pevnej doske plošných spojov obsahuje nevodivý substrát zvyčajne sklo, ktoré dosku spevňuje a dodáva jej pevnosť a tuhosť. Pevná doska plošných spojov poskytuje skvelú oporu pre komponenty, ako aj slušný tepelný odpor.
Hoci flexibilná doska plošných spojov obsahuje aj vodivé dráhy na nevodivom substráte, tento typ dosky plošných spojov používa flexibilný základný materiál, ako je polyimid. Flexibilná základňa umožňuje flexibilným obvodom odolávať vibráciám, odvádzať teplo a poskladať sa do rôznych tvarov. Vďaka svojej štruktúre sa flex obvody čoraz častejšie používajú v kompaktnej a inovatívnej elektronike.
Okrem materiálu základnej vrstvy a tuhosti, pozoruhodné rozdiely medzi PCB a flex obvodmi zahŕňajú:
Vodivý materiál:Pretože ohybné obvody sa musia ohýbať, výrobcovia môžu ako vodivý materiál použiť pružnejšiu valcovanú žíhanú meď namiesto elektricky nanesenej medi.
Výrobný proces:Namiesto použitia spájkovacej masky používajú výrobcovia flexibilných dosiek plošných spojov proces nazývaný prekrytie alebo prekrytie na ochranu odkrytých obvodov flexibilnej dosky plošných spojov.
Typická cena:Flex obvody zvyčajne stoja viac ako pevné obvody. Flexibilné obvody však vďaka svojej schopnosti zapadnúť do kompaktných priestorov umožňujú inžinierom zmenšiť veľkosť ich produktov, čo vedie k nepriamym úsporám.
Ako si vybrať medzi pevným a flexibilným PCB
Pevné a flexibilné dosky plošných spojov nachádzajú využitie v mnohých rôznych produktoch, aj keď niektoré aplikácie môžu ťažiť viac z jedného typu dosky plošných spojov. Napríklad pevné dosky plošných spojov majú zmysel vo väčších produktoch, ako sú televízory a stolné počítače, zatiaľ čo flexibilné obvody sú potrebné pre kompaktnejšie produkty, ako sú smartfóny a nositeľné technológie.
PCB v drsnom prostredí: Aké preventívne opatrenia treba prijať?
Niektoré kategórie elektronických zariadení musia fungovať v obzvlášť náročných podmienkach, ako je soľ, prach, piesok alebo extrémne teploty. Aby sa zabezpečilo, že elektronický obvod bude naďalej fungovať ako za normálnych podmienok, musí byť doska plošných spojov navrhnutá tak, aby odolala týmto udalostiam bez poškodenia. PCB používané napríklad v automobilovom, priemyselnom alebo leteckom sektore sú neustále vystavené vibráciám, mechanickému namáhaniu, nárazom, veľmi širokým teplotným výkyvom a ďalším.
Hlavné výzvy, ktorým čelia PCB v drsnom prostredí, možno zhrnúť takto:
Vlhkosť, prach a nečistoty:Aby sa zabránilo týmto environmentálnym faktorom, je často potrebné ošetriť PCB špeciálnym procesom známym ako konformné poťahovanie. S ním je DPS po procese montáže pokrytá tenkou vrstvou nevodivého ochranného materiálu, ako je kremík, akryl, uretán alebo p-xylén. Povlak umožňuje predĺžiť životnosť elektronického obvodu tým, že ho chráni pred vonkajšími nečistotami.
Vysoké teploty:Ak má DPS pracovať nepretržite pri teplotách nad štandardom, je lepšie použiť vrstvy s hrubšou meďou (ťažká meď). Hrúbka medi väčšia ako 3 unce na štvorcovú stopu sa zvyčajne kombinuje s aplikáciou vyhovujúceho povlaku, aby sa doska poskytla vysoká úroveň ochrany v prípade neprerušovanej prevádzky pri vysokých teplotách. Použitie vrstiev s vyššou teplotou skleného prechodu (Tg), ako sú FR-4 TG140 alebo TG170), poskytuje DPS dodatočnú ochranu pred teplotou
Ionizujúce žiarenie:PCB pre letecké aplikácie sú okrem elektromagnetického žiarenia generovaného slnkom a inými nebeskými telesami bombardované časticami rôznych typov. Toto žiarenie môže spôsobiť dočasné poruchy (ako je prevrátenie bitov alebo vymazanie pamäte) alebo trvalé poškodenie komponentov otrasy a vibrácie, najmä v automobilovom a leteckom priemysle.
Korózia:Je to jedna z hlavných nástrah pre akúkoľvek kovovú časť. Korózia nastáva, keď sa kyslík a kov spájajú navzájom procesom známym ako oxidácia. To vytvára hrdzu a spôsobuje, že kov stráca svoje chemické vlastnosti a časom sa rozkladá. Keďže PCB obsahujú veľké množstvo kovu, ak sú vystavené kyslíku, podliehajú korózii.
Aby sa predišlo poškodeniu spôsobenému atmosférickými činiteľmi, na DPS sa po zložení nanesie nevodivý ochranný povlak známy ako konformný povlak (obrázok 1). Toto sa bežne používa pri doskách plošných spojov pre spotrebiteľov, spotrebiče a mobilné zariadenia, kde je bežné pracovať v prítomnosti vlhkosti, prachu alebo iných nepriaznivých environmentálnych faktorov. Ochranná vrstva nanesená na DPS umožňuje, aby vlhkosť prítomná vo vrstvách DPS prúdila smerom von, pričom bráni vonkajším činiteľom dostať sa k doske a jej komponentom, čo ohrozuje ich fungovanie. Okrem zvýšenia spoľahlivosti, konformný povlak predlžuje životnosť obvodu.
Najbežnejšie typy konformných povlakov sú silikón, akrylová živica, polyuretán a p-xylén, pričom každý z nich je schopný poskytnúť určitú úroveň ochrany. Silikón napríklad dokáže pokryť najširší rozsah teplôt, a preto je najlepšou voľbou pre aplikácie s extrémnymi teplotami. Na druhej strane má silikón slabú priľnavosť na niektorých typoch substrátov a nižšiu chemickú odolnosť ako akrylová živica. Ten vzhľadom na svoju tuhú konštrukciu nie je zvlášť vhodný v prítomnosti otrasov a vibrácií. Polyuretány ponúkajú vysokú odolnosť proti vlhkosti, oderu a vibráciám, dobre odolávajú nízkym teplotám, ale nie vysokým teplotám. Z toho vyplýva, že sa používajú hlavne v aplikáciách s teplotami od -40 stupňov do +120 stupňov . P-xylén je konzistentný materiál, ktorý ponúka vysokú ochranu, ale je drahý a keďže je citlivý na kontaminanty, musí sa aplikovať vo vákuu.
Pokiaľ ide o aplikáciu konformného povlaku DPS, možno použiť štyri techniky: namáčanie, automatizované selektívne nanášanie, striekanie a natieranie. Každá z týchto alternatív dosahuje rovnaký cieľ: úplne zakryť DPS vrátane ostrých hrán a všetkých hrán dosky. Po aplikácii sa konformný náter vytvrdzuje sušením na vzduchu, sušením v peci alebo UV svetlom.
Zvyšujúca sa hustota komponentov na DPS vedie k nevyhnutnému zvýšeniu prevádzkových teplôt, čo je stav, ktorý môže z dlhodobého hľadiska ohroziť integritu zvarov alebo samotných vrstiev v dôsledku expanzie a kontrakcie materiálov s rôznymi fyzikálnymi vlastnosťami. Vysokoteplotná doska plošných spojov by preto mala používať dielektrikum s teplotou skleného prechodu (Tg) najmenej 170 stupňov. Normálne sa používa pravidlo, že prevádzkové teploty sú až o 25 stupňov nižšie ako je hodnota Tg použitého materiálu. Okrem výberu materiálu je možné vysokú teplotu DPS zvládnuť aj odstránením vyprodukovaného tepla a jeho prenosom do iných oblastí DPS. Ak je horúci komponent osadený na vrchnej strane dosky plošných spojov a má dostatočne veľkú plochu, možno naň nainštalovať chladič, ktorý dokáže teplo odvádzať najprv vedením (od súčiastky do chladiča) a potom prúdením (od povrchy chladiča na okolitý, chladnejší vzduch).
Ak je horúca súčiastka namontovaná na spodnej strane dosky plošných spojov a nie je možné namontovať chladič, konštruktéri zvyčajne používajú vloženie veľkého počtu tepelných ciest na dosku plošných spojov na prenos tepla z horúcej súčiastky na vrstva. medi na vrchnej strane DPS, odkiaľ sa môže ďalej prenášať do vhodného chladiča. Chladiče namontované na PCB sú zvyčajne veľké, s rebrovanými alebo zvlnenými povrchmi na zväčšenie plochy rozptylu. Na zlepšenie chladenia s nútenou konvekciou v porovnaní s chladením s prirodzenou konvekciou je možné pridať ventilátory.
Pre dlhodobé vesmírne misie je jedinou dostupnou možnosťou použitie „rad-hard“ komponentov. Tieto komponenty sú oveľa zriedkavejšie a následne drahšie ako štandardné komponenty. V prípade krátkodobých vesmírnych misií (do jedného roka) môže byť povolené používanie štandardných komerčných komponentov na základe analýzy a overenia ich schopnosti odolávať žiareniu. To vám umožňuje znížiť náklady na dizajn vesmírneho vybavenia a rozšíriť výber komponentov dostupných pre dizajn. Použitím rôznych techník navrhovania hardvéru je možné čeliť účinkom žiarenia. Na úrovni návrhu DPS je napríklad dôležité zabezpečiť primerané uzemnenie všetkých kovových častí.
Na zabezpečenie ochrany pred nárazmi a vibráciami je možné dosku plošných spojov nainštalovať do nádoby, do ktorej sa naleje živica, aby bola úplne zapuzdrená. Čím vyššia je vrstva živice, tým lepší je stupeň ochrany. Pokiaľ všetky komponenty na doske nemajú jednotnú výšku, hrúbka živicovej vrstvy sa bude na doske líšiť, čo poskytuje mierne odlišné úrovne ochrany pre každý komponent. Najtenšia vrstva živice teda v najhoršom prípade zodpovedá úrovni ochrany ponúkanej na celej doske. Predtým, než sa začne uvažovať o zapuzdrení živicou, musí byť doska plošných spojov dôkladne vyčistená. Povrchová kontaminácia môže negatívne ovplyvniť úroveň ochrany, ktorú ponúka zapuzdrenie, najmä v prípadoch chemickej odolnosti (pretože poskytuje ľahšiu cestu pre chemické látky).
Naša továreň
Sihui Fuji Electronics Technology Co., Ltd. Spoločnosť bola založená v roku 2009 a už 14 rokov sa zameriava na dlhodobú a spoľahlivú výrobu dosiek plošných spojov. S výrobnou silou allegro proofingu, hromadnou výrobou, viacerými názvami produktov, rôznymi šaržami a krátkou dodacou dobou poskytuje komplexné služby na jednom mieste, aby uspokojila potreby zákazníkov v čo najväčšej miere. Je to čínsky výrobca dosiek s elektronickými obvodmi s bohatými skúsenosťami v oblasti riadenia kvality japonských spoločností. Podnikanie.
FAQ
Ako jeden z popredných výrobcov a dodávateľov plošných spojov s vysokou hustotou v Číne vás srdečne vítame, aby ste si tu kúpili alebo veľkoobchodne kúpili plošné spoje s vysokou hustotou na predaj z našej továrne. Všetky prispôsobené produkty majú vysokú kvalitu a konkurencieschopnú cenu. Kontaktujte nás pre cenovú ponuku a bezplatnú vzorku.