Стандартна PCB

Значението на стандартните PCB-платки

Стандартни PCBs обикновено се отнасят за печатни платки, произведени според стандартизираните спецификации на индустрията, чрез утвърдени процеси и обикновени подложки. Те представляват понятие, противоположно на специализираните PCBs. Основните им характеристики са висока универсалност, стандартизирани процеси и контролируеми разходи. Основно удовлетворяват базовите нужди от свързване на вериги в типични приложения като битова електроника и промишлен контрол.

Стандартизация на подложката

Най-разпространена е употребата на FR-4 епоксидна смола със стъклена материя (отговаряща за повече от 90% от всички стандартни PCBs), докато фенолна хартиена плоча (FR-1/FR-2) се използва в няколко приложения. Характеристиките на подложката отговарят на общите стандарти на IPC (Международна асоциация за електронни индустрии), UL и други. Например, FR-4 има температура на стъклен премин (Tg) около 130~150℃, топлопроводимост 0,3~0,5 W/(м・K) и

диелектрична константа (Dk) на 4,2~4,7@1GHz. Има стабилни характеристики и ниска цена.

диелектрична константа (Dk) на 4,2~4,7@1GHz. Има стабилни характеристики и ниска цена.

Стандартизация на процеса

Следване на глобално приети процеси за производство на PCB (подготовка на материала → пробиване → медно покритие → електролитно покритие → експониране → травене → лак за лепене → повърхностна обработка → формоване → тестване), параметри на процесите и

изискванията за прецизност са стандартизирани в индустрията:

· Стандартна ширина на линия/разстояние: ≥0,1 mm (4 mil);

· Минимален диаметър на отвора: ≥0,3 mm;

· Повърхностна обработка: Предпочитат се стандартизирани процеси като HASL (високоскоростно ламиниране с олово), ENIG (електролитно злато върху никел) и никел-златно покритие;

· Брой слоеве: Предимно едностранни/двустранни платки, многослойни платки (4~8 слоя) също попадат в стандартния диапазон (повече от 12 слоя най-често се класифицират като висококласни PCB).

Генерализация на сценариите за приложение

Съвместим е с обикновени вериги без специални изисквания за производителност, като например:

· Битова електроника: Телевизионни платки, рутери, платки за управление на малки битови уреди;

· Промишлен контрол: обикновени модули на програмируеми логически контролери (PLC), платки за управление на нисковолтови релета;

· Канцеларско оборудване: принтерни платки, платки за управление на копирни машини;

· Автомобилна електроника: печатни платки за системи за развлекателство в превозни средства.

Основната разлика между стандартните и специалните платки

Ключови отраслови спецификации за стандартни PCB

· Международни стандарти: IPC-2221: Общ стандарт за проектиране на твърди PCB;

· IPC-6012: Спецификации за квалификация и производителност на твърди PCB;

· UL 94: Стандарт за огнеупорност (стандартните PCB трябва да отговарят на класификация V-0).

· Стандарти за размери: Размерите на общи платки са 1,2 m × 1 m, 1,2 m × 1,5 m и др., с дебелини предимно 0,8 mm, 1,0 mm и 1,6 mm (най-разпространени), които отговарят на изискванията за монтаж на повечето уреди.

· Изпитвателни стандарти: ППС трябва да преминат тестове за непрекъснатост (тест с летящ зонд/тест на мрежов списък), тестове за устойчивост на изолацията и тестове за лепене преди напускане на фабриката, за да се гарантира, че основните електрически параметри отговарят на стандарта.

Общи типове

Класифициране по брой слоеве:

· Едностранна ППС: Само едната страна има електрическа верига, най-ниска цена, подходяща за прости вериги;

· Двустранна ППС: И двете страни имат електрическа верига, свързани чрез преходни отвори, основният тип стандартна ППС;

· Многослойна ППС (4-8 слоя): Включва вътрешни слоеве с електрическа верига, подходяща за сложни вериги, все още в рамките на стандартната категория.

· Класифициране по структура: Всички са твърди ППС (еластичните ППС са специални ППС), с фиксирана форма и не могат да се огъват.

Стандартните ППС (предимно въз основа на FR-4 подложка) са станали най-широко използваният тип платка в електронните устройства поради основните си характеристики като стандартизиране, универсалност и висока икономическа ефективност. Предимствата им са следните:

Оптимално предимство по отношение на цена

· Ниска цена на подложката: FR-4 епоксидна смола от стъклено влакно в момента е подложката за ППС с най-голям мащаб на масово производство. Цената на суровините е само 1/10 до 1/50 от тази на специални подложки като керамика и Роджърс, и

доставките са стабилни;

· Ниска технологична цена: Използва напълно стандартизиран производствен процес, без нужда от специално оборудване или персонализирани технологии, а добивът при масовото производство е до 98% или повече, което допълнително намалява единичната цена;

· Ниска закупувачна цена: Пазарното предлагане е достатъчно, а веригите на индустрията нагоре и надолу по потока са зрели (платка, обработка, тестване).

Може да се постигне ниска единична цена дори при поръчки в малки и средни серии, което го прави подходящо за продукти, чувствителни към разходите, като битова електроника и малки битови уреди.

Зряла система от стандарти

· Стандартизация на проекта: Следвайки глобално признати стандарти като IPC-2221 и UL, проектирането може да използва готови библиотеки без нужда от повторна проверка;

· Стандартизация на процеса: От процесите на пробиване и галванизация до лакиране за лепене и формоване, всички стадии имат ясни отраслови стандарти, като стандартните PCB платки от различни производители са високо съвместими, поради което няма

нужда от промяна на проекта при смяна на доставчика;

· Стандартизация на тестването: Процесите за проверка като тест за непрекъснатост, изолационен тест и тест за лепкавост са унифицирани, качеството на продукта може да се измерва и проследява, което намалява рисковете от дефекти.

Широк диапазон от универсалност и адаптивност

· Адаптивност към сценарии:

** Обхваща над 90% от конвенционалните електронни устройства, включително битова електроника (телевизори, рутери), индустриален контрол (обикновени PLC), офис техника (принтери) и автомобилна електроника (системи за развлечения в превозни средства),

което отстранява необходимостта от персонализация за отделни сценарии. **Съвместимост с компоненти:**

** Поддържа всички конвенционално опаковани компоненти (повърхностно монтирани, чрез отвори), адаптиран към основните процеси на запояване като THT и SMT, осигуряваща висока гъвкавост при проектирането.

· Покритие на слоеве:

** От едностранни до 8-слоевни платки, всички попадат в стандартната категория PCB, отговарящи на нуждите от прости схеми (контролни платки за играчки) до сложни схеми (майчини платки за компютри).

Стабилни основни характеристики

· Надеждни електрически параметри: Стабилен диелектричен коефициент (4,2~4,7@1GHz), изолационната якост отговаря на изискванията за обикновени нисковолтови/високоволтови вериги (изпитване при променливо напрежение 2000V), и предаване на сигнала

загубите са пренебрежими при ниски честоти (<2 GHz);

· Отговаря на стандарти за механични характеристики: Висока твърдост и не се деформира лесно, FR-4 платка с дебелина 1,6 mm може да издържи обичайни монтажни натоварвания (като фиксиране с винтове и включване/изключване на съединители), което отговаря на

изискванията за структурна поддръжка на оборудването;

· Приспособяване към околната среда: Дългосрочните характеристики не се влошават при нормална температура (-20℃~85℃) и в суха среда, подходящо за експлоатационните условия на повечето вътрешни електронни устройства.

Удобен доставен верига и доставка

· Кратък производствен цикъл: Стандартизирани процеси премахват нуждата от персонализирано разработване, като сроковете за доставка при поръчки в малки и средни серии са само 3-5 дни, значително по-бързо от специализираните PCB (обикновено 10-15 дни);

· Широк избор от доставчици: Десетки хиляди стандартизирани производители на PCB по целия свят, вариращи от големи фабрики до малки работилници, осигуряват достатъчно пространство за преговори за покупателите;

· Удобно следпродажбено обслужване и поддръжка: Стандартните PCB предлагат ниски разходи за откриване на повреди и подмяна, като позволяват на персонала за поддръжка бързо да идентифицира веригите и да сменя компонентите, намалявайки простоюването на оборудването

разходи за поддръжка.

Ниско-барерно проектиране и производство

Нисък праг за проектиране: Инженерите не се налага да владеят характеристиките на специални субстрати (като синтероването на керамика или високочестотното проектиране на Rogers); обичайни познания по електронно инженерство са напълно достатъчни за

завършване на проекта. Нисък праг за производство: Малки и средни фабрики също могат да постигнат масово производство чрез стандартизирано оборудване (сверлилни машини, експозиционни машини, линии за травяне), без нужда от високи инвестиции в оборудване, което допълнително намалява разходите.

освен това допринася за още по-ниски разходи.