PCB estàndard

El significat de PCB estàndard

PCBs estàndar fan generalment referència a plaques de circuit imprès fabricades segons especificacions industrials estàndard, utilitzant processos madurs i suports convencionals. Són un concepte relatiu respecte als PCB especialitzats. Les seves característiques principals són l'alta versatilitat, els processos estandarditzats i els costos controlables. Principalment satisfan les necessitats bàsiques de connexió de circuits en escenaris habituals com l'electrònica de consum i el control industrial.

Estandardització del suport

L'ús principal és la placa de fibra de vidre amb resina epòxica FR-4 (representa més del 90% del total de PCB estàndard), mentre que la placa fenòlica de paper (FR-1/FR-2) s'utilitza en algunes aplicacions. Les prestacions del suport compleixen els estàndards generals de l'IPC (International Electron Industries Connection Association), UL i altres normes.

per exemple, el FR-4 té una temperatura de transició vítria (Tg) d'uns 130~150℃, conductivitat tèrmica de 0,3~0,5 W/(m・K) i

constant dielèctrica (Dk) de 4,2~4,7@1GHz. Té un rendiment estable i un cost baix.

Normalització del procés

Seguint els processos de fabricació de PCB àmpliament acceptats a nivell mundial (preparació del material → perforació → plata de coure → galvanoplàstia → exposició → gravat → màscara de soldadura → tractament superficial → moldatge → proves), els paràmetres de processament i

els requisits de precisió estan tots normalitzats dins del sector:

· Amplada/espaiat estàndard de traça: ≥0,1 mm (4 mil);

· Diàmetre mínim de forat: ≥0,3 mm;

· Tractament superficial: Prefereix processos estandarditzats com ara HASL (laminat d'estany amb alta resistència), ENIG (niquelació amb injecció d'or) i galvanoplàstia de níquel-aur;

· Nombre de capes: Principalment circuits d'una/doble cara, encara que els circuits multicapa (4~8 capes) també entren dins del rang estàndard (més de 12 capes sol classificar-se com a PCB d'alta gamma).

Generalització d'escenaris d'aplicació

És compatible amb circuits convencionals sense requisits especials de rendiment, com per exemple:

· Electrònica de consum: Plaques mare de televisors, targetes de circuits de routers, plaques de control d'electrodomèstics petits;

· Control industrial: mòduls PLC ordinàris, plaques de control de relés de baixa tensió;

· Equipament d'oficina: placas mare d'impressores, taules de control de fotocopiadores;

· Electrònica automotriu: pCB del sistema d'entreteniment a bord.

La diferència fonamental entre PCB estàndard i PCB especials

Especificacions clau de la indústria per a circuits imprès estàndard

· Estàndards internacionals: IPC-2221: Norma general de disseny per a PCB rígids;

· IPC-6012: Qualificació i especificacions de rendiment per a PCB rígids;

· UL 94: Norma de retardant de flama (els PCB estàndard han de complir la qualificació V-0).

· Normes de mida: Les mides habituals de les plaques són 1,2 m × 1 m, 1,2 m × 1,5 m, etc., amb gruixos principalment de 0,8 mm, 1,0 mm i 1,6 mm (el més comú), complint els requisits d'instal·lació de la majoria d'equips.

· Normes de proves: Els PCB han de superar proves de continuïtat (prova amb sonda volant/prova de llistat de connexions), proves de resistència d'aïllament i proves de soldabilitat abans de sortir de fàbrica, per garantir que el rendiment elèctric bàsic compleixi les normes.

Tipus habituals

Classificat segons el nombre de capes:

· PCB d'una sola cara: Només un costat té circuit, cost més baix, adequat per a circuits senzills;

· PCB de doble cara: Ambdós costats tenen circuit, interconnectats mitjançant forats metallitzats, el tipus principal de PCB estàndard;

· PCB multicapa (4-8 capes): Inclou circuit en capes interiors, adequat per a circuits complexos, encara dins de la categoria estàndard.

· Classificat segons l'estructura: Tots són PCB rígids (els PCB flexibles són PCB especials), amb forma fixa i no es poden doblegar.

Els PCB estàndard (principalment basats en suport FR-4) s'han convertit en el tipus més utilitzat de placa de circuit en dispositius electrònics degut a les seves característiques principals d'estandardització, versatilitat i elevada relació qualitat-preu. Les seves avantatges específiques són els següents:

Avantatge de cost òptim

· Cost baix del suport: La placa de fibra de vidre amb resina epoxi FR-4 és actualment el suport de PCB amb l'escala de producció massiva més gran. El preu de la matèria primera és només d'1/10 a 1/50 del de suports especials com la ceràmica o Rogers, i

l'oferta és estable;

· Cost baix del procés: Utilitza un procés de fabricació completament estandaritzat, sense necessitat d'equips especials ni processos personalitzats, i el rendiment de producció massiva és d'un 98 % o superior, reduint encara més el cost unitari;

· Cost baix d'adquisició: L'oferta del mercat és suficient i les cadenes industrials a montant i a davall són madures (placa, processament, proves).

És possible obtenir preus unitaris baixos fins i tot en compres de lots mitjans i petits, cosa que el fa adequat per a productes sensibles al cost com l'electrònica de consum i els electrodomèstics petits.

Sistema d'estandardització madur

· Normalització del disseny: Seguint estàndards reconeguts mundialment com ara IPC-2221 i UL, els dissenyadors poden utilitzar directament llibreries de disseny madures sense necessitat de tornar-les a verificar;

· Normalització del procés: Des del perforat i la galvanoplàstia fins al mascarat de soldadura i el motatge, tots els processos disposen d'estàndards industrials clars, i els PCB estàndard produïts per diferents fabricants són altament compatibles, de manera que no hi ha

necessitat d'ajustar el disseny quan es canvien de proveïdors;

· Normalització de les proves: Els processos de verificació, com ara les proves de continuïtat, aïllament i soldabilitat, estan unificats, i la qualitat del producte es pot quantificar i traçar, reduint així els riscos de qualitat.

Ampla versatilitat i adaptabilitat

· Adaptabilitat a escenaris:

** Cobereix més del 90% dels dispositius electrònics convencionals, incloent electrònica de consum (televisors, routers), control industrial (PLC ordinàries), equipament d'oficina (impressores) i electrònica automotriu (sistemes d'entreteniment a bord),

eliminant la necessitat de personalització per a escenaris individuals. **Compatibilitat de components:

** Suporta tots els components d'embalatge convencional (de muntatge en superfície, de forat passant), adaptant-se als processos de soldadura habituals com THT i SMT, oferint una gran flexibilitat de disseny.

· Cobertura de capes:

** Des de placa d'un sol costat fins a placa de 8 capes, tot forma part de la categoria estàndard de PCB, satisfent les necessitats des de circuits senzills (placas de control de joguines) fins a circuits complexos (placas base d'ordinador).

Rendiment bàsic estable

· Rendiment elèctric fiable: Constant dielèctrica estable (4,2~4,7@1GHz), resistència d'aïllament que compleix els requisits dels circuits convencionals de baixa/alta tensió (prova de resistència a 2000V CA) i transmissió de senyal

la pèrdua és negligible en escenaris de baixa freqüència (<2GHz);

· Compleix amb els estàndards de rendiment mecànic: Alta duresa i no es deforma fàcilment, la PCB FR-4 d'1,6 mm d'gruix pot suportar esforços d'instal·lació convencionals (com la fixació amb cargols i la connexió i desconnexió de connectors), satisfent

els requisits de suport estructural de l'equipament;

· Adaptabilitat ambiental: El rendiment no es degrada a llarg termini en condicions de temperatura normal (-20 ℃ ~ 85 ℃) i en ambients secs, adequat per a les condicions d'ús de la majoria d'equips electrònics interiors.

Subministrament convenient de la cadena d'aprovisionament i lliurament

· Cicle de producció curt: Els processos estandarditzats eliminen la necessitat de desenvolupament personalitzat, amb cicles de lliurament per a comandes de lots petits i mitjans en només 3-5 dies, molt més ràpids que les PCB especialitzades (típicament 10-15 dies);

· Gran varietat de proveïdors: Tens de milers de fabricants estàndard de PCB arreu del món, des de grans fàbriques fins a petits tallers, que ofereixen ampli marge de negociació als compradors;

· Servei tècnic i manteniment convenient: Els PCB estàndard ofereixen uns costos baixos en la detecció i substitució d'errors, permetent al personal de manteniment identificar ràpidament els circuits i substituir components, reduint així el temps d'inactivitat dels equips

costos de manteniment.

Disseny i producció amb baixes barreres

Baix llindar de disseny: Els enginyers no necessiten conèixer les característiques de substrats especials (com el procés de sinterització de ceràmiques o el disseny d'alta freqüència de Rogers); n'hi ha prou amb coneixements electrònics generals per

completar el disseny. Baix llindar de producció: Les fàbriques mitjanes i petites també poden assolir la producció massiva mitjançant equips estandaritzats (màquines de perforació, màquines d'exposició, línies de gravat) sense necessitat d'una inversió elevada en equipament

i, a més, reduint encara més els costos.