Faste PCB'er

Stiv PCB er et printet kredsløbskort fremstillet med stive isolerende substrater såsom FR-4 epoksyharpiks glasvævssubstrat, fenolisk papirsubstrat eller keramisk substrat som kerne. Det har en fast form, høj hårdhed og kan ikke bøjes eller foldes. Det er i øjeblikket den mest udbredte type PCB. Dets fysiske egenskaber er stabile, og det har ingen fleksibilitet ved stuetemperatur. Det kan yde solid support for komponenter. Det almindelige substrat er FR-4, som har en moden proces og kontrollerbar omkostning. I high-end-scenarier anvendes keramiske eller polyimid-modificerede stive substrater for at opfylde kravene til høj varmeledningsevne og høj frekvens. Strukturen omfatter enkelsidige plader, dobbelt- og flerlagsplader, og forbindelse mellem lag kan opnås gennem metalliserede gennemgange. Det er kompatibelt med komplekse kredsløbsdesign, har en standardiseret produktionsproces og understøtter almindelige monteringsmetoder med en høj udbytteprocent.

Typer af stive kredsløbsplader kan klassificeres ud fra dimensioner såsom antal strukturelle lag, substratmateriale og anvendelsesegenskaber. De centrale klassifikationer er følgende:

Klassificeret efter antal strukturelle lag

· Enkeltplade

Den har kun en side med ledende kobberfoliebaner, og den anden side er basismaterialet. Den har en enkel struktur og de laveste omkostninger og er velegnet til laveffekt-enheder med simple kredsløb (såsom fjernbetjeninger, legetøjskredsløb plader, strømforsyninger).

· Dobbeltlaget print

Begge sider har kobberfoliebaner, og forbindelse mellem lag opnås gennem metalliserede gennemgange. Kredsløbskompleksiteten er højere end hos enkeltlaggede plader, men omkostningerne er moderate. Den anvendes bredt i forbruger-elektronik (mobiltelefon opladningspads), industrielle styresensorer og andre scenarier.

· Flerlagget plade

Den indeholder 3 eller flere ledende lag (typisk 4, 6, 8 lag, og op til 40 lag i high-end modeller), hvor lagene er limet sammen med isolerende substrater. Gennemgange opdeles i gennemgående huller, blinde huller og indviede huller, hvilket muliggør højdensitetstilslutning og er velegnet til komplekse kredsløb (computer moderkort, automobil-ECU'er, hovedstyringsplader til medicinsk udstyr).

Klassificeret efter bundmaterialets materiale

· FR-4 PCB

Bundmaterialet er glasfiber-epoxyharve (FR-4), som kendetegnes ved fremragende isolation, varmebestandighed og mekanisk styrke samt kontrollerede omkostninger. Det udgør over 90 % af det stive PCB-marked og er velegnet til almindelige områder såsom forbrugerelektronik, industriel styring og biler.

· Fenolisk papir PCB (FR-1/FR-2)

Bundmaterialet er phenolharve og papirfibre. Det har lave omkostninger, men ringe varmebestandighed og mekanisk styrke og anvendes kun i lavprislejede udstyr (gamle transistorradioer, simple husholdningsapparaters styreplader).

· Keramisk PCB

Bundmaterialet er aluminiumoxid og aluminiumnitrid-keramik, som har fremragende varmeledningsevne, høj isolation og høj temperaturbestandighed. Det er velegnet til højtydende og højfrekvente anvendelser (såsom nye energibilers opladningsstationer og rumfartsudstyr).

· Metalbaseret PCB (aluminiumsbaseret/kobberbaseret)

Basismaterialet er en metalplade (aluminium/kobber) + isolerende lag + kobberfolie. Dets varmeafledningsevne overgår langt den almindelige FR-4, og det kendes også som en "varmeafledende PCB". Det anvendes i LED-belysning, effekt forstærkere og industrielle frekvensomformere.

Klassificeret efter kobbertykkelse/ydeevneparametre

· Standard kobbertykkelse PCB

Kobberfolietykkelsen er ≤1 oz (35 μm), egnet til konventionelle kredsløb med lav strøm (forbruger-elektronik, laveffektmoduler).

· Tykkobber (tung kobber) PCB

Kobberfolietykkelsen er ≥2 oz (70 μm), med høj strømbæreevne og god varmeafledning, og anvendes i højtydelsesudstyr (effektmoduler, elektroniske styresystemer til ny energi elføretøjer).

· Højfrekvens PCB

Basismaterialet er polytetrafluorethylen (PTFE) og Rogers-materiale, med stabil dielektrisk konstant og lav signaltab. Egnet til 5G-kommunikation, radar- og radiofrekvensudstyr.

Klassificeret efter overfladebehandlingsproces

· Tin-sprøjtet PCB

Overfladen er dækket med et tinslag, som har god loddbarhed og lav omkostning, og er velegnet til konventionel udstyr.

· Guldpladeret PCB

Overfladen er et nikkel-guldlag, som er oxidationsbestandigt og har lav kontaktmodstand. Det er velegnet til højpræcisionsstik og tastaturplader (som f.eks. hovedkort til mobiltelefoner og medicinsk udstyr).

· OSP PCB

Overfladen er belagt med en organisk beskyttelsesfilm, som er miljøvenlig og har moderate omkostninger. Den anvendes bredt i SMT-overflademonteringsteknologi til forbruger elektronik.

Den vigtigste forskel fra fleksibel PCB

Stive kredsløbsplader, med deres stabile form, høje mekaniske styrke og modne teknologi, anvendes bredt i forskellige enheder med krav til kredsløbsstabilitet og fast montering.

Inden for forbrugerelektronik

Den anvendes til computerens hovedkort/grafikkort, mobiltelefoners hovedkort, TV strømforsyningskort, router/satellitmodtagers kredsløbsplader og styreplader til vaskemaskiner/køleskabe osv. Med sin lave omkostning og modne proces for FR-4 substrat er den velegnet til mellemstore og små effektkredsløb og opfylder stabilitetskravene for forbrugerprodukter.

Område for industriel kontrol:

Den anvendes til PLC-moduler, industrielle styrecomputerhovedkort, frekvensomformerkredsløbsplader, servo-driverstyreplader og sensorsignalkort. Med egenskaber som modstandsdygtighed over for vibration og god temperaturtolerance, den flerlagede design kan opnå kompleks kredsløbsintegration og er velegnet til krævende industrielle arbejdsforhold.

Inden for automobil-elektronik

Det er kompatibelt med motorstyringsenheder (ECU), centrale styreplader til køretøjer, hovedplader til opladningsstationer, batteristyringssystem (BMS)-styringsplader og driverplader til køretøjslygter. Det kendetegnes ved høj pålidelighed (modstandsdygtigt over for høje og lave temperaturer samt stød), og tyk kobber-type kan levere store strømme, hvilket opfylder sikkerhedsstandarder for køretøjer.

Medicinsk udstyrsområde:

Det anvendes til CT-scannere/MR-scanner-styringsplader, monitor-kredsløbsplader, medicinske strømforsyningsmoduler og hovedplader til blodsukkermålere. Det har fremragende isolation og stabil signaloverførsel, hvilket opfylder de strenge sikkerheds og pålidelighedskrav i den medicinske branche.

Luftfartssektoren

Højtkvalitets stive PCBS fremstillet af keramik eller højfrekvens-underlag bruges til satellitudstyr hovedkort, flyve radarkontrolkort, rakett strømforsyningskort og ubemandede luftfartøj flyvekontrolkort. De kan modstå ekstreme miljøer såsom høje og lave temperaturer samt stråling, og har fremragende mekanisk styrke.

Feltet for ny energiudstyr

Tykke kobber stive pcb-kort bruges i solinverter kredsløbskort, energilagringsbatterikontrolkort og vindmølleomformerkort. De har høj strømbæreevne og god varmeafledning og er egnet til kravene om højeffekt strømtransmission og -omdannelse.

Kommunikationsudstyr:

Højfrekvens stive pcb-kort fremstillet af PTFE- eller Rogers-underlag bruges til 5G basestation RF-kort, switch hovedkort og optiske modul kredsløbskort. De kendetegnes ved lav signaltab og understøtter hurtig datatransmission.