Standard PCB

Betydningen af standard PCB'er

Standard PCB'er henviser generelt til printkort fremstillet i henhold til branchens standardspecifikationer, ved anvendelse af modne processer og almindelige substrater. De er et begreb i forhold til special-PCB'er. Deres kerneegenskaber er høj alsidighed, standardiserede processer og kontrollerbare omkostninger. De imødekommer primært de grundlæggende kredsløbsforbindelsesbehov i almindelige scenarier såsom forbruger elektronik og industriel styring.

Substratstandardisering

I dag bruges overvejende FR-4 epoksyharpglasfiberplade (udgør mere end 90 % af samtlige standard-PCB'er), mens fenolpapirplade (FR-1/FR-2) anvendes i få anvendelser. Substratets egenskaber opfylder de almindelige standarder fra IPC (International Electron Industries Connection Association), UL og andre standarder. For eksempel har FR-4 en glasomdannelses temperatur (Tg) på ca. 130–150 °C, varmeledningsevne på 0,3–0,5 W/(m·K) og standarder for IPC, UL og andre standarder. For eksempel har FR-4 en glasovergangstemperatur (Tg) på ca. 130~150℃, varmeledningsevne på 0,3~0,5 W/(m·K) og dielektrisk konstant (Dk) på 4,2–4,7@1 GHz. Det har stabil ydeevne og lav omkostning.

Processtandardisering

Følgende globalt accepterede processer for printkredslagsproduktion (materialeforberedelse → boring → kobberplatering → elektroplatering → eksponering → ætsning → lodmaske → overfladebehandling → formning → test), bearbejdningsparametre og præcisionskrav er alle standardiseret inden for branchen:

· Standard linjebredde/afstand: ≥0,1 mm (4 mil);

· Minimum huldiameter: ≥0,3 mm;

· Overfladebehandling: Foretrækker standardiserede processer såsom HASL (højhastigheds jernlaminering), ENIG (engineering injektionsguld) og nikkel-guldplatering;

· Antal lag: Primært enkelt-/dobbeltsidede plader, flerlagsplader (4~8 lag) ligger også inden for standardområdet (mere end 12 lag klassificeres hovedsageligt som high-end PCB'er).

Den kerneforskellighed mellem standard-PCB'er og specielle PCB'er

Almindelige typer

Klassificeret efter antal lag:

· Ensidet PCB: Kun den ene side har kredsløb, laveste omkostning, egnet til simple kredsløb;

· Dobbelt-sidede PCB: Begge sider har kredsløb, forbundet via forbindelser (vias), er den almindelige type standard-PCB;

· Flerlags PCB (4-8 lag): Inkluderer indre lagkredsløb, egnet til komplekse kredsløb, stadig inden for standardkategorien.

· Klassificeret efter struktur: Alle er stive PCB'er (fleksible PCB'er er specielle PCB'er), med fast form og kan ikke bøjes.

Standard-PCB'er (primært baseret på FR-4 substrat) er blevet den mest udbredte type kredsløbsplade i elektroniske enheder på grund af deres kerneegenskaber såsom standardisering, alsidighed og høj omkostningseffektivitet. Deres specifikke fordele er som følger:

Ultimativ omkostningsfordel

· Lavt substratomkostning: FR-4 epoksy glasfiberplade er i øjeblikket det PCB-substrat, der produceres i størst seriestørrelse. Råmaterialeprisen er kun 1/10 til 1/50 af prisen for specialsubstrater såsom keramik og Rogers, og forsyningen er stabil;

· Lav procesomkostning: Den anvender en fuldt standardiseret produktionsproces, uden behov for speciel udstyr eller skræddersyede processer, og massproduktionsudbyttet er op til 98 % eller mere, hvilket yderligere reducerer stykomkostningen;

· Lav indkøbsomkostning: Markedsforsyningen er tilstrækkelig, og de øvre og nedre dele af industriens værdikæde er modne (plade, bearbejdning, test).

Lav enhedspris kan opnås selv ved køb i mindre og mellemstore serier, hvilket gør det velegnet til prisfølsomme produkter såsom forbrugerprodukter og små husholdningsapparater.

Moden standardiseringssystem

· Designstandardisering: Ved at følge globalt anerkendte standarder såsom IPC-2221 og UL kan designere direkte bruge modne designbiblioteker uden nyverifikation;

· Processtandardisering: Fra boring og galvanisering til lodmaskering og formning har alle processer klare branchestandarder, og standard PCB'er produceret af forskellige producenter er højt kompatible, så der er ingen behov for at justere designet ved skift af leverandør;

· Teststandardisering: Verifikationsprocesser såsom kontinuitetstest, isolationstest og lodbarhedstest er ensartede, og produktkvalitet kan kvantificeres og spores, hvilket reducerer kvalitetsrisici.

Stor rækkevidde med alsidighed og tilpasningsevne

· Scenarie-tilpasningsevne:

Dækker over 90 % af almindelige elektroniske enheder, herunder forbrugerelektronik (f.eks. tv-apparater, routere), industriel kontrol (almindelige PLC'er), kontorudstyr (f.eks. printere) og automobil-elektronik (f.eks. indbyggede underholdningssystemer) hvilket eliminerer behovet for tilpasning til enkeltscenarier.

· Komponentkompatibilitet:

Understøtter alle konventionelt pakkerede komponenter og kan tilpasses almindelige lodningsprocesser såsom THT og SMT, hvilket giver høj grad af designfleksibilitet.

· Lag-dækning:

Fra enkelsidede plader til 8-lags plader omfatter alt standard-PCB-kategorien og opfylder behovene for alt fra simple til komplekse kredsløb.

Stabil grundlæggende ydelse

· Pålidelig elektrisk ydelse: Stabil dielektrisk konstant, isolationsstyrke, der opfylder kravene for almindelige lavspændings-/højspændingskredsløb og signalkonduktion tab er ubetydeligt i lavfrekvente (<2 GHz) scenarier;

· Opfylder mekaniske ydelsesstandarder: Høj hårdhed og ikke let til at blive deformerede; den 1,6 mm tykke FR-4 PCB kan klare almindelig monteringspåvirkning og opfylder kravene til strukturel understøttelse af udstyret;

· Miljømæssig tilpasningsevne: Langvarig ydeevne forringes ikke ved normal temperatur (-20 °C til 85 °C) og i tørre omgivelser, egnet til brugsforhold for de fleste indendørs elektroniske udstyr.

Bekvem supply chain og levering

· Kort produktionscyklus: Standardiserede processer eliminerer behovet for brugerdefineret udvikling, med leveringstider for små til mellemstore serier på blot 3-5 dage, langt hurtigere end special-PCB'er;

· Et bredt udvalg af leverandører: Titusindvis af standard PCB-producenter verden over, fra store fabrikker til små værksteder, giver købere stor forhandlingsplads;

· Beqvem eftersalgsservice og vedligeholdelse: Standard PCB'er indebærer lave omkostninger til fejlfinding og udskiftning, så vedligeholdelsespersonale hurtigt kan identificere kredsløb og udskifte komponenter, hvilket reducerer nedetid for udstyr vedligeholdelsesomkostninger.

Lavbarriere design og produktion

Lav designtærskel: Ingeniører behøver ikke at mestre egenskaberne for specielle substrater; almindelig elektronikingeniørviden er tilstrækkelig til afslut designet. Lav produktionsbarriere: Mellemstore og mindre fabrikker kan også opnå masseproduktion ved hjælp af standardudstyr uden behov for avanceret udstyr hvilket yderligere sænker omkostningerne.