Τυποποιημένο PCB

Η σημασία των τυποποιημένων PCB

Τυποποιημένες πλακέτες PCB αναφέρονται γενικά σε πλακέτες κυκλωμάτων που κατασκευάζονται βάσει προδιαγραφών της βιομηχανίας, με χρήση ώριμων διαδικασιών και συμβατικών υποστρωμάτων. Αποτελούν έννοια σχετική σε σύγκριση με ειδικές πλακέτες PCB. Τα βασικά χαρακτηριστικά τους είναι η υψηλή πολυχρηστία, οι τυποποιημένες διαδικασίες και ο ελεγχόμενος κόστος. Καλύπτουν κυρίως τις βασικές ανάγκες σύνδεσης κυκλωμάτων σε συνηθισμένα σενάρια, όπως η καταναλωτική ηλεκτρονική και ο βιομηχανικός έλεγχος.

Τυποποίηση υποστρώματος

Η κυρίαρχη χρήση είναι το φύλλο FR-4 από εποξειδική ρητίνη και γυαλί (που αντιπροσωπεύει πάνω από το 90% των συνολικών τυποποιημένων πλακετών PCB), ενώ σε λίγες εφαρμογές χρησιμοποιείται φύλλο από φαινολικό χαρτί (FR-1/FR-2). Η απόδοση του υποστρώματος πληροί τις γενικές

πρότυπα του IPC (International Electron Industries Connection Association), UL και άλλα πρότυπα. Για παράδειγμα, το FR-4 έχει θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού (Tg) περίπου 130~150℃, θερμική αγωγιμότητα 0,3~0,5 W/(m・K) και

σταθερή απόδοση και χαμηλό κόστος.

Προτυποποίηση Διαδικασίας

Ακολουθώντας παγκοσμίως αποδεκτές διαδικασίες κατασκευής PCB (προετοιμασία υλικού → τρύπημα → επίχριση χαλκού → ηλεκτροπλακένωση → έκθεση → προσβολή → μάσκα συγκόλλησης → επεξεργασία επιφάνειας → μόρφωση → δοκιμή), οι παράμετροι επεξεργασίας και

οι απαιτήσεις ακριβείας είναι όλες τυποποιημένες στη βιομηχανία:

· Τυπικό πλάτος γραμμής/διαστήματος: ≥0,1 mm (4 mil);

· Ελάχιστη διάμετρος οπής: ≥0,3 mm;

· Επεξεργασία επιφάνειας: Προτιμώνται τυποποιημένες διαδικασίες όπως HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold) και επίχριση νικελίου-χρυσού·

· Αριθμός στρώσεων: Κυρίως μονόπλευρες/διπλόπλευρες πλακέτες, εντός του τυπικού εύρους βρίσκονται και πολυστρωματικές πλακέτες (4~8 στρώσεις) (πάνω από 12 στρώσεις κατατάσσονται κυρίως ως υψηλής τεχνολογίας PCB).

Γενίκευση των σεναρίων εφαρμογής

Είναι συμβατό με συμβατικά κυκλώματα χωρίς ειδικές απαιτήσεις απόδοσης, όπως:

· Ηλεκτρονικά καταναλωτή: Μητρικές πλακέτες τηλεοράσεων, πλακέτες δρομολογητή, πλακέτες ελέγχου μικρών οικιακών συσκευών.

· Βιομηχανικός Έλεγχος: συνηθισμένα μονάδα PLC, πλακέτες ελέγχου χαμηλής τάσης.

· Εξοπλισμός γραφείου: μητρικές πλακέτες εκτυπωτή, πλακέτες ελέγχου φωτοτυπικού.

· Ηλεκτρονικά αυτοκινήτου: πλακέτες συστημάτων ψυχαγωγίας εντός οχήματος.

Η βασική διαφορά μεταξύ τυποποιημένων πλακετών (PCB) και ειδικών πλακετών (PCB)

Βασικές προδιαγραφές βιομηχανίας για τυπικά PCBs

· Διεθνείς Προδιαγραφές: IPC-2221: Γενικό Πρότυπο Σχεδιασμού για Σκληρά PCBs·

· IPC-6012: Προδιαγραφές Επικύρωσης και Απόδοσης για Σκληρά PCBs·

· UL 94: Πρότυπο Ανθεκτικότητας σε Φλόγα (τα τυπικά PCB πρέπει να πληρούν την κατάταξη V-0).

· Πρότυπα Διαστάσεων: Οι συνηθισμένες διαστάσεις πλακετών είναι 1,2m×1m, 1,2m×1,5m, κ.λπ., με πάχη κυρίως 0,8mm, 1,0mm και 1,6mm (το πιο διαδεδομένο), πληρούν τις απαιτήσεις εγκατάστασης του μεγαλύτερου μέρους του εξοπλισμού.

· Πρότυπα Δοκιμών: Τα PCB πρέπει να περάσουν δοκιμές συνέχειας (δοκιμή αιωρούμενης βελόνας/δοκιμή λίστας δικτύου), δοκιμές αντίστασης μόνωσης και δοκιμές κολλητικότητας πριν την έξοδο από το εργοστάσιο, ώστε να εξασφαλιστεί ότι η βασική ηλεκτρική απόδοση πληροί τα πρότυπα.

Κοινές τύποι

Ταξινόμηση ανά αριθμό στρώσεων:

· Μονόπλευρο PCB: Έχει κυκλώματα μόνο σε μία πλευρά, χαμηλότερο κόστος, κατάλληλο για απλά κυκλώματα·

· Δίπλευρο PCB: Και οι δύο πλευρές έχουν κυκλώματα, συνδεδεμένα μεταξύ τους μέσω οπών (vias), το διαδεδομένο είδος τυπικού PCB·

· Πολυστρωματικό PCB (4-8 στρώματα): Περιλαμβάνει εσωτερική διασύνδεση κυκλωμάτων, κατάλληλο για πολύπλοκα κυκλώματα, ακόμη και μέσα στην τυποποιημένη κατηγορία.

· Ταξινόμηση βάσει δομής: Όλα είναι άκαμπτα PCB (τα εύκαμπτα PCB είναι ειδικά PCB), με σταθερό σχήμα και δεν μπορούν να καμφθούν.

Τα τυποποιημένα PCB (κυρίως βασισμένα σε υπόστρωμα FR-4) έχουν γίνει ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος πλακέτας κυκλωμάτων σε ηλεκτρονικές συσκευές λόγω των βασικών χαρακτηριστικών τους: τυποποίησης, πολυχρηστίας και υψηλής οικονομικής απόδοσης. Τα συγκεκριμένα πλεονεκτήματά τους είναι τα ακόλουθα:

Απόλυτο πλεονέκτημα κόστους

· Χαμηλό κόστος υποστρώματος: Η πλάκα FR-4 από εποξειδική ρητίνη και γυαλί είναι προς το παρόν το υπόστρωμα PCB με τη μεγαλύτερη κλίμακα μαζικής παραγωγής. Η τιμή της πρώτης ύλης είναι μόλις 1/10 έως 1/50 αυτής ειδικών υποστρωμάτων όπως τα κεραμικά και τα Rogers, και

η προμήθεια είναι σταθερή·

· Χαμηλό κόστος διαδικασίας: Ακολουθεί μια πλήρως τυποποιημένη διαδικασία παραγωγής, χωρίς ανάγκη για ειδικό εξοπλισμό ή προσαρμοσμένες διαδικασίες, και η απόδοση μαζικής παραγωγής φτάνει το 98% ή περισσότερο, μειώνοντας περαιτέρω το μοναδιαίο κόστος·

· Χαμηλό κόστος προμήθειας: Η προσφορά στην αγορά είναι επαρκής, και οι βιομηχανικές αλυσίδες προμήθειας και διανομής είναι ώριμες (πλακέτα, επεξεργασία, δοκιμές).

Μπορεί να επιτευχθεί χαμηλή μοναδιαία τιμή ακόμη και για αγορές μικρών και μεσαίων παρτίδων, καθιστώντας την κατάλληλη για προϊόντα ευαίσθητα στο κόστος, όπως ηλεκτρονικά καταναλωτή και μικρές οικιακές συσκευές.

Ώριμο σύστημα τυποποίησης

· Τυποποίηση σχεδίασης: Με ακολούθηση παγκοσμίως αναγνωρισμένων προτύπων όπως IPC-2221 και UL, οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιούν απευθείας ώριμες βιβλιοθήκες σχεδίασης χωρίς ανάγκη για επαναληπτική επαλήθευση·

· Τυποποίηση διαδικασίας: Από τη διάτρηση και το ηλεκτρονικό γαλβανίσματος μέχρι την επικόλληση μάσκας συγκόλλησης και την τοποθέτηση σε καλούπι, όλες οι διαδικασίες διαθέτουν ξεκάθαρα βιομηχανικά πρότυπα, και οι τυποποιημένες πλακέτες PCB που παράγονται από διαφορετικούς κατασκευαστές είναι εξαιρετικά συμβατές, ώστε να μην υπάρχει

πρέπει να προσαρμοστεί ο σχεδιασμός κατά την αλλαγή προμηθευτών·

· Τυποποίηση δοκιμών: Οι διαδικασίες επαλήθευσης, όπως οι δοκιμές συνέχειας, μόνωσης και κολλητικότητας, είναι ενοποιημένες, και η ποιότητα του προϊόντος μπορεί να μετρηθεί και να εντοπιστεί, μειώνοντας τους κινδύνους ποιότητας.

Μεγάλη ποικιλία πολυχρηστικότητας και προσαρμοστικότητας

· Προσαρμοστικότητα σε σενάρια:

** Καλύπτει πάνω από 90% των συμβατικών ηλεκτρονικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρονικών καταναλωτή (τηλεοράσεις, δρομολογητές), βιομηχανικού ελέγχου (συνηθισμένα PLC), εξοπλισμού γραφείου (εκτυπωτές) και αυτοκινητιστικής ηλεκτρονικής (συστήματα ψυχαγωγίας εντός οχήματος),

εξαλείφοντας την ανάγκη για προσαρμογή σε μεμονωμένα σενάρια. **Συμβατότητα εξαρτημάτων:**

** Υποστηρίζει όλα τα συμβατικά συσκευασμένα εξαρτήματα (επιφανειακής τοποθέτησης, διαμέσου οπής), προσαρμόζεται σε κυρίαρχες διεργασίες κολλήσεως όπως THT και SMT, προσφέροντας υψηλή ευελιξία σχεδιασμού.

· Κάλυψη επιπέδων:

**Από μονόπλευρες πλακέτες έως 8-στρωτές πλακέτες, όλες εμπίπτουν στην κατηγορία των τυπικών PCB, καλύπτοντας τις ανάγκες από απλά κυκλώματα (πλακέτες ελέγχου παιχνιδιών) έως πολύπλοκα κυκλώματα (μητρικές πλακέτες υπολογιστών).

Σταθερή βασική απόδοση

· Αξιόπιστη ηλεκτρική απόδοση: Σταθερή διηλεκτρική σταθερά (4,2~4,7@1GHz), η μονωτική αντοχή πληροί τις απαιτήσεις συνηθισμένων χαμηλής/υψηλής τάσης κυκλωμάτων (δοκιμή αντοχής σε τάση AC 2000V) και η μετάδοση σήματος

είναι αμελητέα σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας (<2GHz).

· Πληροί τα πρότυπα μηχανικής απόδοσης: Υψηλή σκληρότητα και μη εύκολη παραμόρφωση, η πλακέτα FR-4 πάχους 1,6 mm αντέχει συνηθισμένες εγκαταστάσεις υπό τάση (όπως στερέωση με βίδες και σύνδεση/αποσύνδεση συνδετήρων), πληροί

τις απαιτήσεις δομικής στήριξης του εξοπλισμού.

· Προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον: Η μακροπρόθεσμη απόδοση δεν επιδεινώνεται σε συνθήκες φυσιολογικής θερμοκρασίας (-20℃~85℃) και ξηρού περιβάλλοντος, κατάλληλη για τις συνθήκες χρήσης των περισσότερων ηλεκτρονικών συσκευών εσωτερικού χώρου.

Βολική εφοδιαστική αλυσίδα και παράδοση

· Σύντομος κύκλος παραγωγής: Τα τυποποιημένα διεργασίες εξαλείφουν την ανάγκη για εξατομικευμένη ανάπτυξη, με κύκλους παράδοσης για παραγγελίες μικρών έως μεσαίων παρτίδων μόλις σε 3-5 ημέρες, πολύ ταχύτερα από τις ειδικές PCB (συνήθως 10-15 ημέρες);

· Μεγάλη ποικιλία προμηθευτών: Δεκάδες χιλιάδες τυποποιημένοι κατασκευαστές PCB παγκοσμίως, από μεγάλα εργοστάσια έως μικρά εργαστήρια, παρέχουν αρκετό χώρο διαπραγμάτευσης για τους αγοραστές;

· Βολική εξυπηρέτηση και συντήρηση μετά την πώληση: Οι τυποποιημένες PCB προσφέρουν χαμηλό κόστος για εντοπισμό βλαβών και αντικατάσταση, επιτρέποντας στο προσωπικό συντήρησης να εντοπίζει γρήγορα τα κυκλώματα και να αντικαθιστά εξαρτήματα, μειώνοντας τον χρόνο αδράνειας του εξοπλισμού

κόστους συντήρησης.

Σχεδιασμός και παραγωγή χαμηλού εμποδίου

Χαμηλό κατώφλι σχεδιασμού: Οι μηχανικοί δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά ειδικών υποστρωμάτων (όπως η διεργασία συμπύκνωσης κεραμικών ή ο σχεδιασμός υψηλής συχνότητας της Rogers). Αρκεί η συνηθισμένη γνώση ηλεκτρονικής μηχανικής

ολοκληρώστε το σχέδιο. Χαμηλό όριο παραγωγής: Μικρά και μεσαία εργοστάσια μπορούν επίσης να επιτύχουν μαζική παραγωγή μέσω τυποποιημένου εξοπλισμού (μηχανές διάτρησης, μηχανές έκθεσης, γραμμές προσβολής) χωρίς υψηλό εξοπλισμό

επένδυση, περαιτέρω μείωση του κόστους.