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 IPC, 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).

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

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 το 90% των συμβατικών ηλεκτρονικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών (τηλεοπτικές συσκευές, δρομολογητές), των βιομηχανικών χειριστικών (συνήθιστοι PLC), των γραφειακών εξοπλισμού (τυπωτές) και των ηλεκτρο εξαλείφοντας την ανάγκη για προσαρμογή σε μεμονωμένα σενάρια.

· Συμβατότητα Εξαρτημάτων:

Υποστηρίζει όλα τα συμβατικά εξαρτήματα σε συμπαγή διαμόρφωση, προσαρμόζεται σε κύριες διαδικασίες συγκόλλησης όπως THT και SMT, προσφέροντας υψηλή ευελιξία σχεδίασης.

· Κάλυψη επιπέδων:

Από μονόπλευρες πλακέτες έως πλακέτες 8 στρωμάτων, όλες εμπίπτουν στην κατηγορία τυποποιημένων PCB, καλύπτοντας τις ανάγκες από απλά έως πολύπλοκα κυκλώματα.

Σταθερή βασική απόδοση

· Αξιόπιστη ηλεκτρική απόδοση: Σταθερή διηλεκτρική σταθερά, η μονωτική αντοχή πληροί τις απαιτήσεις συμβατικών χαμηλής/υψηλής τάσης κυκλωμάτων και μετάδοσης σήματος είναι αμελητέα σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας (<2GHz).

· Πληροί τα πρότυπα μηχανικής απόδοσης: Υψηλή σκληρότητα και μη εύκολη παραμόρφωση, η FR-4 πλακέτα πάχους 1,6 mm αντέχει συμβατικές μηχανικές τάσεις εγκατάστασης, 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: Οι τυποποιημένες διαδικασίες εξαλείφουν την ανάγκη για προσαρμοσμένη ανάπτυξη, με κύκλους παράδοσης για παραγγελίες μικρών έως μεσαίων παρτίδων μόλις 3-5 ημέρες, πολύ ταχύτερα από ειδικές πλακέτες·

· 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 σχεδίασης: Οι μηχανικοί δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά ειδικών υποστρωμάτων· επαρκεί η συνηθισμένη γνώση ηλεκτρονικής μηχανικής για να ολοκληρώστε το σχεδιασμό. Χαμηλό όριο παραγωγής: Εργοστάσια μικρού και μεσαίου μεγέθους μπορούν επίσης να επιτύχουν μαζική παραγωγή μέσω τυποποιημένου εξοπλισμού χωρίς υψηλό εξοπλισμό επένδυση, περαιτέρω μείωση του κόστους.