PCB estándar

El significado de PCB estándar

PCB estándar hacen referencia generalmente a placas de circuito impreso fabricadas según especificaciones estándar de la industria, utilizando procesos maduros y sustratos convencionales. Son un concepto relativo a las PCB especiales. Sus características principales son la alta versatilidad, los procesos estandarizados y los costos controlables. Principalmente satisfacen las necesidades básicas de conexión de circuitos en escenarios comunes como la electrónica de consumo y el control industrial.

Estandarización del sustrato

El más utilizado es el sustrato de fibra de vidrio con resina epoxi FR-4 (que representa más del 90 % del total de PCB estándar), mientras que en algunas aplicaciones se emplea el cartón fenólico (FR-1/FR-2). El rendimiento del sustrato cumple con las normas generales de IPC (Asociación Internacional de la Industria Electrónica), UL y otras. Por ejemplo, el FR-4 tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de aproximadamente 130~150 °C, conductividad térmica de 0,3~0,5 W/(m·K) y normas de IPC, UL y otras normas. Por ejemplo, el FR-4 tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de aproximadamente 130~150℃, conductividad térmica de 0,3~0,5 W/(m・K) y constante dieléctrica (Dk) de 4,2~4,7@1 GHz. Ofrece un rendimiento estable y un bajo costo.

Estandarización del Proceso

Siguiendo procesos globalmente aceptados de fabricación de PCB (preparación de materiales → perforación → plateado de cobre → electroplacado → exposición → grabado → máscara de soldadura → tratamiento superficial → moldeo → pruebas), los parámetros de procesamiento y los requisitos de precisión están todos estandarizados dentro de la industria:

· Ancho de línea/espaciado estándar: ≥0,1 mm (4 mil);

· Diámetro mínimo del orificio: ≥0,3 mm;

· Tratamiento superficial: Prefiere procesos estandarizados como HASL (Laminado de estaño de alta velocidad), ENIG (Niquelado con inmersión de oro) y plateado de níquel-oro;

· Número de capas: Principalmente placas simples/dobles caras, las placas multicapa (4~8 capas) también están dentro del rango estándar (más de 12 capas generalmente se clasifican como PCBs de gama alta).

La diferencia principal entre PCB estándar y PCB especiales

Tipos comunes

Clasificados por número de capas:

· PCB de una cara: Solo un lado tiene circuitos, costo más bajo, adecuado para circuitos simples;

· PCB de doble cara: Ambos lados tienen circuitos, interconectados mediante orificios pasantes, el tipo principal de PCB estándar;

· PCB multicapa (4-8 capas): Incluye circuitos en capas internas, adecuado para circuitos complejos, aún dentro de la categoría estándar.

· Clasificados por estructura: Todos son PCB rígidos (los PCB flexibles son PCB especiales), con forma fija y no pueden doblarse.

Los PCB estándar (principalmente basados en sustrato FR-4) se han convertido en el tipo de placa de circuito más utilizado en dispositivos electrónicos debido a sus características fundamentales de normalización, versatilidad y alta rentabilidad. Sus ventajas específicas son las siguientes:

Ventaja de costo definitiva

· Bajo costo del sustrato: La placa de fibra de vidrio con resina epoxi FR-4 es actualmente el sustrato para PCB con mayor escala de producción en masa. El precio de la materia prima es solo de 1/10 a 1/50 del de sustratos especiales como cerámica o Rogers, y el suministro es estable;

· Bajo costo de proceso: Emplea un proceso de fabricación completamente estandarizado, sin necesidad de equipos especiales ni procesos personalizados, y el rendimiento de producción en masa es del 98 % o más, lo que reduce aún más el costo unitario;

· Bajo costo de adquisición: El suministro en el mercado es suficiente, y las cadenas industriales de proveedores y clientes son maduras (placas, procesamiento, pruebas).

Se puede obtener un precio unitario bajo incluso para compras de lotes pequeños y medianos, lo que lo hace adecuado para productos sensibles al costo, como electrónica de consumo y pequeños electrodomésticos.

Sistema maduro de normalización

· Normalización de diseño: Siguiendo estándares reconocidos mundialmente como IPC-2221 y UL, los diseñadores pueden utilizar directamente bibliotecas de diseño maduras sin necesidad de volver a verificarlas;

· Normalización de procesos: Desde perforación y galvanizado hasta aplicación de máscara de soldadura y moldeo, todos los procesos cuentan con estándares industriales claros, y los PCB estándar producidos por diferentes fabricantes son altamente compatibles, por lo que no hay necesidad de ajustar el diseño al cambiar de proveedor;

· Normalización de pruebas: Los procesos de verificación, como las pruebas de continuidad, aislamiento y soldabilidad, están unificados, y la calidad del producto puede cuantificarse y rastrearse, reduciendo así los riesgos de calidad.

Amplia versatilidad y adaptabilidad

· Adaptabilidad de escenarios:

Cubre más del 90 % de dispositivos electrónicos convencionales, incluyendo electrónica de consumo (televisores, routers), control industrial (PLCs comunes), equipos de oficina (impresoras) y electrónica automotriz (sistemas de entretenimiento a bordo) eliminando la necesidad de personalización para escenarios individuales.

· Compatibilidad de componentes:

Soporta todos los componentes empaquetados convencionalmente, adaptándose a procesos de soldadura principales como THT y SMT, ofreciendo alta flexibilidad de diseño.

· Cobertura de capas:

Desde placas de un solo lado hasta placas de 8 capas, todas entran dentro de la categoría estándar de PCB, satisfaciendo las necesidades desde circuitos simples hasta circuitos complejos.

Rendimiento básico estable

· Rendimiento eléctrico confiable: Constante dieléctrica estable, resistencia de aislamiento que cumple con los requisitos de circuitos convencionales de baja/alta tensión y transmisión de señales la pérdida es despreciable en escenarios de baja frecuencia (<2 GHz);

· Cumple con los estándares de rendimiento mecánico: Alta dureza y no se deforma fácilmente; la placa FR-4 de 1,6 mm de espesor puede soportar tensiones convencionales de instalación, cumpliendo los requisitos de soporte estructural del equipo;

· Adaptabilidad ambiental: El rendimiento no se degrada a largo plazo en entornos secos y a temperatura normal (-20 °C ~ 85 °C), adecuado para las condiciones de uso de la mayoría de los equipos electrónicos interiores.

Suministro y entrega convenientes

· Ciclo de producción corto: Los procesos estandarizados eliminan la necesidad de desarrollo personalizado, con ciclos de entrega para pedidos de pequeñas y medianas series en tan solo 3-5 días, mucho más rápidos que los PCB especiales;

· Amplia selección de proveedores: Decenas de miles de fabricantes estándar de PCB en todo el mundo, que van desde grandes fábricas hasta pequeños talleres, proporcionan amplio margen para negociación por parte de los compradores;

· Servicio posventa y mantenimiento conveniente: Los PCB estándar ofrecen bajos costos en detección de fallas y reemplazo, permitiendo al personal de mantenimiento identificar rápidamente los circuitos y reemplazar componentes, reduciendo el tiempo de inactividad del equipo costos de mantenimiento.

Diseño y producción con baja barrera

Bajo umbral de diseño: Los ingenieros no necesitan dominar las características de sustratos especiales; con conocimientos electrónicos comunes es suficiente completar el diseño. Bajo umbral de producción: fábricas pequeñas y medianas también pueden lograr la producción en masa mediante equipos estandarizados sin necesidad de equipos costosos lo que reduce aún más los costos.