Čvrste PCB-jeve

Što je kruti tiskani ploča (PCB)?

Tvrda PCB je tiskana ploča izrađena s krutim izolacijskim podlogama kao što su FR-4 epoksidna smola staklena tkanina, fenolno papirnata podloga ili keramička podloga kao jezgra. Ima fiksni oblik, visoku tvrdoću i ne može se savijati niti presavijati. Trenutno je to najrašireniji tip PCB-a. Njegova fizička svojstva su stabilna, a nema fleksibilnosti na sobnoj temperaturi. Može pružiti čvrstu potporu komponentama. Glavna podloga je FR-4, koja ima zrela tehnologija i kontrolirani trošak. U visokoklasnim scenarijima koriste se keramičke ili poliimidom modificirane krute podloge kako bi se zadovoljili zahtjevi visoke toplinske vodljivosti i visoke frekvencije. Struktura obuhvaća jednostrane ploče, dvostrane ploče i višeslojne ploče, a međuslojna povezivanja mogu se ostvariti putem metaliziranih provrta. Kompatibilna je s kompleksnim dizajnima sklopova, ima standardizirani proizvodni proces i podržava uobičajene tehnike montaže s visokom stopom ispravnosti.

Vrste krutih tiskanih ploča mogu se klasificirati prema dimenzijama poput broja strukturnih slojeva, materijala podloge i karakteristika primjene. Osnovne klasifikacije su sljedeće:

Klasifikacija prema broju strukturnih slojeva

· Jednostrana ploča

Ima samo jednu stranu s vodljivim krugovima od bakrenog folija, a druga strana je osnovni materijal. Ima jednostavnu strukturu i najnižu cijenu, te je pogodan za uređaje niske snage s jednostavnim krugovima (poput daljinskih upravljača, igračaka, električnih ploča napajanja).

· Dvostrana pločica

Obje strane imaju bakrene folije s krugovima, a međuslojna povezanost postiže se kroz metalizirane prolaze. Složenost kruga veća je od one kod jednostranih ploča, ali je cijena umjerena. Široko se koristi u potrošačkoj elektronici (postolja za punjenje mobitela), senzorima za industrijsku kontrolu i drugim sličnim slučajevima.

· Višeslojna ploča

Sadrži 3 ili više vodljivih slojeva (najčešće 4, 6, 8 slojeva, a kod visokoklasnih modela i do 40 slojeva), pri čemu su slojevi zalijepljeni izolacijskim podlogama. Prohodi se dijele na prolazne, slijepo i skrivene rupe, što omogućuje visoku gustoću ožičenja i pogodno je za složene krugove (matične ploče računala, elektroničke upravljačke jedinice za automobile, glavne upravljačke ploče medicinskih uređaja).

Klasificirano prema materijalu podloge

· FR-4 PCB

Osnovni materijal je staklena vlakna i epoksidna smola (FR-4), koji ima izvrsna svojstva izolacije, otpornost na toplinu i mehaničku čvrstoću uz kontrolirane troškove. Čini više od 90% tržišta krutih tiskanih ploča i prikladan je za glavne primjene poput potrošačke elektronike, industrijske kontrole i automobila. područja kao što su potrošačka elektronika, industrijska kontrola i automobili.

· Fenolno-papirnata PCB (FR-1/FR-2)

Osnovni materijal je fenolna smola i papirnata vlakna. Ima niske troškove, ali lošu otpornost na toplinu i mehaničku čvrstoću, te se koristi isključivo u niskoklasnim uređajima (staromodni radioaparati, jednostavne ploče za upravljanje kućanskim aparatom).

· Keramički PCB

Osnovni materijal su keramike aluminijevog oksida i aluminijevog nitrida, koje imaju izvrsnu toplinsku vodljivost, visoku izolaciju i otpornost na visoke temperature. Pogodne su za visokosnage i visokofrekventne scenarije (poput punjenja baterija novih električnih vozila i svemirskih letjelica). energetske postrojbe za punjenje električnih vozila i svemirska oprema).

· PCB na bazi metala (aluminijasta/bakrena)

Osnovni materijal je metalna ploča (aluminij/bakar) + izolacijski sloj + bakrena folija. Njegova učinkovitost rasipanja topline znatno nadmašuje obične FR-4 ploče, pa se stoga često naziva i "pločom za hlađenje (PCB)". Koristi se u LED rasvjeti, pojačalima snage pojačalima i industrijskim pretvaračima frekvencije.

Klasifikacija prema debljini bakra/svojstvima performansi

· PCB standardne debljine bakra

Debljina bakrene folije je ≤1 unce (35 μm), prikladna za konvencionalne strujne krugove malih jakosti (potrošačka elektronika, moduli niske snage).

· PCB debelog (teškog) bakra

Debljina bakrene folije je ≥2 unce (70 μm), s velikom sposobnošću vođenja struje i rasipanja topline, koristi se u visokosnanim uređajima (moduli snage, elektronički sustavi kontrole za vozila na novu energiju).

· Visokofrekventni PCB

Osnovni materijal je politetrafluoroetilen (PTFE) i Rogers materijal, sa stabilnom dielektričnom konstantom i niskim gubicima signala. Prikladan je za 5G komunikacije, radar i radiofrekvencijsku opremu.

Klasifikacija prema procesu površinske obrade

· PCB s nanošenim kositrom

Površina je prekrivena slojem kositra, koji osigurava dobru zavarivost i niske troškove, te je pogodan za uobičajenu opremu.

· PCB s nikl-srebrnom prevlakom

Površina je nikl-srebrni sloj, otporan na oksidaciju i s niskim kontaktom otpora. Pogodan je za visokotočne spojnice i ploče s tipkama (npr. matične ploče mobitela i medicinska oprema).

· OSP PCB

Površina je prekrivena organskom zaštitnom folijom, ekološki prihvatljiva s umjerenim troškovima. Široko se koristi u SMT tehnologiji površinskog montiranja potrošačke elektronike.

Ključna razlika u odnosu na fleksibilnu PCB

Krute pločice s njihovim stabilnim oblikom, visokom mehaničkom čvrstoćom i zrelog tehnologijama široko se koriste u različitim uređajima koji imaju zahtjeve za stabilnost strujnog kruga i fiksnu ugradnju.

U području potrošačke elektronike

Koristi se za matične ploče računala/grafičke kartice, matične ploče mobitela, TV ploče napajanja, pločice rutera/set-top kutija, te upravljačke ploče perilica rublja/uređaja za hlađenje itd. Zbog niske cijene i zrelog procesa FR-4 podloge, prikladna je za strujne krugove srednjeg i malog učinka te ispunjava zahtjeve za stabilnost proizvoda potrošačke klase.

Područje industrijske kontrole:

Primjenjuje se na PLC module, matične ploče industrijskih računala, pločice pretvarača frekvencije, upravljačke ploče servo pogona i ploče signala senzora. S karakteristikama otpornosti na vibracije i dobre otpornosti na temperaturu, višeslojna konstrukcija omogućuje integraciju složenih sklopova i prikladna je za teške industrijske uvjete rada.

U području automobilske elektronike

Kompatibilna je s upravljačkim jedinicama motora (ECU), pločama središnjeg upravljanja na vozilu, matičnim pločama za punjenje, upravljačkim pločama sustava upravljanja baterijama (BMS) i pločama voznih svjetala. Karakterizira ga visoka pouzdanost (otpornost na visoke i niske temperature te vibracije), a tip s debelim bakrom može prenositi velike struje, ispunjavajući sigurnosne standarde za vozila.

Područje medicinske opreme:

Koristi se za ploče upravljanja CT strojeva/nuklearnom magnetskom rezonancom, ploče monitora, medicinske modulе napajanja i matične ploče mjerača glukoze u krvi. Ima izvrsnu izolaciju i stabilnu prijenosnu signalizaciju, ispunjavajući stroge zahtjeve sigurnosti i pouzdanosti medicinske industrije.

Zrakoplovno područje

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. Mogu. u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju električne energije za proizvodnju električne energije u Uniji, proizvođač mora imati:

Polje nove energetske opreme

Debela bakarna čvrsta PCB ploča se koristi u fotonapetostnim inverterskim pločama, kontrolnim pločama za baterije za skladištenje energije i glavnim pločama pretvarača vjetroenergije. Imaju snažan kapacitet prenosa struje i dobru razvodnju toplote, te su za potrebe sustava za prijenos i pretvaranje snage velike snage.

Područje komunikacijske opreme:

Visokofrekventna čvrsta PCB ploča od PTFE-a ili Rogersove podloge primjenjuje se na 5G RF ploče baznih stanica, glavne ploče prekidača i ploče optičkih modula. Smanjeni gubitak signala i brzi prijenos podataka.