Standardna pločica za tiskane sklopove

Značenje standardnih tiskanih ploča

Standardne ploče s tiskanim spojevima općenito se odnose na ploče s tiskanim spojevima koje su proizvedene prema standardnim specifikacijama industrije, koristeći zrele procese i uobičajene podloge. To je koncept u odnosu na specijalizirane ploče s tiskanim spojevima. Njihove osnovne karakteristike su visoka univerzalnost, standardizirani procesi i kontrolirani troškovi. Uglavnom zadovoljavaju osnovne potrebe za povezivanjem sklopova u uobičajenim primjenama poput potrošačke elektronike i industrijske kontrole.

Standardizacija podloge

Uobičajeno se koristi epoksidna smola s armiranjem staklenim vlaknima FR-4 (čini više od 90% ukupnog broja standardnih ploča s tiskanim spojevima), dok se fenolna papirnata ploča (FR-1/FR-2) koristi u nekoliko primjena. Svojstva podloge zadovoljavaju opće standarde IPC-a (Međunarodne udruge za elektroničku industriju), UL-a i drugih. Na primjer, FR-4 ima temperaturu staklastog prijelaza (Tg) oko 130~150℃, toplinsku vodljivost 0,3~0,5 W/(m·K) i

dielektričnu konstantu (Dk) od 4,2~4,7@1GHz. Ima stabilna svojstva i niske troškove.

dielektričnu konstantu (Dk) od 4,2~4,7@1GHz. Ima stabilna svojstva i niske troškove.

Standardizacija procesa

Slijedeći globalno prihvaćene procese proizvodnje tiskanih ploča (priprema materijala → bušenje → bakrenje → galvanizacija → ekspozicija → tračenje → solder maska → površinska obrada → kalibracija → testiranje), parametri obrade i

zahtjevi za preciznošću su standardizirani unutar industrije:

· Standardna širina trake/razmak: ≥0,1 mm (4 mil);

· Minimalni promjer rupe: ≥0,3 mm;

· Površinska obrada: Preferiraju se standardizirani procesi kao što su HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold) i nikal-zlatno prevlačenje;

· Broj slojeva: Uglavnom jednostrane/dvostrane ploče, višeslojne ploče (4~8 slojeva) također su unutar standardnog raspona (više od 12 slojeva uglavnom se svrstava u visokokvalitetne tiskane ploče).

Generalizacija scenarija primjene

Kompatibilan je s konvencionalnim sklopovima koji nemaju posebne zahtjeve u pogledu performansi, poput:

· Potrošačka elektronika: TV matične ploče, ploče rutera, ploče upravljača malih kućanskih aparata;

· Industrijska kontrola: obični PLC moduli, ploče niskonaponskih relejnih upravljača;

· Uredska oprema: matične ploče printera, ploče upravljača fotokopira;

· Autoelektronika: pCB-ovi za ugrađene zabavne sustave.

Osnovna razlika između standardnih tiskanih ploča i posebnih tiskanih ploča

Ključne industrijske specifikacije za standardne tiskane ploče

· Međunarodni standardi: IPC-2221: Opći standard dizajna za krute tiskane ploče;

· IPC-6012: Kvalifikacijske i performanse specifikacije za krute tiskane ploče;

· UL 94: Standard za vatrospornost (standardne tiskane ploče moraju zadovoljiti klasu V-0);

· Standardi veličine: Uobičajene veličine ploča su 1,2 m × 1 m, 1,2 m × 1,5 m itd., s debljinama uglavnom 0,8 mm, 1,0 mm i 1,6 mm (najrasprostranjenije), što zadovoljava zahtjeve za ugradnju većine opreme.

· Standardi testiranja: Ploče PCB moraju proći testove kontinuiteta (test letaće sonde/test mrežnog popisa), testove otpora izolacije i testove zavarljivosti prije napuštanja tvornice kako bi se osiguralo da osnovne električne performanse zadovoljavaju standarde.

Uobičajeni tipovi

Klasifikacija prema broju slojeva:

· Jednostrana PCB ploča: Samo jedna strana ima električne vodove, najniža cijena, pogodna za jednostavne sklopove;

· Dvostrana PCB ploča: Obje strane imaju električne vodove, međusobno povezane putem provrta, glavni tip standardne PCB ploče;

· Višeslojna PCB ploča (4-8 slojeva): Uključuje unutarnje slojeve s električnim vodovima, pogodna za složene sklopove, još uvijek unutar standardne kategorije.

· Klasifikacija prema strukturi: Svi su kruti PCB-ovi (fleksibilni PCB-ovi su posebni PCB-ovi), s fiksnim oblikom i ne mogu se savijati.

Standardni PCB-ovi (primarno zasnovani na podlozi FR-4) postali su najčešće korištena vrsta ploče u elektroničkim uređajima zbog svojih ključnih karakteristika: standardizacije, univerzalnosti i visoke isplativosti. Njihove specifične prednosti su sljedeće:

Konačna prednost u cijeni

· Niska cijena podloge: Ploča od epoksidne smole i staklene vlaknine FR-4 trenutno je PCB podloga s najvećom serijskom proizvodnjom. Cijena sirovine je samo 1/10 do 1/50 u odnosu na posebne podloge poput keramike i Rogersa, i

dostava je stabilna;

· Niska cijena procesa: Koristi se u potpunosti standardizirani proizvodni proces, bez potrebe za posebnom opremom ili prilagođenim postupcima, a stopa ispravnosti masovne proizvodnje iznosi 98% ili više, što dodatno smanjuje jediničnu cijenu;

· Niska nabavna cijena: Tržišna ponuda je dovoljna, a gornji i donji dio industrijskog lanca su zreli (ploča, obrada, testiranje).

Niska jedinična cijena može se postići čak i kod kupnje manjih i srednjih serija, što ga čini prikladnim za proizvode osjetljive na troškove, poput potrošačke elektronike i malih kućanskih aparata.

Zrela standardizacijska sustava

· Standardizacija dizajna: Prateći globalno priznate standarde kao što su IPC-2221 i UL, dizajneri mogu izravno koristiti zrele biblioteke dizajna bez ponovne provjere;

· Standardizacija procesa: Od bušenja i galvanizacije do nanošenja solder maskirajuće tvari i oblikovanja, svi procesi imaju jasne industrijske standarde, a standardne pločice PCB proizvedene od strane različitih proizvođača visoko su kompatibilne, tako da ne postoji

potreba za prilagodbom dizajna prilikom promjene dobavljača;

· Standardizacija testiranja: Postupci provjere, poput testa kontinuiteta, izolacije i sposobnosti lemljenja, su ujednačeni, a kvaliteta proizvoda može se kvantificirati i pratiti, smanjujući rizike vezane uz kvalitetu.

Širok raspon univerzalnosti i prilagodljivosti

· Prilagodljivost scenarijima:

** Obuhvaća više od 90% uobičajenih elektroničkih uređaja, uključujući potrošačku elektroniku (TV-uređaji, rutere), industrijsku kontrolu (obični PLC-ovi), uredsku opremu (pisače) i automobilsku elektroniku (ugrađeni zabavni sustavi),

čime se eliminira potreba za prilagodbom pojedinačnim scenarijima. **Kompatibilnost komponenti:**

** Podržava sve uobičajeno pakirane komponente (za površinsko montiranje, kroz prolazne otvore), prilagođene uobičajenim postupcima lemljenja poput THT i SMT, nudeći visoku fleksibilnost dizajna.

· Pokrivenost slojevima:

** Od jednostranih ploča do 8-slojnih ploča, sve spada u standardnu PCB kategoriju, zadovoljavajući potrebe od jednostavnih sklopova (ploče za upravljanje igračkama) do složenih sklopova (matične ploče računala).

Stabilne osnovne performanse

· Pouzdane električne performanse: Stabilna dielektrična konstanta (4,2~4,7@1GHz), izolacijska čvrstoća zadovoljava zahtjeve konvencionalnih niskonaponskih/visionaponskih krugova (AC 2000V test otpornosti na napon) i prijenos signala

gubitak je zanemariv u niskofrekventnim (<2GHz) scenarijima;

· Zadovoljava standarde mehaničkih svojstava: Visoka tvrdoća i ne deformira se lako, FR-4 PCB debljine 1,6 mm može izdržati uobičajena opterećenja pri instalaciji (poput privršćivanja vijcima i utiskivanja/izvlačenja spojnica), ispunjavajući

zahtjeve za strukturnom podlogom opreme;

· Prilagodba okolišu: Dugotrajna performansa se ne smanjuje pri normalnoj temperaturi (-20℃~85℃) i suhom okolišu, pogodno za uvjete korištenja većine unutarnje elektroničke opreme.

Pogodnost opskrbne mreže i isporuke

· Kratko razdoblje proizvodnje: Standardizirani procesi eliminiraju potrebu za prilagođenim razvojem, a rokovi isporuke za male i srednje serije su samo 3-5 dana, znatno brži od specijaliziranih PCB-ova (obično 10-15 dana);

· Širok izbor dobavljača: Desetine tisuća standardnih proizvođača tiskanih ploča širom svijeta, od velikih tvornica do malih radionica, pružaju dovoljno prostora za pregovore kupcima;

· Pogodna naknadna prodaja i održavanje: Standardne tiskane ploče nude niske troškove otkrivanja kvarova i zamjene, što omogućuje osoblju za održavanje brzo prepoznavanje krugova i zamjenu komponenti, smanjujući vrijeme zaustavljanja opreme

troškovi održavanja.

Dizajn i proizvodnja s niskim barijerama

Nizak prag dizajna: inženjeri ne moraju poznavati karakteristike posebnih podloga (kao što je proces spajkanja keramike ili visokofrekventni dizajn Rogersa); obično znanje iz područja elektroničkog inženjerstva je dovoljno za

dovršetak dizajna. Nizak prag proizvodnje: srednje i male tvornice također mogu postići masovnu proizvodnju korištenjem standardizirane opreme (bušilice, uređaji za ekspoziciju, linije za trajanje) bez visokih ulaganja u opremu, što dodatno smanjuje troškove.

daljnje smanjuje troškove.