Cietie PCB

Kas ir cietā PCB?

Klusais PCB ir drukātās shēmas plate, kas izgatavota no cietiem izolējošiem materiāliem, piemēram, FR-4 epoksīda sveķu stikla auduma pamatnes, fenola papīra pamatnes vai keramikas pamatnes kā kodola. Tam ir fiksēta forma, augsta cietība un to nevar saliekt vai salocīt. Pašlaik tas ir visplašāk izmantotais PCB veids. Tā fizikālās īpašības ir stabiles, un tām nav elastības istabas temperatūrā. Tā nodrošina cietu balstu komponentiem. Galvenā pamatne ir FR-4, kurai ir nogatavots process un kontrolējama cena. Augstas klases scenārijos tiek izmantoti keramikas vai poliimidu modificēti cietie pamatnes, lai atbilstu augstas siltumvadītspējas un augstas frekvences prasībām. Struktūra ietver vienas puses plates, divu pušu un daudzslāņu plates, un starpslāņu savienojumu var realizēt, izmantojot metalizētas caurules. Tas ir savietojams ar sarežģītiem shēmu dizainiem, kam raksturīgs standartizēts ražošanas process un atbalsta parastās montāžas tehnoloģijas ar augstu iznākuma līmeni. montāžas tehnoloģijas ar augstu iznākuma līmeni.

Cieto platīšu tipus var klasificēt pēc izmēriem, piemēram, strukturālo slāņu skaita, pamatnes materiāla un pielietojuma īpašībām. Galvenās klasifikācijas ir šādas:

Klasifikācija pēc strukturālo stāvu skaita

· Viena puse

Tam ir tikai viena puse ar vadošu vara folijas shēmām, bet otra puse ir bāzes materiāls. Tam ir vienkārša struktūra un zemākās izmaksas, tāpēc tas ir piemērots zemas jaudas ierīcēm ar vienkāršām shēmām (piemēram, tālvadības pulti, rotaļu shēmas plātes, strāvas adapteri).

· Divpusējs PCB

Abās pusēs ir vara folijas shēmas, un savienojums starp slāņiem tiek panākts, izmantojot metalizētas caurules. Shēmas sarežģītība ir augstāka nekā vienas puses plātēm, taču izmaksas ir vidējas. Tā tiek plaši izmantota patēriņa elektronikā (mobilā tālruņa uzlādes paklājiņi), rūpniecības vadības sensoros un citos pielietojumos.

· Daudzslāņu plāksne

Tajā ir 3 vai vairāk vadošu slāņu (parasti 4, 6, 8 slāņi un līdz pat 40 slāņiem augstas klases modeļos), kas savienoti ar izolējošiem pamatnes materiāliem. Caurules tiek iedalītas caururbtās, aklo un slēptās caurumos, kas ļauj panākt augstu vadiem blīvu izvietojumu un tāpēc ir piemērotas sarežģītām shēmām (datoru pamatplates, automašīnu ECU, medicīniskās aprīkojuma galvenās vadības plates).

Klasificēts pēc bāzes materiāla

· FR-4 PCB

Bāzes materiāls ir stiklšķiedras epoksīda svece (FR-4), kurai piemīt lieliska izolācija, siltumizturība un mehāniskā izturība ar kontrolējamiem izmaksām. Tas veido vairāk nekā 90 % no stingro PCB tirgus un ir piemērots plaši izplatītiem nozarēm, piemēram, patēriņa elektronikai, rūpniecības vadībai un automašīnām.

· Fenola papīra PCB (FR-1/FR-2)

Bāzes materiāls ir fenola svece un papīra šķiedra. Tam ir zemas izmaksas, taču vāja siltumizturība un mehāniskā izturība, tāpēc to izmanto tikai zemākās klases iekārtās (veca tipa radio, vienkāršas mājsaimniecības ierīču vadības plates).

· Keramikas PCB

Bāzes materiāls ir alumīnija oksīds un alumīnija nitrīda keramika, kam piemīt lieliska siltumvadītspēja, augsta izolācija un izturība pret augstām temperatūrām. Tas ir piemērots augstas jaudas un augstfrekvences scenārijiem (piemēram, jaunās enerģijas automašīnu uzlādes stacijām un aviācijas un kosmosa aprīkojumam).

· Metāla bāzes PCB (alumīnija bāzes/vara bāzes)

Bāzes materiāls ir metāla plāksne (alumīnijs/varš) + izolējošs slānis + vara folija. Tā siltuma izkliedes veiktspēja ievērojami pārsniedz parastā FR-4 veiktspēju, un to dēvē arī par "siltuma izkliedes PCB". To izmanto LED apgaismojumā, stiprinātājos un rūpnieciskos vadības frekvences pārveidotājos. stiprinātājos, un rūpnieciskos vadības frekvences pārveidotājos.

Klasifikācija pēc vara biezuma/veiktspējas raksturlielumiem

· Standarta vara biezuma PCB

Vara folijas biezums ir ≤1 unc (35 μm), piemērots parastiem mazstrāvas ķēdēm (patēriņa elektronikai, zemas jaudas moduļiem).

· Biezas (smagas) vara PCB

Vara folijas biezums ir ≥2 unc (70 μm), ar lielu strāvas pārvadīšanas spēju un siltuma izkliedi, izmanto augstas jaudas aprīkojumā (enerģijas moduļi, jaunās enerģijas transportlīdzekļu elektroniskās vadības sistēmas).

· Augstfrekvences PCB

Bāzes materiāls ir politetrafluoretilēns (PTFE) un Rogers materiāls, ar stabilu dielektrisko konstanti un zemiem signāla zudumiem. Tas ir piemērots 5G sakariem, radaru un radiofrekvences iekārtām.

Klasificēts pēc virsmas apstrādes procesa

· PCB ar uzsmidzinātu alvu

Virsma pārklāta ar alvas kārtu, kas nodrošina labu pieslēgšanās spēju un zemas izmaksas, piemērota parastajai iekārtai.

· PCB ar zelta pārklājumu

Virsma ir niķeļa-zelta kārta, kas ir pretošanās pret oksidēšanos un kam ir zems kontaktrezistēns. Piemērota augstas precizitātes savienotājiem un taustiņplātēm (piemēram, mobilā tālruņa galvenajām plātēm un medicīniskajai aprīkojumam).

· OSP PCB

Virsma pārklāta ar organisku aizsargkārtu, kas ir videi draudzīga un ar vidējām izmaksām. Platā mērā tiek izmantota patēriņa elektronikas SMT virspieliktavas montāžas tehnoloģijā.

Galvenā atšķirība no elastīgās PCB

Cietie shēmas bloki, ar to stabilu formu, augstu mehānisko izturību un nobriedušo tehnoloģiju, plaši tiek izmantoti dažādās ierīcēs, kurām ir prasības shēmu stabilitātei un uzstādījuma fiksētībai.

Patērētāju elektronikas jomā

To izmanto datoru matējplātēs/grafikas kartēs, mobilā tālruņa matējplātēs, TV barošanas bloku plātēs, rūteru/set-top kastīšu shēmas plātēs un mazgājmašīnu/ledusskapju vadības plātēs. Balstoties uz zemajām FR-4 pamatnes izmaksām un nobriedušo procesu, tā ir piemērota vidēja un maza jaudas ķēdēm un atbilst patēriņa līmeņa produktu stabilitātes prasībām.

Rūpnieciskās vadības joma:

To piemēro PLC moduļos, rūpnieciskās vadības datora matējplātēs, frekvences pārveidotāju shēmas plātēs, servovadības vadības plātēs un sensoru signālu plātēs. Ar to vibrācijas izturības un labas temperatūras izturības raksturlielumiem, daudzslāņu dizains ļauj realizēt sarežģītu shēmu integrāciju un ir piemērots smagiem rūpnieciskiem ekspluatācijas apstākļiem.

Automobiļu elektronikas jomā

Tas ir savietojams ar dzinēja vadības blokiem (ECU), automašīnas centrālajām vadības plātēm, uzlādes staciju galvenajām plātēm, bateriju pārvaldības sistēmas (BMS) vadības plātēm un transportlīdzekļa lukturu vadības plātēm. Tam raksturīga augsta uzticamība (izturība pret augstu un zemu temperatūru un triecieniem), un biezas vara izpilde spēj izturēt lielas strāvas, atbilstot borta drošības standartiem.

Medicīnas aprīkojuma joma:

To izmanto CT skeneru/magnētiskās rezonanses vadības plātēs, monitoru shēmās, medicīniskos enerģijas moduļos un glikometru galvenajās plātēs. Tam ir lieliska izolācija un stabilas signālu pārraides īpašības, atbilstot stingrajiem drošības un uzticamības prasībām medicīnas nozarē.

Aviācijas joma

Augstas klases cietie PCB, kas izgatavoti no keramikas vai augstfrekvences pamatnēm, tiek izmantoti satelītu aprīkojuma galvenajās plātēs, lidaparātu radara kontroles plātēs, raķešu enerģijas sadalīšanas plātēs un bezpilota lidaparātu lidojuma kontroles plātēs. Tie var izturēt ekstrēmas vides apstākļus, piemēram, augstas un zemas temperatūras un starojumu, un tiem ir izcilas mehāniskās izturības īpašības.

Jaunās enerģijas aprīkojuma joma

Biezas vara cietās PCB plates tiek izmantotas fotovoltaisko invertoru shēmās, enerģijas uzglabāšanas bateriju kontroles plātēs un vēja enerģijas pārveidotāju galvenajās plātēs. Tām ir liela strāvas pārvadītspēja un laba siltuma novadīšana, un tās ir piemērotas augstspējas enerģijas pārraides un pārveidošanas prasībām.

Sakaru aprīkojuma joma:

Augstfrekvences cietās PCB plates, kas izgatavotas no PTFE vai Rogers pamatnes, tiek izmantotas 5G bāzestākšņu RF plātēs, slēdžu galvenajās plātēs un optisko moduļu shēmās. Tām raksturīgas zemas signāla zudēšanas vērtības un tās atbalsta augstas ātruma datu pārraidi.