Standarta PCB

Standarta PCB nozīme

Standarta PCB parasti attiecas uz drukātajām platēm, kas izgatavotas saskaņā ar nozares standarta specifikācijām, izmantojot nobriedušas tehnoloģijas un parastus pamatnes materiālus. Tās ir jēdzieniski pretstatītas speciālajām PCB. To galvenās īpašības ir augsta universālitāte, standartizētas ražošanas metodes un kontrolējamas izmaksas. Tās galvenokārt apmierina pamata elektriskās savienojuma vajadzības parastās lietojumprogrammās, piemēram, patēriņa elektronikā un rūpniecības vadībā.

Pamatnes standartizācija

Galvenokārt tiek izmantots FR-4 epoksīda sveķu stiklšķiedras materiāls (veido vairāk nekā 90% no visām standarta PCB), savukārt dažos retākos gadījumos tiek izmantots fenola celulozes materiāls (FR-1/FR-2). Pamatnes materiāla veiktspēja atbilst IPC (Starptautiskās elektronisko rūpniecības asociācijas), UL un citu standartu prasībām. Piemēram, FR-4 materiālam ir stikla pārejas temperatūra (Tg) aptuveni 130~150℃, siltumvadītspēja 0,3~0,5 W/(m・K) un

dielektriskā konstante (Dk) 4,2~4,7@1GHz. Tam raksturīga stabila veiktspēja un zemas izmaksas.

dielektriskā konstante (Dk) 4,2~4,7@1GHz. Tam raksturīga stabila veiktspēja un zemas izmaksas.

Procesu standartizācija

Ievērojot pasaules mērogā pieņemtus PCB ražošanas procesus (materiālu sagatavošana → urbjšana → vara plākšņošana → elektroplākšņošana → ekspozīcija → ēdēšana → lodēšanas maska → virsmas apstrāde → formēšana → testēšana), apstrādes parametri un

precizitātes prasības rūpniecībā ir standartizētas:

· Standarta līnijas platums/attālums: ≥0,1 mm (4 mil)

· Minimālais caurules diametrs: ≥0,3 mm

· Virsmas apstrāde: Tiek dota priekšroka standartprocesiem, piemēram, HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold) un nikelēšanai ar zeltu;

· Slāņu skaits: Galvenokārt vienas/divkāršas puses plates, daudzslāņu plates (4~8 slāņi) arī atrodas standarta diapazonā (vairāk nekā 12 slāņi parasti tiek klasificēti kā augstas klases PCB).

Lietošanas scenāriju vispārināšana

Tas ir saderīgs ar parastajiem ķēžu elementiem, kam nav speciālu veiktspējas prasību, piemēram:

· Patēriņa elektronika: TV mātesplates, maršrutētāju platēs, mazu mājsaimniecības elektroierīču vadības plates;

· Rūpniecības vadība: parasti PLC moduļi, zemsprieguma releju vadības plates;

· Biroja aprīkojums: printeru mātesplates, kopētāju vadības plates;

· Automobiļu elektronika: transportlīdzekļa borta izklaides sistēmu PCB.

Galvenā atšķirība starp standarta PCB un speciālajām PCB

Galvenie nozares specifikācijas standarta PCB plāksnēm

· Starptautiskie standarti: IPC-2221: Vispārīgais dizaina standarts stingrajiem PCB;

· IPC-6012: Kvalifikācijas un veiktspējas specifikācijas stingrajiem PCB;

· UL 94: Ugunsizturības standarts (standarta PCB plātnēm jāatbilst V-0 klasifikācijai).

· Izmēru standarti: Parastie plates izmēri ir 1,2 m × 1 m, 1,2 m × 1,5 m utt., ar biezumiem galvenokārt 0,8 mm, 1,0 mm un 1,6 mm (visplašāk izplatītais), kas atbilst vairumam iekārtu uzstādīšanas prasībām.

· Testēšanas standarti: Pirms ražotnes atstāšanas PCB ir jāiziet nepārtrauktības testi (lidojošā zondes tests/tīkla saraksta tests), izolācijas pretestības testi un piedērības testi, lai nodrošinātu, ka pamata elektriskās īpašības atbilst standartiem.

Parastie veidi

Klasifikācija pēc slāņu skaita:

· Vienpusēja PCB: Tikai vienā pusē ir elektriskā shēma, zemākās izmaksas, piemērota vienkāršām shēmām;

· Divpusēja PCB: Abās pusēs ir elektriskā shēma, kas savienotas ar caurumiem, ir parastā standarta PCB veids;

· Daudzslāņu PCB (4–8 slāņi): Iekļauj iekšējā slāņa elektrisko shēmu, piemērota sarežģītām shēmām, joprojām ietilpst standarta kategorijā.

· Klasifikācija pēc struktūras: Visas ir stingras PCB (elastīgās PCB ir speciālas PCB), ar fiksētu formu un tās nevar saliekt.

Standarta PCB (galvenokārt balstītas uz FR-4 pamatni) ir kļuvušas par visplašāk izmantotā tipa elektronisko ierīču plates, jo tām piemīt standartizācija, universālums un augsta izmaksu efektivitāte. To konkrētie priekšrocības ir šādas:

Galēja izmaksu priekšrocība

· Zemas pamatnes izmaksas: FR-4 epoksīda sveķu stiklšķiedras plāksne pašlaik ir PCB pamatne ar lielāko masveida ražošanas apjomu. Sastāvdaļu cena ir tikai 1/10 līdz 1/50 no speciālo pamatņu, piemēram, keramikas vai Rogers, cenas, un

piegāde ir stabila;

· Zemas procesa izmaksas: Tā izmanto pilnībā standartizētu ražošanas procesu, bez nepieciešamības pēc speciālām iekārtām vai pielāgotiem procesiem, masveida ražošanas iznākums sasniedz pat 98% vai vairāk, tādējādi papildus samazinot vienības izmaksas;

· Zemas iegādes izmaksas: Tirgus piedāvājums ir pietiekams, un augšteces kā arī lejteces ražošanas ķēdes ir nobriedušas (plāksne, apstrāde, testēšana).

Pat vidēja un maza apjoma iepirkumiem var iegūt zemu vienības cenu, tādējādi to padarot par piemērotu izvēli cena-jutīgiem produktiem, piemēram, patēriņa elektronikai un mazajām mājsaimniecības ierīcēm.

Nobriedusi standartizācijas sistēma

· Projektēšanas standartizācija: Ievērojot globāli atzītus standartus, piemēram, IPC-2221 un UL, dizaineri var tieši izmantot nobriedušas dizaina bibliotēkas, neveicot atkārtotu verifikāciju;

· Procesa standartizācija: No urbumiem un elektrolītiskās pārklāšanas līdz lodēšanas maskai un formēšanai – visiem procesiem ir skaidri nozares standarti, un dažādu ražotāju ražotās standarta PCB ir ļoti savstarpēji aizvietojamas, tāpēc nav nepieciešams

pielāgot dizainu, mainot piegādātājus;

· Testēšanas standartizācija: Pārbaudes procesi, piemēram, pārtraukuma pārbaude, izolācijas pārbaude un lodējamības pārbaude, ir vienoti, un produkta kvalitāti var kvantitatīvi novērtēt un izsekot, samazinot kvalitātes riskus.

Plašs pielāgojamības un universālitātes diapazons

· Scenāriju pielāgojamība:

** Pārklāj vairāk nekā 90% parastajiem elektroniskajiem ierīcēm, tostarp patēriņa elektroniku (televizori, maršrutētāji), rūpniecības vadību (parastie PLC), biroja aprīkojumu (drukātāji) un automašīnu elektroniku (automobiļu borta izklaides sistēmas),

novēršot nepieciešamību pēc pielāgošanas atsevišķiem scenārijiem. **Komponentu saderība:

** Atbalsta visus parastos iepakojumos pieejamos komponentus (virspuses montāžai, caurumos montāžai), pielāgojas plaši izmantotajām lodēšanas tehnoloģijām, piemēram, THT un SMT, nodrošinot augstu dizaina elastību.

· Slāņu pārklājums:

** No vienas puses plātnēm līdz 8 slāņu plātnēm, visas ietilpst standarta PCB kategorijā, apmierinot prasības gan vienkāršām shēmām (rotaļlietu vadības plātnes) līdz sarežģītām shēmām (datoru mātesplatēm).

Stabila pamatveiktspēja

· Uzticama elektriskā veiktspēja: Stabils dielektriskais konstants (4,2~4,7@1GHz), izolācijas izturība atbilst parasto zemsprieguma/augstsprieguma shēmu prasībām (AC 2000V izturības sprieguma pārbaude) un signālu pārraide

zudumi ir neievērojami zemfrekvenču (<2GHz) scenārijos;

· Atbilst mehāniskajiem veiktspējas standartiem: Augsta cietība un neļoti deformējams, 1,6 mm biezs FR-4 PCB iztur parastos uzstādīšanas slodzes (piemēram, skrūvju piestiprināšana un konektoru ievietošana/izņemšana), atbilstot

iekārtu strukturālajām atbalsta prasībām;

· Vidē adaptabilitāte: Ilglaicīgā darbība nesamazinās normālā temperatūrā (-20℃~85℃) un sausā vidē, piemērots lielākās daļas iekštelpu elektronisko ierīču ekspluatācijas apstākļiem.

Ērta piegādes ķēde un piegāde

· Īss ražošanas cikls: Standarta procesi novērš nepieciešamību pēc individuālas attīstības, maziem līdz vidējiem partijas pasūtījumiem piegādes cikls ir tikai 3–5 dienas, kas ir daudz ātrāk nekā speciāliem PCB (parasti 10–15 dienas);

· Plašs piegādātāju izvēles klāsts: Desmitiem tūkstošu standarta PCB ražotāju visā pasaulē, sākot no lieliem uzņēmumiem līdz maziem darbnīcām, nodrošina plašas iespējas pircējiem veikt sarunas;

· Ērta pēcpārdošanas servisa un apkopes organizācija: Standarta PCB piedāvā zemas izmaksas kļūdu noteikšanai un aizstāšanai, ļaujot apkopes personālam ātri identificēt shēmas un nomainīt komponentus, samazinot iekārtu

apkopes izmaksas.

Zems barjeras dizains un ražošana

Zems dizaina slieksnis: inženieriem nav jāapguļ speciālu pamatnes īpašības (piemēram, keramikas sintēzes process vai Rogers augstfrekvences dizains); parastas elektronikas inženierzināšanas zināšanas ir pietiekamas, lai

pabeigtu dizainu. Zems ražošanas slieksnis: arī vidējie un mazie uzņēmumi var sasniegt masveida ražošanu, izmantojot standartaprīkojumu (urbummašīnas, ekspozīcijas mašīnas, ķīmiskās gravēšanas līnijas), neieguldot lielas summas aprīkojumā, kas vēl vairāk samazina izmaksas.

vēl vairāk samazina izmaksas.