PCB Piawai

Maksud PCB Piawai

PCB Piawai secara umum merujuk kepada papan litar bercetak yang dikeluarkan berdasarkan spesifikasi piawaian industri, menggunakan proses matang dan substrat konvensional. Mereka merupakan konsep yang relatif kepada PCB khas. Ciri utamanya termasuk kebolegunaan tinggi, proses piawaian, dan kos yang boleh dikawal. Mereka terutamanya memenuhi keperluan sambungan litar asas bagi senario biasa seperti elektronik pengguna dan kawalan perindustrian.

Piawaian Substrat

Kebanyakan menggunakan papan kaca fiber resin epoksi FR-4 (merangkumi lebih daripada 90% dari jumlah papan PCB piawai), manakala papan kertas fenolik (FR-1/FR-2) digunakan dalam beberapa aplikasi sahaja. Prestasi substrat memenuhi piawaian umum IPC (Persatuan Sambungan Industri Elektronik Antarabangsa), UL dan piawaian lain.

sebagai contoh, FR-4 mempunyai suhu peralihan kaca (Tg) sekitar 130~150℃, kekonduksian haba 0.3~0.5 W/(m・K) dan

pemalar dielektrik (Dk) 4.2~4.7@1GHz. Ia mempunyai prestasi yang stabil dan kos rendah.

Pempiawaian Proses

Mengikuti proses pembuatan PCB yang diterima secara global (penyediaan bahan → pengeboran → penyaduran tembaga → penyaduran elektro → pendedahan → pengorekan → topeng solder → rawatan permukaan → percetakan → ujian), parameter pemprosesan dan

keperluan ketepatan semua telah dipiawaikan dalam industri:

· Lebar/jarak garisan piawai: ≥0.1mm (4mil);

· Diameter lubang minimum: ≥0.3mm;

· Rawatan permukaan: Mengutamakan proses piawaian seperti HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold), dan penyaduran nikel-emas;

· Bilangan lapisan: Kebanyakannya papan tunggal/dua sisi, papan berbilang lapisan (4~8 lapisan) juga termasuk dalam julat piawai (lebih daripada 12 lapisan kebanyakannya diklasifikasikan sebagai PCB premium).

Generalisasi senario aplikasi

Sesuai dengan litar konvensional tanpa keperluan prestasi khas, seperti:

· Elektronik pengguna: Papan induk TV, papan litar penghala, papan kawalan peralatan rumah kecil;

· Kawalan Perindustrian: modul PLC biasa, papan kawalan geganti voltan rendah;

· Peralatan pejabat: papan induk pencetak, papan kawalan mesin penyalin;

· Elektronik automotif: pCB sistem hiburan dalam kenderaan.

Perbezaan utama antara PCB piawai dan PCB khas

Spesifikasi industri utama untuk papan litar bercetak piawai

· Piawai Antarabangsa: IPC-2221: Standard Reka Bentuk Am untuk Papan Litar Bercetak Keras;

· IPC-6012: Spesifikasi Kelayakan dan Prestasi untuk Papan Litar Bercetak Keras;

· UL 94: Piawai Daya Tahan Api (PCB Piawai mesti memenuhi penarafan V-0).

· Piawai Saiz: Saiz papan yang biasa ialah 1.2m×1m, 1.2m×1.5m, dan sebagainya, dengan ketebalan kebanyakannya pada 0.8mm, 1.0mm, dan 1.6mm (paling utama), memenuhi keperluan pemasangan kebanyakan peralatan.

· Piawai Pengujian: PCB mesti lulus ujian kesinambungan (ujian probe terbang/ujian netlist), ujian rintangan penebatan, dan ujian kemampuan pematerian sebelum dikeluarkan kilang untuk memastikan prestasi elektrik asas memenuhi piawai.

Jenis umum

Dikelaskan mengikut bilangan lapisan:

· PCB Satu Sisi: Hanya satu sisi mempunyai litar, kos terendah, sesuai untuk litar ringkas;

· PCB Dua Sisi: Kedua-dua sisi mempunyai litar, saling bersambung melalui via, jenis utama PCB piawai;

· PCB berbilang lapisan (4-8 lapisan): Merangkumi litar lapisan dalaman, sesuai untuk litar yang kompleks, masih dalam kategori piawai.

· Dikelaskan mengikut struktur: Semuanya adalah PCB tegar (PCB fleksibel merupakan PCB khas), dengan bentuk tetap dan tidak boleh dibengkokkan.

PCB piawai (terutamanya berasaskan substrat FR-4) telah menjadi jenis papan litar yang paling meluas digunakan dalam peranti elektronik kerana ciri terasnya seperti piawaian, keserbagunaan, dan kos yang sangat berkesan. Kelebihan khususnya adalah seperti berikut:

Kelebihan kos utama

· Kos substrat rendah: Papan gentian kaca resin epoksi FR-4 kini adalah substrat PCB dengan skala pengeluaran besar terbesar. Harga bahan asasnya hanya 1/10 hingga 1/50 daripada substrat khas seperti seramik dan Rogers, dan

bekalan adalah stabil;

· Kos proses rendah: Ia menggunakan proses pembuatan yang sepenuhnya piawai, tanpa memerlukan peralatan khas atau proses tersuai, dan hasil pengeluaran pukal adalah setinggi 98% atau lebih, seterusnya mengurangkan kos seunit;

· Kos pembelian rendah: Bekalan pasaran adalah mencukupi, dan rantaian industri hulu dan hilir adalah matang (papan, pemprosesan, pengujian).

Harga seunit yang rendah boleh diperoleh walaupun untuk pembelian pukal kecil dan sederhana, menjadikannya sesuai untuk produk sensitif terhadap kos seperti elektronik pengguna dan perkakas rumah kecil.

Sistem piawaian yang matang

· Piawaian reka bentuk: Mengikut piawaian antarabangsa yang diiktiraf secara meluas seperti IPC-2221 dan UL, pereka boleh terus menggunakan perpustakaan reka bentuk yang telah matang tanpa pengesahan semula;

· Piawaian proses: Daripada pengeboran dan penyaduran sehingga pelapisan solder dan percetakan, semua proses mempunyai piawaian industri yang jelas, dan PCB piawai yang dihasilkan oleh pengilang berbeza adalah sangat serasi, jadi tiada

perlu menyesuaikan rekabentuk apabila menukar pembekal;

· Piawaian pengujian: Proses pengesahan seperti ujian kesinambungan, ujian penebatan, dan ujian kebolehansolderan diseragamkan, dan kualiti produk boleh dikuantifikasikan serta dilacak, mengurangkan risiko kualiti.

Julat kegunaan dan kebolehsesuaian yang luas

· Kebolehsesuaian Situasi:

** Merangkumi lebih daripada 90% peranti elektronik konvensional, termasuk elektronik pengguna (TV, penghala), kawalan industri (PLC biasa), peralatan pejabat (pencetak), dan elektronik automotif (sistem hiburan dalam kenderaan),

menghapuskan keperluan penyesuaian untuk situasi tunggal. **Keserasian Komponen:**

** Menyokong semua komponen berpeket konvensional (pemasangan permukaan, lubang telus), menyesuaikan diri dengan proses pematerian utama seperti THT dan SMT, menawarkan fleksibilitas rekabentuk yang tinggi.

· Liputan Lapisan:

**Dari papan satu sisi hingga papan 8 lapisan, semua tergolong dalam kategori PCB piawai, memenuhi keperluan dari litar mudah (papan kawalan mainan) hingga litar kompleks (papan induk komputer).

Prestasi asas yang stabil

· Prestasi elektrik yang boleh dipercayai: Pemalar dielektrik yang stabil (4.2~4.7@1GHz), kekuatan penebat memenuhi keperluan litar voltan rendah/tinggi konvensional (ujian kelayakan voltan AC 2000V), dan penghantaran isyarat

kehilangan adalah diabaikan dalam senario frekuensi rendah (<2GHz);

· Memenuhi piawaian prestasi mekanikal: Kekerasan tinggi dan tidak mudah berubah bentuk, papan PCB FR-4 setebal 1.6mm mampu menahan tekanan pemasangan konvensional (seperti pengekalan skru dan penyambungan/penanggalan penyambung), memenuhi

keperluan sokongan struktur peralatan;

· Keupayaan penyesuaian persekitaran: Prestasi jangka panjang tidak merosot dalam suhu biasa (-20℃~85℃) dan persekitaran kering, sesuai untuk keadaan penggunaan kebanyakan peralatan elektronik dalaman.

Rantaian bekalan dan penghantaran yang mudah

· Kitaran pengeluaran yang pendek: Proses piawaian menghapuskan keperluan untuk pembangunan suai, dengan kitaran penghantaran untuk pesanan pukal kecil hingga sederhana hanya dalam tempoh 3-5 hari, jauh lebih cepat berbanding PCB khas (biasanya 10-15 hari);

· Pelbagai pilihan pembekal: Puluhan ribu pengilang PCB piawai di seluruh dunia, daripada kilang besar hingga bengkel kecil, menyediakan ruang yang luas untuk rundingan bagi pembeli;

· Perkhidmatan selepas jualan dan penyelenggaraan yang mudah: PCB piawai menawarkan kos yang rendah untuk pengesanan kegagalan dan penggantian, membolehkan kakitangan penyelenggaraan mengenal pasti litar dengan cepat dan mengganti komponen, mengurangkan peralatan

kos penyelenggaraan.

Reka bentuk dan pengeluaran yang rendah halangan

Ambang reka bentuk yang rendah: Jurutera tidak perlu menguasai ciri-ciri substrat khas (seperti proses pensinteran seramik atau reka bentuk frekuensi tinggi Rogers); pengetahuan kejuruteraan elektronik biasa sudah mencukupi untuk

lengkapkan rekabentuk. Ambang pengeluaran rendah: Kilang bersederhana dan kecil juga boleh mencapai pengeluaran beramai-ramai melalui peralatan piawaian (mesin gerudi, mesin pendedahan, talian etching) tanpa kelengkapan tinggi

pelaburan, seterusnya menurunkan kos.