Standard PCB

Betydningen av standard-PCB-er

Standard PCB refererer vanligvis til trykte kretskort som er produsert i henhold til bransjestandarder, med bruk av modne prosesser og konvensjonelle substrater. De er et begrep i forhold til spesial-PCB. Deres kjerneegenskaper er høy allsidighet, standardiserte prosesser og kontrollerbare kostnader. De dekker i hovedsak behovet for grunnleggende kretsløpskopling i vanlige scenarier som forbrukerelektronikk og industriell styring.

Substratstandardisering

Det mest brukte er FR-4 epoksyharpiks fiberglassplate (utgjør mer enn 90 % av totale standard PCB-er), mens fenolisk papirplate (FR-1/FR-2) brukes i noen få anvendelser. Underlagets ytelse oppfyller de generelle

standardene fra IPC (International Electron Industries Connection Association), UL og andre standarder. For eksempel har FR-4 en glasovergangstemperatur (Tg) på ca. 130–150 °C, varmeledningsevne på 0,3–0,5 W/(m·K) og

dielektrisk konstant (Dk) på 4,2–4,7@1 GHz. Det har stabil ytelse og lav kostnad.

Prosessstandardisering

Følger globale standardprosesser for PCB-produksjon (materialeforberedelse → boringer → kobberplatering → elektroplatering → eksponering → etsing → loddemaske → overflatebehandling → formgiving → testing), prosessparametre og

presisjonskrav er alle standardisert innen bransjen:

· Standard linjebredde/avstand: ≥0,1 mm (4 mil);

· Minimum borehullsdiameter: ≥0,3 mm;

· Overflatebehandling: Foretrekker standardiserte prosesser som HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold) og nikkel-gullbelagning;

· Antall lag: Hovedsakelig enkelt-/dobbelsidige kretskort, flerlagkretskort (4–8 lag) er også innenfor standardomfanget (mer enn 12 lag regnes for det meste som high-end PCB-er).

Generalisering av bruksområder

Det er kompatibelt med konvensjonelle kretser uten spesielle ytelseskrav, for eksempel:

· Forbrugerelektronik: TV-motherboards, ruter-kretskort, kontrollkort for små hjemmeapparater;

· Industrikontroll: vanlige PLC-moduler, kontrollkort for lavspenningsrelé;

· Kontorutstyr: printer-motherboards, kopimaskin-kontrollkort;

· Bil-elektronikk: pCB-er for underholdningssystem i bil.

Hovedforskjellen mellom standard-PCB-er og spesial-PCB-er

Nøkkelsektorspesifikasjoner for standard kretskort

· Internasjonale standarder: IPC-2221: Generell designstandard for stive kretskort;

· IPC-6012: Kvalifikasjons- og ytelseskrav for stive kretskort;

· UL 94: Flammhemmende standard (standard-PCB-er må oppfylle V-0-klassifisering).

· Størrelsesstandarder: Vanlige kretskortstørrelser er 1,2 m × 1 m, 1,2 m × 1,5 m osv., med tykkelser hovedsakelig på 0,8 mm, 1,0 mm og 1,6 mm (mest vanlig), som oppfyller installasjonskravene for de fleste utstyr.

· Teststandarder: PCB-er må bestå kontinuitetstester (flyende probe-test/nettliste-test), isolasjonsmotstandstester og loddbarhetstester før de forlater fabrikken, for å sikre at grunnleggende elektrisk ytelse oppfyller kravene.

Vanlige typer

Klassifisert etter antall lag:

· Ensidig PCB: Bare en side har kretser, laveste kostnad, egnet for enkle kretser;

· Dobbelsidig PCB: Begge sider har kretser, forbundet via gjennomgående hull (vias), er den mest brukte typen standard-PCB;

· Flersjiktet PCB (4–8 lag): Inkluderer innersjikt-kretser, egnet for komplekse kretser, fortsatt innenfor standardkategorien.

· Klassifisert etter struktur: Alle er stive PCB-er (fleksible PCB-er er spesial-PCB-er), med fast form og kan ikke bøyes.

Standard-PCB-er (primært basert på FR-4-substrat) har blitt den mest brukte typen kretskort i elektroniske enheter på grunn av sine kjerneegenskaper: standardisering, allsidighet og høy kostnadseffektivitet. Deres spesifikke fordeler er som følger:

Ultimat kostnadsfordel

· Lavt substratkostnad: FR-4 epoksyharpiks glassfiberplate er per i dag PCB-substratet med størst massproduksjon. Råvareprisen er bare 1/10 til 1/50 av prisen for spesialsubstrater som keramikk og Rogers, og

tilgangen er stabil;

· Lav prosesskostnad: Den benytter en helt standardisert produksjonsprosess, uten behov for spesialutstyr eller tilpassede prosesser, og utbyttet ved masseproduksjon er så høyt som 98 % eller mer, noe som ytterligere reduserer enhetskostnaden;

· Lav innkjøpskostnad: Markedsforsyningen er tilstrekkelig, og de opp- og nedstrøms liggende verdikjedene er modne (plater, bearbeiding, testing).

Lav enhetspris kan oppnås selv ved små og mellomstore serier, noe som gjør den egnet for kostnadssensitive produkter som konsumentelektronikk og små hjemmeapparater.

Modent standardiseringssystem

· Designstandardisering: Ved å følge globalt anerkjente standarder som IPC-2221 og UL, kan designere bruke modne designbibliotek direkte uten ny verifikasjon;

· Prosessstandardisering: Fra boring og elektroplatering til loddemaskering og formgiving, har alle prosesser klare bransjestandarder, og standard PCB-er produsert av ulike produsenter er svært kompatible, slik at det ikke er

må justere designet ved bytte av leverandører;

· Testingstandardisering: Verifikasjonsprosesser som kontinuitetstesting, isolasjonstesting og loddbarhetstesting er standardisert, og produktkvalitet kan kvantifiseres og spores, noe som reduserer kvalitetsrisiko.

Bred vifte av allsidighet og tilpasningsevne

· Scenario-tilpasningsevne:

** Dekker over 90 % av konvensjonelle elektroniske enheter, inkludert konsumentelektronikk (TV-er, rutere), industriell styring (vanlige PLC-er), kontorutstyr (skrivere) og bil-elektronikk (innbygde underholdningssystemer),

hva som eliminerer behovet for skreddersøm for enkeltsituasjoner. **Komponentkompatibilitet:**

** Støtter alle konvensjonelt pakket komponenter (overflatemontering, gjennomhullsmontering), og tilpasser seg dominerende loddingsprosesser som THT og SMT, og gir høy designfleksibilitet.

· Lagdekning:

** Fra enkeltsidige kretskort til 8-lags kretskort, faller alle innenfor standard-PCB-kategorien og dekker behovet fra enkle kretser (lekekontrollkort) til komplekse kretser (datamaskinens hovedkort).

Stabil grunnleggende ytelse

· Pålitelig elektrisk ytelse: Stabil dielektrisk konstant (4,2–4,7@1 GHz), isolasjonsstyrke som oppfyller kravene til konvensjonelle lav-/høyspenningskretser (AC 2000 V spenningsholdbarhetstest), og signaloverføring

tap er neglisjerbart i lavfrekvente (<2 GHz) scenarier;

· Oppfyller mekaniske ytelsesstandarder: Høy hardhet og lett å deformere seg ikke, kan 1,6 mm tykt FR-4 PCB motstå vanlig monteringsspenning (som skrufesting og tilkobling/uttak av kontakter), og oppfyller

kravene til strukturell støtte for utstyret;

· Tilpasningsevne til miljø: Langsiktig ytelse forringes ikke ved normal temperatur (-20 ℃–85 ℃) og tørt miljø, egnet for bruksforholdene til de fleste innendørs elektroniske enheter.

Behagelig forsyningskjede og levering

· Kort produksjonsyklus: Standardiserte prosesser eliminerer behovet for tilpasset utvikling, med leveringstider for små til mellomstore serier på bare 3–5 dager, mye raskere enn spesial-PCB (typisk 10–15 dager);

· Bred vifte av leverandører: Titusener av standard-PCB-produsenter verden over, fra store fabrikker til små verksteder, gir stor rom for forhandling for kjøpere;

· Behagelig kundestøtte og vedlikehold: Standard-PCB tilbyr lave kostnader for feilsøking og utskifting, slik at vedlikeholdsansatte raskt kan identifisere kretser og bytte ut komponenter, noe som reduserer nedetid for utstyr

vedlikeholdskostnader.

Produksjon og design med lav terskel

Lav terskel for design: Ingenjører trenger ikke å mestre egenskapene til spesielle substrater (som sinterprosessen for keramikk eller Rogers' høyfrekvensdesign); vanlig kunnskap i elektronikk er tilstrekkelig

fullfør designet. Lav produksjonsterskel: Små og mellomstore fabrikker kan også oppnå massproduksjon gjennom standardisert utstyr (boringsmaskiner, eksponeringsmaskiner, etselinjer) uten behov for dyrt utstyr

investering, noe som ytterligere reduserer kostnadene.