PCB standard

Semnificația PCB-urilor standard

PCB-uri standard se referă în general la plăcile de circuit imprimat fabricate conform specificațiilor standard din industrie, utilizând procese maturizate și suporturi convenționale. Ele reprezintă un concept opus PCB-urilor speciale. Caracteristicile lor principale sunt versatilitatea ridicată, procesele standardizate și costurile controlabile. Ele satisfac în principal nevoile de bază de conectare a circuitelor în scenarii comune precum electronica de consum și controlul industrial.

Standardizarea suportului

Utilizarea dominantă este placa de sticlă epoxidică FR-4 (reprezentând peste 90% din totalul PCB-urilor standard), în timp ce placa fenolică din hârtie (FR-1/FR-2) este utilizată în câteva aplicații. Performanțele suportului respectă standardele generale ale IPC (Asociația Internațională a Industriilor Electronice), UL și alte standarde. standardele IPC, UL și alte standarde. De exemplu, FR-4 are o temperatură de tranziție sticloasă (Tg) de aproximativ 130~150℃, conductivitate termică de 0,3~0,5 W/(m・K) și constantă dielectrică (Dk) de 4,2~4,7@1GHz. Are performanță stabilă și costuri reduse.

Standardizare proces

Urmând procesele globale acceptate de fabricare a PCB-urilor (pregătirea materialelor → găurire → placare cu cupru → electroplacare → expunere → gravare → mască de lipit → tratament de suprafață → modelare → testare), parametrii de procesare și cerințele de precizie sunt toate standardizate în cadrul industriei:

· Lățime/spațiere standard: ≥0,1 mm (4 mil);

· Diametru minim al găurii: ≥0,3 mm;

· Tratamentul suprafeței: Preferă procese standardizate precum HASL (laminare cu fier de înaltă viteză), ENIG (aur injectat prin electroplacare) și placarea cu nichel-aur;

· Numărul de straturi: În principal plăci monocolor/bilaterale, plăcile multistrat (4~8 straturi) se află tot în limitele standardului (peste 12 straturi sunt în mare parte clasificate ca PCB-uri premium).

Diferența principală între PCB-urile standard și PCB-urile speciale

Tipuri comune

Clasificate după numărul de straturi:

· PCB monociclu: Doar o parte are circuite, costul cel mai scăzut, potrivit pentru circuite simple;

· PCB cu dublu strat: Ambele fețe au circuite, interconectate prin intermediul viilor; tipul predominant de PCB standard;

· PCB multistrat (4-8 straturi): Include circuite interioare, potrivit pentru circuite complexe, tot rămânând în categoria standard.

· Clasificare după structură: Toate sunt PCB-uri rigide (PCB-urile flexibile sunt PCB-uri speciale), cu formă fixă și care nu pot fi îndoite.

PCB-urile standard (în principal pe bază de suport FR-4) au devenit tipul cel mai răspândit de placă de circuit în dispozitivele electronice datorită caracteristicilor lor principale de standardizare, versatilitate și eficiență ridicată a costurilor. Avantajele lor specifice sunt următoarele:

Avantaj maxim al costului

· Cost scăzut al suportului: Placa din fibră de sticlă cu rășină epoxidică FR-4 este în prezent suportul de PCB cu cea mai mare scară de producție în masă. Prețul materiei prime este doar de 1/10 până la 1/50 din cel al suporturilor speciale, cum ar fi ceramicul sau Rogers, și oferta este stabilă;

· Costuri reduse de proces: Adoptă un proces de fabricație complet standardizat, fără nevoia de echipamente speciale sau procese personalizate, iar randamentul producției de serie este de 98% sau mai mare, ceea ce reduce în continuare costul unitar;

· Costuri reduse de aprovizionare: Oferta de pe piață este suficientă, iar lanțurile industriale din amonte și aval sunt mature (placă, prelucrare, testare).

Se poate obține un preț unitar scăzut chiar și pentru achiziții în cantități mici și medii, ceea ce o face potrivită pentru produse sensibile la cost, cum ar fi electronicele de consum și aparatele electrocasnice mici.

Sistem matur de standardizare

· Standardizarea proiectării: Urmărind standarde recunoscute la nivel global, cum ar fi IPC-2221 și UL, proiectanții pot utiliza direct biblioteci de proiectare mature, fără a fi nevoie de re-verificare;

· Standardizarea procesului: De la găurire și electroplacare până la mascarea sudurii și modelare, toate procesele au standarde industriale clare, iar PCB-urile standard produse de diferiți fabricanți sunt foarte compatibile, astfel încât nu este necesar să se ajusteze designul atunci când se schimbă furnizorii;

· Standardizare testare: Procesele de verificare, cum ar fi testarea de continuitate, testarea de izolație și testarea de sudabilitate, sunt unificate, iar calitatea produsului poate fi cuantificată și urmărită, reducând riscurile legate de calitate.

Gamă largă de versatilitate și adaptabilitate

· Adaptabilitate la scenarii:

Acoperă peste 90% din dispozitivele electronice convenționale, inclusiv electronica de consum (televizoare, rutere), control industrial (PLC-uri obișnuite), echipamente de birou (imprimante) și electronică auto (sisteme de divertisment în vehicule), eliminând necesitatea personalizării pentru scenarii individuale.

· Compatibilitate componente:

Suportă toate componentele ambalate convențional, adaptându-se la procesele principale de lipire precum THT și SMT, oferind o mare flexibilitate în proiectare.

· Acoperire strat:

De la plăcile cu un singur strat la cele cu 8 straturi, toate se încadrează în categoria standard de PCB-uri, satisfăcând nevoile întregului spectru, de la circuite simple la circuite complexe.

Performanță stabilă de bază

· Performanță electrică fiabilă: Constantă dielectrică stabilă, rezistența la izolație corespunde cerințelor circuitelor convenționale de joasă și înaltă tensiune, precum și transmisiei semnalelor pierderi neglijabile în scenarii de frecvență joasă (<2GHz);

· Corespunde standardelor de performanță mecanică: Duritate ridicată și nu se deformează ușor; placa FR-4 de 1,6 mm grosime poate suporta solicitările convenționale de instalare, corespunzând cerințelor de susținere structurală ale echipamentului;

· Adaptabilitate la mediu: Performanța pe termen lung nu se degradează în condiții normale de temperatură (-20℃~85℃) și în medii uscate, fiind potrivit pentru condițiile de utilizare ale majorității echipamentelor electronice interioare.

Lanț de aprovizionare și livrare convenabil

· Ciclu scurt de producție: Procesele standardizate elimină necesitatea dezvoltării personalizate, iar ciclurile de livrare pentru comenzi mici și medii sunt doar de 3-5 zile, mult mai rapide decât la PCB-urile speciale;

· O gamă largă de furnizori: Zeci de mii de producători standard de PCB din întreaga lume, de la fabrici mari la ateliere mici, oferă un spațiu amplu pentru negociere cumpărătorilor;

· Service și întreținere convenabilă: PCB-urile standard oferă costuri reduse pentru detectarea defecțiunilor și înlocuirea acestora, permițând personalului de întreținere să identifice rapid circuitele și să înlocuiască componentele, reducând astfel timpul de staționare al echipamentelor costurile de întreținere.

Proiectare și producție cu barieră redusă

Prag scăzut de proiectare: Inginerii nu trebuie să cunoască în detaliu caracteristicile suporturilor speciale; cunoștințele obișnuite de inginerie electronică sunt suficiente pentru finalizează proiectarea. Prag scăzut de producție: uzinele mici și mijlocii pot realiza producția de serie folosind echipamente standard, fără a necesita echipamente costisitoare reducând astfel costurile.