Standardna tiskana vezja

Pomen standardnih tiskanih vezij

Standardna tiskana vezja praviloma pomenijo tiskana vezja, izdelana na podlagi standardnih industrijskih specifikacij, z uporabo zrelih postopkov in običajnih podlag. Gre za pojem v nasprotju s specializiranimi tiskanimi vezji. Njihove ključne značilnosti so visoka univerzalnost, standardizirani postopki in nadzorovani stroški. Predvsem zadostujejo osnovnim potrebam povezovanja tokokrogov v pogostih primerih uporabe, kot so potrošniška elektronika in industrijsko krmiljenje.

Standardizacija podlage

V večini se uporablja stekleno-epoksidna plošča FR-4 (predstavlja več kot 90 % vseh standardnih tiskanih vezij), medtem ko se fenolno papirnato ploščo (FR-1/FR-2) uporablja le v nekaj aplikacijah. Lastnosti podlage ustrezajo splošnim standardi IPC, UL in drugi standardi. Na primer ima FR-4 temperaturo prehoda v stekleno stanje (Tg) približno 130~150℃, toplotno prevodnost 0,3~0,5 W/(m・K) in dielektrično konstanto (Dk) 4,2~4,7 pri 1 GHz. Ima stabilne lastnosti in nizko ceno.

Standardizacija procesa

Glede na globalno sprejete postopke izdelave tiskanih vezij (priprava materiala → vrtanje → poniklanje bakra → galvanska obdelava → ekspozicija → graviranje → laka proti zaponam → površinska obdelava → oblikovanje → testiranje), so parametri obdelave in natančnostni zahtevi v industriji standardizirani:

· Standardna širina črte/razmik: ≥0,1 mm (4 mil);

· Najmanjši premer luknje: ≥0,3 mm;

· Površinska obdelava: Preferira standardizirane postopke, kot so HASL (High-Speed Iron Lamination), ENIG (Engineering Injection Gold) in nikeljevo-zlati prevleki;

· Število plasti: Predvsem eno- in dvostranski tiskani vezji, večplastni tiskani vezji (4~8 plasti) spadajo tudi v standardni razpon (več kot 12 plasti je večinoma uvrščenih med visoko zmogljive tiskane vezje).

Osnovna razlika med standardnimi tiskanimi veznimi ploščami in specialnimi tiskanimi veznimi ploščami

Običajni tipi

Razvrščene po številu plasti:

· Enoplastna tiskana plošča: Le ena stran ima krožne poti, najnižji strošek, primerna za enostavne vezje;

· Dvostranska tiskana vez: Obe strani imata krožne tokokroge, povezane prek vodov (vias), kar predstavlja glavni tip standardne tiskane vezne plošče;

· Večplastna tiskana vez (4–8 plasti): Vključuje notranje plasti krožnih tokokrogov, primerna za zapletene tokokroge, še vedno pa spada v standardno kategorijo.

· Razvrstitev po strukturi: Vse so trdne tiskane vezne plošče (npr. fleksibilne tiskane vezne plošče so posebne tiskane vezne plošče), imajo določeno obliko in jih ni mogoče upogniti.

Standardne tiskane vezne plošče (predvsem na osnovi podlage FR-4) so postale najpogosteje uporabljen tip tiskanih veznih plošč v elektronskih napravah zaradi svojih osnovnih lastnosti, kot so standardizacija, univerzalnost in visoka razmerje med cenami in zmogljivostjo. Njihove specifične prednosti so naslednje:

Končna prednost v ceni

· Nizka cena podlage: Plošča iz epoksidne smole in steklenih vlaken FR-4 je trenutno tiskana vezna plošča z največjo serijo masovne proizvodnje. Cena surovin je le 1/10 do 1/50 cene posebnih podlag, kot so keramične ali Rogersove podlage, in oskrba je stabilna;

· Nizki stroški procesa: Uporablja se popolnoma standardizirani proizvodni proces, brez potrebe po posebni opremi ali prilagojenih postopkih, izkupiček masovne proizvodnje pa je visok do 98 % ali več, kar dodatno zmanjšuje stroške na enoto;

· Nizki stroški nabave: Tržna ponudba je zadostna, zrele pa so tudi verige dobaviteljev in odjemalcev (plošča, obdelava, testiranje).

Nizka cena na enoto je dosegljiva celo pri manjših in srednjih serijah, kar ga naredi primeren za občutljive izdelke glede na stroške, kot so potrošniška elektronika in majhne gospodinjske aparate.

Zrel standardizacijski sistem

· Standardizacija načrtovanja: V skladu s svetovno priznanimi standardi, kot sta IPC-2221 in UL, lahko načrtovalci neposredno uporabljajo zrele knjižnice načrtov brez ponovne preverjanja;

· Standardizacija procesa: Od vrtanja in elektroplastike do lemljenja in litja imajo vsi postopki jasne industrijske standarde, zato so standardne tiskane plošče (PCB) iz različnih proizvajalcev visoko združljive, zaradi česar ni potrebe po prilagoditvi oblikovanja pri menjavi dobaviteljev;

· Standardizacija testiranja: Preveritveni postopki, kot so testiranje prevodnosti, testiranje izolacije in testiranje lemljivosti, so enotni, kakovost izdelkov pa se lahko kvantificira in sledi, kar zmanjša tveganja glede kakovosti.

Širok nabor univerzalnosti in prilagodljivosti

· Prilagodljivost scenarijem:

Pokriva več kot 90 % konvencionalnih elektronskih naprav, vključno s potrošniško elektroniko (televizorji, usmerjevalniki), industrijskim nadzorom (običajni PLC-ji), pisarniško opremo (tiskalniki) ter avtomobilsko elektroniko (ugotovilni sistemi v vozilih), kar odpravlja potrebo po prilagoditvi za posamezne scenarije.

· Kompatibilnost komponent:

Podpira vse običajno pakirane komponente, prilagodljiv glavnim postopkom lotkanja, kot so THT in SMT, ponuja visoko konstrukcijsko fleksibilnost.

· Pokritost plasti:

Od enostranskih plošč do 8-plastnih plošč, vse spada v standardno kategorijo tiskanih vezij, kar izpolnjuje potrebe vsega od preprostih do zapletenih vezij.

Stabilne osnovne zmogljivosti

· Zanesljive električne lastnosti: Stabilna dielektrična konstanta, izolacijska trdnost ustreza zahtevam običajnih nizkonapetostnih/visokonapetostnih tokokrogov in prenosa signalov izgube so zanemarljive v nizkofrekvenčnih (<2 GHz) primerih;

· Izkazuje mehanske standarde: Visoka trdota in ne deformira se lahko, 1,6 mm debelo FR-4 tiskano vezje zdrži običajne namestitvene obremenitve, kar izpolnjuje zahteve strukturne podpore opreme;

· Prilagodljivost okolju: Dolgoročna zmogljivost se v normalnem temperaturnem območju (-20 ℃~85 ℃) in suhem okolju ne poslabša, primerno za uporovne pogoje večine notranje elektronske opreme.

Priročna oskrbna veriga in dostava

· Kratek proizvodni cikel: Standardizirani postopki odpravljajo potrebo po prilagodljivem razvoju, dobavni roki za male in srednje serije pa so le 3–5 dni, kar je veliko hitrejše kot pri specialnih tiskanih vezjih;

· Širok izbor dobaviteljev: Desetisoči standardnih proizvajalcev tiskanih vezij po vsem svetu, od velikih tovarn do manjših delavnic, omogočajo dovolj prostora za pogajanja za kupce;

· Priročna servisna podpora in vzdrževanje: Standardna tiskana vezja omogočajo nizke stroške za odkrivanje napak in zamenjavo, kar omogoča vzdrževalnemu osebju, da hitro določi okvarjene tokokroge in zamenja sestavne dele ter tako zmanjša izpade opreme stroški vzdrževanja.

Oblikovanje in proizvodnja z nizkimi ovirami

Nizka konstrukcijska meja: inženirji ne potrebujejo poznavanja lastnosti posebnih podlag; zadostuje običajno znanje elektronskega inženirstva dokončajte načrtovanje. Nizka proizvodna prag: Tudi tovarne srednje velikosti lahko dosegajo masovno proizvodnjo prek standardizirane opreme brez visoke opreme kar dodatno zmanjšuje stroške.