Čvrste PCB-ove

Šta je krut PCB?

Tvrda PCB је штампана плоча направљена са крутым изолационим подлогама као што су FR-4 епоксидно стаклена тканина, фенолска папирна подлога или керамичка подлога као основа. Има фиксни облик, високу тврдоћу и не може се савијати или пресавијати. Тренутно је најшире коришћена врста PCB-а. Његова физичка својства су стабилна и нема флексибилности на собној температури. Може обезбедити чврсту подршку за компоненте. Главна подлога је FR-4, која има зрели процес и контролисана цена. У висококвалитетним сценаријима, користе се керамичке или полииамидом модификоване круте подлоге како би се испунили захтеви високе топлотне проводљивости и високе фреквенције. Структура обухвата једностране плоче, двостране плоче и вишеслојне плоче, а повезивање између слојева може се постићи преко металлизованих отвора. Компатибилна је са комплексним дизајнима кола, има стандардизован процес производње и подржава конвенционалне технике монтаже са високом стопом исправности.

Врсте крутих штампаних плоча могу се класификовати према димензијама као што су број структурних слојева, материјал подлоге и карактеристике примене. Основне класификације су следеће:

Класификација према броју структурних нивоа

· Једнострана плоча

Има само једну страну са проводним колима од бакарне фолије, а друга страна је основни материјал. Има једноставну структуру и најнижу цену, погодан је за уређаје са ниском потрошњом и једноставним колима (као што су даљински управљачи, играчке кола плате, адаптери напајања).

· Двострана ПП

Обе стране имају бакарна кола, а повезивање између слојева постиже се помоћу металлизованих отвора. Сложеност кола је већа у односу на једностране плате, али је цена умерена. Широко се користи у потрошачкој електроници (постоља за пуњење мобилних телефона), сензорима за индустријску контролу и другим сценаријима.

· Вишеслојна плата

Садржи 3 или више проводних слојева (најчешће 4, 6, 8 слојева, а код високоперформансијских модела и до 40 слојева), слојеви су спојени изолационим подлогама. Отвори су подељени на продорне отворе, слепе отворе и укопане отворе, што омогућава високу густину жица и погодно је за сложена кола (матичне плоче рачунара, аутомобилске ЕЦУ јединице, главне контролне плоче медицинске опреме).

Класификовано према материјалу подлоге

· FR-4 штампана плоча

Материјал подлоге је стаклена влакна и епоксидна смола (FR-4), који има одличну изолацију, отпорност на топлоту и механичку чврстоћу, са контролисаним трошковима. Чини више од 90% тржишта крутих штампаних плоча и погодан је за главне области попут потрошачке електронике, индустријског управљања и аутомобила.

· Fenolni papirni PCB (FR-1/FR-2)

Материјал подлоге је фенолна смола и папирна влакна. Има низак трошак, али слабу отпорност на топлоту и механичку чврстоћу, те се користи само у нискобуджетној опреми (стари радији, једноставне контролне табле за домаће апарате).

· Керамичка штампана плоча

Материјал подлоге је алуминијум-оксид и алуминијум-нитрид керамика, који имају одличну топлотну проводљивост, високу изолацију и отпорност на високе температуре. Погодни су за примену у сценаријима са великим снагама и високим фреквенцијама (на пример, пунјачи за возила са обновљивом енергијом и опрема за аероспејс).

· Metalna PCB (aluminijumska/bakarna)

Основни материјал је метална плоча (алуминијум/бакар) + изолациони слој + фолија од бакра. Перформансе распршивања топлоте су знатно боље у односу на обичне FR-4, па се често назива и „PCB за распршивање топлоте“. Користи се у LED осветљењу, појачавачима и индустријским контролерима учестаности. појачавачима, и индустријским контролерима учестаности.

Класификација према дебљини бакра/карактеристикама перформанси

· PCB стандардне дебљине бакра

Дебљина фолије од бакра је ≤1oz (35μm), погодна за конвенционалне кола са малим струјама (потрошачка електроника, модули са ниском снагом).

· PCB дебелог (тешког) бакра

Дебљина фолије од бакра је ≥2oz (70μm), са високом способношћу провођења струје и распршивања топлоте, користи се у опреми са високом снагом (модули напајања, системи електронског управљања нових енергијских возила).

· PCB високе учестаности

Основни материјал је политетрафлуороетилен (PTFE) и Рожерс материјал, са стабилном диелектричном константом и ниским губицима сигнала. Погодан је за 5G комуникације, радарску и радиофреквентну опрему.

Класификовано према процесу обраде површине

· ПП са посебаним слојем калаја

Површина је прекривена слојем калаја, што омогућава добру заварљивост и низак трошак, погодно за конвенционалну опрему.

· ПП са галванско нанесеним златом

Површина је никл-златни слој, отпоран на оксидацију и са ниским отпором контакта. Погодно за високо прецизне конекторе и тастере (као што су главне плоче мобилних телефона и медицинска опрема).

· ПП са OSP заштитном равни

Површина је прекривена органским заштитним филмом, еколошки прихватљива и умерених трошкова. Широко се користи у SMT технологији површинског монтажирања потрошачке електронике.

Ključna razlika u odnosu na fleksibilnu PCB

Ригидне штампане плоче, због свог стабилног облика, високе механичке чврстоће и зреле технологије, широко се користе у разним уређајима који имају захтеве за стабилношћу кола и фиксном инсталацијом.

У области потрошачке електронике

Користи се за матичне плоче рачунара/графичке картице, матичне плоче мобилних телефона, ТВ плоче напајања, штампане плоче рутера/декодера, као и контролне плоче машина за прање веша/фрижидера итд. Захваљујући ниским трошковима и зрелој технологији FR-4 подлоге, погодно је за средње и мале струјне кола и испуњава захтеве стабилности за потрошачке производе.

Област индустријског управљања:

Примењује се на ПЛЦ модуле, матичне плоче индустријских рачунара, инверторске штампане плоче, контролне плоче серво погона и сигнализационе плоче сензора. Због карактеристика отпорности на вибрације и добре отпорности на температуру, вишеслојна конструкција омогућава комплексну интеграцију кола и погодна је за тешке индустријске радне услове.

У области аутомобилске електронике

Компатибилан је са јединицама за контролу мотора (ECU), централним контролним таблама на возилу, главним таблама за пуњење, таблама за управљање батеријом (BMS) и таблама за управљање светлима на возилу. Карактерише га висока поузданост (отпорност на високе и ниске температуре и трзаје), а тип са дебелим бакром може преносити велике струје, испуњавајући стандарде безбедности на возилима.

Поље медицинске опреме:

Користи се за контролне табле CT машина/нуклеарномагнетне резонанце, табле монитора, медицинске модуле напајања и главне табле глюкометара. Има изврсну изолацију и стабилну пренос сигнала, испуњавајући строге захтеве безбедности и поузданости медицинске индустрије.

Аерокосмичка област

Висококвалитетне круте ППП направљене од керамике или супстрата за високе фреквенције користе се на главним платама сателитске опреме, радарским контролним платама за летелице, таблама за расподелу енергије за ракете и контролним платама за управљање беспилотним летелицама. Оне могу издржати екстремне услове попут високих и ниских температура и зрачења, као и имати изузетну механичку чврстоћу.

Поље опреме за нове енергенте

Круте ППП са дебелим бакарним слојевима користе се у инверторским платама за фотовалтаике, контролним платама за батерије за складиштење енергије и главним платама за конверторе ветровите енергије. Имају велики капацитет преношења струје и добру дисипацију топлоте, те су погодне за захтеве високоснаговне трансформације и преноса енергије.

Поље комуникационе опреме:

Круте ППП за високе фреквенције, направљене од PTFE или Рожерсовог супстрата, користе се на РФ платама за 5G базе, главним платама преклопника и платама оптичких модула. Карактеришу их ниски губици сигнала и подршка за пренос података на великим брзинама.