Sert PCB'ler

Sert PCB fR-4 epoksi reçine cam kumaş altlık, fenolik kağıt altlık veya seramik altlık gibi rijit yalıtkan malzemelerden yapılan basılı devre kartıdır. Sabit bir şekle, yüksek sertliğe sahiptir ve bükülemez veya katlanamaz. Şu anda en yaygın kullanılan PCB türüdür. Fiziksel özellikleri kararlıdır ve oda sıcaklığında esnekliği yoktur. Bileşenlere sağlam bir destek sağlayabilir. Ana akım altlık malzemesi FR-4'tür ve bu malzemenin olgun süreç ve kontrol edilebilir maliyet. Yüksek uç uygulamalarda, yüksek termal iletkenlik ve yüksek frekans gereksinimlerini karşılamak için seramik veya poliimid ile modifiye edilmiş sert altlıklar kullanılır. Yapı, tek taraflı panoları, çift taraflı panoları ve çok katmanlı panoları kapsar ve metal kaplı geçitler aracılığıyla katmanlar arası bağlantı sağlanabilir. Karmaşık devre tasarımlarıyla uyumludur, standart üretim sürecine sahiptir ve yüksek verim oranı ile geleneksel montaj tekniklerini destekler.

Sert devre kartlarının türleri, yapısal katman sayısı, altlık malzemesi ve uygulama özellikleri gibi boyutlara göre sınıflandırılabilir. Temel sınıflandırmalar aşağıdaki gibidir:

Yapısal katman sayısına göre sınıflandırma

· Tek taraflı panel

İletken bakır folyo devrelere sahip yalnızca bir tarafı ve diğer tarafı taban malzemesi olan tek taraflı bir yapıya sahiptir. Basit bir yapıya ve en düşük maliyete sahiptir ve düşük güçlü, basit devrelere sahip cihazlar için uygundur (örneğin uzaktan kumandalar, oyuncak devre panoları, güç adaptörleri).

· Orta düzey devre karmaşıklığı için her iki yüzeyde bakır katmanlar. Ses ekipmanlarında, test cihazlarında ve bazı güç kaynaklarında kullanılır.

Her iki tarafında da bakır folyo devreler bulunur ve katmanlar arası bağlantı metal kaplı geçiş delikleri (via) ile sağlanır. Devre karmaşıklığı tek taraflı panolardan daha yüksektir ancak maliyeti orta seviyededir. Tüketici elektroniği (cep telefonu şarj pedleri), endüstriyel kontrol sensörleri ve benzeri alanlarda yaygın olarak kullanılır.

· Çok katmanlı panel

3 veya daha fazla iletken katmandan oluşur (genellikle 4, 6, 8 katman ve yüksek performanslı modellerde 40 katmana kadar çıkabilir) ve katmanlar yalıtkan substratlarla birbirine yapıştırılır. Geçiş delikleri, geçerli delikler (through holes), kör delikler (blind holes) ve gömülü delikler (buried holes) olmak üzere sınıflandırılır. yüksek yoğunluklu kablolama sağlar ve karmaşık devreler için uygundur (bilgisayar anakartları, otomotiv ECUs'ları, tıbbi cihazların ana kontrol panoları).

Taban malzemesine göre sınıflandırılır

· FR-4 PCB

Taban malzemesi cam elyaf epoksi reçinesidir (FR-4) ve mükemmel izolasyon, ısı direnci ve mekanik dayanıma sahiptir, maliyeti kontrol edilebilir. Sert PCB pazarının %90'ından fazlasını oluşturur ve tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol ve otomotiv gibi ana kullanım alanları için uygundur. alanları gibi tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol ve otomotiv.

· Fenolik kağıt PCB (FR-1/FR-2)

Taban malzemesi fenolik reçine ve kağıt elyaftır. Düşük maliyetlidir ancak ısı direnci ve mekanik dayanımı zayıftır ve sadece düşük seviyeli cihazlarda (eski tip radyolar, basit ev aleti kontrol kartları) kullanılır.

· Seramik PCB

Taban malzemesi alüminyum oksit ve alüminyum nitrür seramiktir ve mükemmel termal iletkenlik, yüksek izolasyon ve yüksek sıcaklık direncine sahiptir. Yeni nesil yüksek güçlü ve yüksek frekanslı uygulamalar için uygundur (örneğin enerji taşıtı şarj istasyonları ve uzay araçları ekipmanları).

· Metal tabanlı PCB (alüminyum tabanlı/bakır tabanlı)

Temel malzeme bir metal plaka (alüminyum/bakır) + yalıtkan katman + bakır folyodur. Isı dağıtım performansı sıradan FR-4'ün çok üzerindedir ve aynı zamanda "ısı dağıtım PCB'si" olarak da bilinir. LED aydınlatmada, güç kuvvetlendiricilerde ve endüstriyel kontrol frekans dönüştürücülerinde kullanılır.

Bakır kalınlığına/performans özelliklerine göre sınıflandırılır

· Standart bakır kalınlıklı PCB

Bakır folyo kalınlığı ≤1oz (35μm) olup, geleneksel küçük akımlı devreler için uygundur (tüketicinin elektronik ürünleri, düşük güçlü modüller).

· Kalın bakır (ağır bakır) PCB

Bakır folyo kalınlığı ≥2oz (70μm) olup, yüksek akım taşıma kapasitesine ve iyi ısı dağıtımına sahiptir. Yüksek güçlü ekipmanlarda (güç modülleri, yeni nesil elektrikli araç elektronik kontrol sistemleri) kullanılır.

· Yüksek frekanslı PCB

Temel malzeme poli-tetrafloroetilen (PTFE) ve Rogers malzemesidir, sabit dielektrik sabitine ve düşük sinyal kaybına sahiptir. 5G iletişim, radar ve radyo frekans ekipmanları için uygundur.

Yüzey işleme prosesine göre sınıflandırma

· Kalay kaplı PCB

Yüzey bir kalay tabakasıyla kaplıdır, iyi lehimlenebilirlik ve düşük maliyet sunar; geleneksel ekipmanlar için uygundur.

· Altın kaplı PCB

Yüzey nikel-altın katmanıdır, oksidasyona dayanıklıdır ve düşük temas direncine sahiptir. Yüksek hassasiyetli konnektörler ve ana kartlar (örneğin cep telefonu anakartları ve tıbbi cihazlar) için uygundur.

· OSP PCB

Yüzey organik koruyucu bir filmle kaplanmıştır, çevre dostudur ve orta düzeyde maliyeti vardır. Tüketici elektroniğinde SMT yüzeye montaj teknolojisinde yaygın olarak kullanılır.

Esnek PCB'den temel farkı

Sabit devre kartları, kararlı yapıları, yüksek mekanik dayanımları ve olgun teknolojileri sayesinde, devre stabilitesi ve sabit montaj gerektiren çeşitli cihazlarda yaygın olarak kullanılır.

Tüketici elektroniği alanında

Bilgisayar anakartları/ekran kartları, cep telefonu anakartları, televizyon güç kartları, yönlendirici/set üstü kutu devre kartları ve çamaşır makineleri/buzdolapları kontrol kartları gibi alanlarda kullanılır. Düşük maliyetli ve olgun fR-4 altlık sürecine dayanarak, orta ve küçük güç devrelerine uygundur ve tüketici sınıfı ürünlerin stabilite gereksinimlerini karşılar.

Endüstriyel kontrol alanı:

PLC modülleri, endüstriyel kontrol bilgisayar anakartları, frekans çevirici devre kartları, servo sürücü kontrol kartları ve sensör sinyal kartlarına uygulanır. Titreşime dirençli ve iyi sıcaklık dayanımı özelliklerine sahip olarak çok katmanlı tasarım karmaşık devre entegrasyonunu sağlar ve zorlu endüstriyel çalışma koşullarına uygundur.

Otomotiv elektroniği alanında

Motor kontrol üniteleri (ECU), araç içi merkezi kontrol panoları, şarj istasyonu ana kartları, pil yönetim sistemi (BMS) kontrol panoları ve araç lambası sürücü panolarıyla uyumludur. Yüksek güvenilirliğe (yüksek ve düşük sıcaklıklara ile şoka dayanıklı) sahiptir ve kalın bakır tipi büyük akımları taşıyabilir, araç içi güvenlik standartlarını karşılar.

Tıbbi cihazlar alanı:

BT cihazı/nükleer manyetik rezonans kontrol panoları, monitör devre panoları, tıbbi güç modülleri ve glukometre ana kartları için kullanılır. Mükemmel yalıtım ve kararlı sinyal iletimine sahiptir; tıbbi sektörün katı güvenlik ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılar.

Havacılık alanı

Seramik veya yüksek frekanslı altlıklar gibi üst düzey sert PCB'ler, uydu ekipmanı anakartlarına, havada radar kontrol panolarına, roket güç dağıtım panolarına ve insansız hava aracı uçuş kontrol panolarına uygulanır. Bunlar aşırı çevre koşullarına, örneğin yüksek ve düşük sıcaklıklara ile radyasyona dayanabilir ve üstün mekanik mukavemete sahiptir.

Yenilenebilir enerji ekipman alanı

Kalın bakır sert pcb panolar, fotovoltaik invertör devre kartlarında, enerji depolama pili kontrol kartlarında ve rüzgar gücü dönüştürücü ana kartlarında kullanılır. Yüksek akım taşıma kapasitesine sahiptirler ve iyi ısı dağılımı sağlarlar ve bu da onları yüksek güçlü güç iletimi ve dönüşümü gereksinimleri için uygundur.

İletişim ekipman alanı:

PTFE veya Rogers altlık malzemesinden yapılan yüksek frekanslı sert pcb'ler, 5G baz istasyonu RF kartlarına, anahtarlamalı anakartlara ve optik modül devre kartlarına uygulanır. Düşük sinyal kaybına sahiptirler ve yüksek hızlı veri iletimini desteklerler.