Жорсткі ПЗК

Тверда ПЛІ виготовлена з жорстких ізоляційних матеріалів, таких як склотканина з епоксидною смолою FR-4, фенолформальдегідний паперовий матеріал або керамічна основа. Має фіксовану форму, високу твердість і не піддається згинанню або складанню. На сьогодні це найпоширеніший тип друкованих плат. Її фізичні властивості стабільні, і вона не має гнучкості при кімнатній температурі. Здатна забезпечувати міцну опору для компонентів. Основним матеріалом є FR-4, який має відпрацьований процес і контрольована вартість. У сценаріях високого рівня використовуються керамічні або поліімідні модифіковані жорсткі основи, щоб відповідати вимогам високої теплопровідності та високої частоти. Конструкція охоплює односторонні плати, двосторонні та багатошарові плати, а міжшарове з'єднання може бути досягнуто за допомогою металізованих отворів. Сумісна зі складними схемами, має стандартизований процес виробництва та підтримує традиційні методи монтажу з високим виходом придатної продукції.

Типи жорстких друкованих плат можна класифікувати за такими параметрами, як кількість структурних шарів, матеріал основи та характеристики застосування. Основні класифікації наступні:

Класифікація за кількістю структурних шарів

· Одностороння плата

Має лише один бік із провідними мідними фольговими елементами, а інший — основний матеріал. Має просту структуру та найнижчу вартість, підходить для малопотужних пристроїв із простими схемами (наприклад, пультів дистанційного керування, іграшкових плат) плат живлення).

· Двостороння друкована плата

Обидва боки мають мідні фольгові елементи, а міжшарове з'єднання забезпечується за допомогою металізованих отворів. Складність схеми вища, ніж у односторонніх плат, але вартість помірна. Широко використовується в побутовій електроніці (засоби заряджання для мобільних телефонів), промислових датчиках автоматики та інших сферах.

· Багатошарова плата

Містить 3 або більше провідних шарів (зазвичай 4, 6, 8 шарів, а в дорогих моделях — до 40 шарів), які скріплені ізоляційними підкладками. Отвори поділяються на крізні, сліпі та приховані, що дозволяє реалізувати високощільне розведення провідників і підходить для складних схем (материнські плати комп’ютерів, електронні блоки керування автомобілів, головні плати медичного обладнання).

Класифікується за матеріалом основи

· FR-4 PCB

Матеріал основи — скловолокно з епоксидною смолою (FR-4), що має відмінні ізоляційні, термостійкі та механічні характеристики при контрольованій вартості. Складає понад 90% ринку жорстких друкованих плат і підходить для масових галузей, таких як споживча електроніка, промислова автоматика та автомобілебудування. галузях, таких як споживча електроніка, промислова автоматика та автомобілебудування.

· Фенольний паперовий PCB (FR-1/FR-2)

Матеріал основи — фенолоформальдегідна смола та паперове волокно. Має низьку вартість, але погану термостійкість і механічну міцність, використовується лише в низькобюджетному обладнанні (наприклад, старомодних радіоприймачах, простих платах керування побутової техніки).

· Керамічна PCB

Матеріал основи — оксид алюмінію та нітрид алюмінію (кераміка), що мають відмінну теплопровідність, високу ізоляцію та стійкість до високих температур. Підходять для високопотужних та високочастотних застосунків (наприклад, у нових станціях заряджання електромобілів та аерокосмічному обладнанні).

· Металеві PCB (алюмінієві/мідні)

Основний матеріал — це металева пластина (алюміній/мідь) + ізоляційний шар + мідна фольга. Його властивості відведення тепла значно перевершують звичайні FR-4, і він також відомий як "PCB з охолодженням". Використовується в світлодіодному освітленні, підсилювачах потужності та промислових перетворювачах частоти. підсилювачах потужності та промислових перетворювачах частоти.

Класифікується за товщиною міді/властивостями продуктивності

· Стандартна товщина міді PCB

Товщина мідної фольги ≤1 унція (35 мкм), підходить для звичайних ланцюгів з малим струмом (побутова електроніка, модулі малої потужності).

· Товста мідь (важка мідь) PCB

Товщина мідної фольги ≥2 унції (70 мкм), має високу здатність передавати струм і відводити тепло, використовується в обладнанні високої потужності (модулі живлення, електронні системи керування електромобілів нового покоління).

· Високочастотна PCB

Основний матеріал — політетрафторетилен (PTFE) та матеріал Rogers, зі стабільною діелектричною постійною та низькими втратами сигналу. Підходить для зв'язку 5G, радарів та радіочастотного обладнання.

Класифікація за процесом обробки поверхні

· Друковані плати з олов'яним покриттям

Поверхня покрита шаром олова, що забезпечує гарну зварюваність і низьку вартість, підходить для звичайного обладнання.

· Друковані плати з золотим покриттям

Поверхня має шар нікелю та золота, стійка до окислення, має низький опір контакту. Підходить для високоточних з’єднувачів і контактних плат (наприклад, материнські плати мобільних телефонів та медичне обладнання).

· Друковані плати з OSP-покриттям

Поверхня покрита органічною захисною плівкою, екологічно чиста, середня вартість. Широко використовується у технології поверхневого монтажу SMT у побутовій електроніці.

Головна відмінність від гнучкої PCB

Жорсткі друковані плати завдяки стабільній формі, високій механічній міцності та відпрацьованій технології широко використовуються в різних пристроях, де є вимоги до стабільності схеми та фіксації монтажу.

У галузі споживчої електроніки

Використовується для материнських плат комп'ютерів/відеокарт, материнських плат мобільних телефонів, блоків живлення телевізорів, друкованих плат роутерів/приставок, керуючих плат пральних машин/холодильників тощо. Завдяки низькій вартості та відпрацьованому процесу субстрату FR-4 підходить для середньої та малої потужності схем і відповідає вимогам стабільності продуктів споживчого рівня.

Галузь промислової автоматики:

Застосовується в модулях ПЛК, материнських платах промислових комп'ютерів, друкованих платах перетворювачів частоти, керуючих платах серво-приводів та сигнальних платах датчиків. Завдяки властивостям стійкості до вібрацій та гарній термостійкості багатошаровий дизайн дозволяє реалізувати інтеграцію складних схем і підходить для важких промислових умов роботи.

У галузі автомобільної електроніки

Сумісний з блоками керування двигуном (ECU), бортовими центральними платами керування, головними платами зарядних стовпів, платами керування системи управління акумуляторами (BMS) та платами драйверів автомобільних ламп. Має високу надійність (стійкий до високих і низьких температур та вібрацій), а також товсті мідні шари, що дозволяють передавати великі струми, відповідаючи стандартам безпеки на транспортних засобах.

Галузь медичного обладнання:

Використовується у контрольних платах комп'ютерного томографа/ядерного магнітного резонансу, платах моніторів, медичних модулях живлення та головних платах глюкометрів. Має чудову ізоляцію та стабільну передачу сигналів, відповідаючи суворим вимогам безпеки та надійності медичної галузі.

Космічна галузь

Високоякісні жорсткі друковані плати з кераміки або високочастотних основ використовуються в материнських платах супутникового обладнання, платах керування бортовим радаром, розподільних платах живлення ракет та платах керування польотом безпілотних літальних апаратів. Вони можуть витримувати екстремальні умови, такі як високі та низькі температури та радіація, і мають високу механічну міцність.

Галузь обладнання для нових джерел енергії

Товсті мідні жорсткі друковані плати використовуються в платах перетворювачів сонячної енергії, платах керування акумуляторів зберігання енергії та головних платах перетворювачів вітрової енергії. Вони мають високу струмову навантажувальну здатність і добре відведення тепла, що робить їх підходящими для вимог потужної передачі та перетворення електроенергії.

Галузь телекомунікаційного обладнання:

Високочастотні жорсткі друковані плати з фторопласту (PTFE) або основи Rogers застосовуються в ВЧ-платах 5G базових станцій, материнських платах комутаторів та платах оптичних модулів. Вони характеризуються низькими втратами сигналу та підтримують швидку передачу даних.