sisäasioiden > Uutiset > Teollisuuden uutiset

PCB -levyn ja sen sovellusalueen esittely

2021-07-06

Painettu piirilevy:
Piirilevy (PCB) on fyysinen pohja tai alusta, johon elektroniset komponentit voidaan hitsata. Kuparijäljet ​​yhdistävät nämä komponentit toisiinsa ja mahdollistavat piirilevyn toiminnan suunnitellulla tavalla.

Painettu piirilevy on elektronisen laitteen ydin, se voi olla minkä tahansa muotoinen ja kokoinen elektronisen laitteen sovelluksesta riippuen. Yleisin PCB-alustan/-materiaalin materiaali on FR-4. FR-4-pohjaisia ​​piirilevyjä esiintyy yleisesti monissa elektronisissa laitteissa, ja niiden valmistus on yleistä. Monikerroksisiin piirilevyihin verrattuna yksipuolisia ja kaksipuolisia piirilevyjä on helpompi valmistaa.

FR-4-piirilevy on valmistettu lasikuidusta ja epoksihartsista yhdistettynä laminoituun kupariverhoukseen. Eräitä esimerkkejä monimutkaisista monikerroksisista (enintään 12 -kerroksisista) piirilevyistä ovat tietokonegrafiikkakortit, emolevyt, mikroprosessorilevyt, FPGA: t, CPLD -levyt, kiintolevyt, RF LNA, satelliittiviestintäantennit, kytkentätilan virtalähteet, Android -puhelimet ja paljon muuta . On myös monia esimerkkejä, joissa käytetään yksinkertaisia ​​yksikerroksisia ja kaksikerroksisia piirilevyjä, kuten CRT-televisioita, analogisia oskilloskooppeja, kannettavia laskimia, tietokonehiiriä, FM-radiopiirejä.

PCB: n käyttö:
1. Lääketieteelliset laitteet:
Nykypäivän lääketieteen edistys johtuu täysin elektroniikkateollisuuden nopeasta kasvusta. Useimmat lääketieteelliset laitteet, kuten pH-mittarit, sykeanturit, lämpötilan mittaukset, EKG/EEG-laitteet, MRI-laitteet, röntgenkuvat, CT-skannaukset, verenpainekoneet, glukoosipitoisuuden mittauslaitteet, inkubaattorit, mikrobiologiset laitteet ja monet muut laitteet perustuvat erikseen elektroniset piirilevyt. Nämä piirilevyt ovat yleensä pienikokoisia ja niillä on pieni muoto. Tiheys tarkoittaa sitä, että pienemmät SMT -komponentit sijoitetaan pienempiin PCB -kokoihin. Nämä lääkinnälliset laitteet on tehty pienemmiksi, kannettaviksi, kevyiksi ja helppokäyttöisiksi.

2. Teollisuuslaitteet.
Piirilevyjä käytetään myös laajalti valmistuksessa, tehtaissa ja tulevissa tehtaissa. Näillä aloilla on suuritehoisia mekaanisia laitteita, joita käyttävät piirit, jotka toimivat suurella teholla ja vaativat suurta virtaa. Tätä varten piirilevyn päälle puristetaan paksu kuparikerros, joka eroaa kehittyneistä elektronisista piirilevyistä, joissa näiden suuritehoisten piirilevyjen virta on jopa 100 ampeeria. Tämä on erityisen tärkeää valokaaren hitsauksessa, suurissa servomoottoreissa, lyijyakkulataimissa, sotateollisuudessa, vaatetuspuuvillapuuissa ja muissa sovelluksissa.

3. Valaistus.
Valaistuksen osalta maailma on siirtymässä kohti energiatehokkaita ratkaisuja. Näitä halogeenilamppuja löytyy harvoin nyt, mutta nyt näemme LED -valoja ympärillä ja korkean intensiteetin LED -valoja. Nämä pienet LED -valot tuottavat suuren kirkkauden valoa ja ne on asennettu alumiinipohjaiseen pohjaan. Alumiinilla on ominaisuus absorboida lämpöä ja hajottaa se ilmaan. Siksi suuren tehon vuoksi näitä alumiinisia piirilevyjä käytetään yleisesti LED -lamppupiireissä keskisuurille ja suuritehoisille LED -piireille.

4. Auto- ja ilmailuteollisuus.
Toinen piirilevyjen sovellus on auto- ja ilmailuteollisuus. Yleinen tekijä tässä on lentokoneen tai auton liikkeen tuottama kaiku. Siksi, jotta nämä suuret voimavärähtelyt voidaan kohdata, piirilevystä tulee joustava. Joten käytetään piirilevyä, jota kutsutaan Flex -piirilevyksi. Joustavat piirilevyt kestävät suurta tärinää ja ovat kevyitä, mikä voi pienentää avaruusaluksen kokonaispainoa. Näitä joustavia piirilevyjä voidaan myös säätää kapeassa tilassa, mikä on toinen suuri etu. Nämä joustavat piirilevyt toimivat liittiminä ja rajapintoina, ja ne voidaan koota pieniin tiloihin, kuten paneelien taakse, kojelautojen alle jne. Käytetään myös jäykän ja joustavan PCB: n yhdistelmää.
PCB -tyyppi:

Piirilevyt (PCB) jaetaan 8 pääluokkaan. He ovat

Yksipuolinen piirilevy:
Yksipuolisen piirilevyn komponentit on asennettu vain toiselle puolelle, ja toista puolta käytetään kuparilangasta. Ohut kuparikalvokerros levitetään RF-4-alustan toiselle puolelle ja sitten juotosmaski eristyksen aikaansaamiseksi. Lopuksi silkkipainatusta käytetään C1-, R1- ja muiden piirilevyn osien merkintätietojen antamiseen. Nämä yksikerroksiset piirilevyt on helppo suunnitella ja valmistaa suuressa mittakaavassa, niillä on suuri kysyntä ja ne ovat halpoja ostaa. Erittäin yleisesti käytetty kotitaloustuotteissa, kuten mehupuristimissa/tehosekoittimissa, latauspuhaltimissa, laskimissa, pienissä akkulaturissa, leluissa, television kaukosäätimissä jne.

Kaksinkertainen piirilevy:
Kaksipuolinen piirilevy levitetään kuparikerroksiselle piirilevylle levyn molemmilla puolilla. Poraa reiät, joihin johdot sisältävät THT -elementit. Nämä reiät yhdistävät osan toiseen kuparikiskojen kautta. Komponenttijohdot kulkevat reiän läpi, ylimääräiset johdot leikataan leikkurilla ja johdot hitsataan reikään. Kaikki tämä tehdään manuaalisesti. Voit myös käyttää SMT -komponentteja ja THT -komponentteja 2 kerroksella piirilevyä. SMT -komponentteihin ei tarvita reikiä, mutta tyynyt on tehty PCB: lle ja SMT -komponentit kiinnitetään PCB: hen juottamalla uudelleen. SMT -komponentit vievät hyvin vähän tilaa piirilevylle, joten ne voivat käyttää enemmän vapaata tilaa levylle saavuttaakseen enemmän toimintoja. Kaksipuolista piirilevyä käytetään virtalähteeseen, vahvistimeen, tasavirtamoottorin ohjaimeen, instrumenttipiiriin jne.

Monikerroksinen piirilevy:
Monikerroksinen piirilevy on valmistettu kaksikerroksisesta monikerroksisesta piirilevystä, joka on eristetty eristekerrosten väliin sen varmistamiseksi, että levy ja komponentit eivät vahingoitu ylikuumenemisen vuoksi. Monikerroksisia piirilevyjä on saatavana eri muodoissa ja kerroksissa 4-kerroksisista 12-kerroksisiin piirilevyihin. Mitä enemmän kerroksia, sitä monimutkaisempi piiri, sitä monimutkaisempi piirilevyasettelu.
Monikerroksisissa piirilevyissä on yleensä erilliset maadoituskerrokset, tehokerrokset, nopeat signaalikerrokset, signaalin eheysnäkökohdat ja lämmönhallinta. Yleisiä sovelluksia ovat sotilaalliset vaatimukset, ilmailu- ja ilmailuelektroniikka, satelliittiviestintä, navigointielektroniikka, GPS -seuranta, tutka, digitaalinen signaalinkäsittely ja kuvankäsittely.

Jäykkä piirilevy:
Kaikki edellä käsitellyt piirilevyt kuuluvat jäykkien piirilevyjen luokkaan. Jäykissä PCB-levyissä on kiinteitä alustoja, kuten FR-4, Rogers, fenoli- ja epoksihartseja. Nämä levyt eivät taipu ja kierty, mutta voivat pysyä kunnossa monien vuosien, jopa 10 tai 20 vuoden ajan. Siksi monilla elektronisilla laitteilla on pitkä käyttöikä jäykän PCB: n jäykkyyden, lujuuden ja jäykkyyden vuoksi. Tietokoneiden ja kannettavien tietokoneiden piirilevyt ovat jäykkiä, ja monet kotitelevisiot, LCD- ja LED -televisiot on valmistettu jäykistä piirilevyistä. Kaikki edellä mainitut yksipuoliset, kaksipuoliset ja monikerroksiset PCB-sovellukset koskevat myös jäykkiä piirilevyjä.

Joustava piirilevy tai joustava piirilevy ei ole jäykkä, mutta se on joustava ja voidaan taivuttaa helposti. Niillä on joustavuus, korkea lämmönkestävyys ja erinomaiset sähköiset ominaisuudet. Flex -piirilevyn alustamateriaali riippuu suorituskyvystä ja kustannuksista. Flex -piirilevyjen yleisiä alustamateriaaleja ovat polyamidikalvo (PI), polyesterikalvo, PEN ja PTFE.
Flex -piirilevyn valmistuskustannukset eivät ole vain jäykkiä piirilevyjä. Ne voidaan taittaa tai kääriä kulmien ympärille. Ne vievät vähemmän tilaa kuin jäykät kollegansa. Ne ovat kevyitä, mutta niillä on erittäin alhainen repäisylujuus.

Jäykien ja joustavien piirilevyjen yhdistelmä on tärkeä monissa tilaa ja painoa rajoittavissa sovelluksissa. Esimerkiksi kamerassa piirit ovat monimutkaisia, mutta jäykien ja joustavien piirilevyjen yhdistelmä vähentää osien määrää ja pienentää piirilevyn kokoa. Kahden piirilevyn johdot voidaan yhdistää myös yhdelle piirilevylle. Yleisiä sovelluksia ovat digitaalikamerat, matkapuhelimet, autot, kannettavat tietokoneet ja laitteet, joissa on liikkuvia osia

Nopea PCB:
Nopeat tai korkeataajuiset piirilevyt ovat piirilevyjä, joita käytetään sovelluksissa, joissa käytetään signaaliviestintää yli 1 GHz: n taajuuksilla. Tässä tapauksessa signaalin eheysongelmat tulevat esiin. HF -PCB -alustan materiaali on valittava huolellisesti suunnittelun vaatimusten mukaisesti.
Yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat polyfenyleeni (PPO) ja polytetrafluorietyleeni. Sillä on vakaa dielektrisyysvakio ja pieni dielektrinen häviö. Ne imevät vähemmän vettä, mutta maksavat enemmän.
Monilla muilla dielektrisillä materiaaleilla on vaihtelevat dielektriset vakiot, jotka aiheuttavat impedanssimuutoksia, mikä johtaa harmonisten ja digitaalisten signaalien vääristymiseen ja signaalin eheyden menetykseen

Alumiinipohjaisella PCBS -substraattimateriaalilla on tehokas lämmönpoisto. Alhaisen lämmönkestävyyden vuoksi alumiinipohjainen PCB-jäähdytys on tehokkaampi kuin kuparipohjainen vastine. Se säteilee lämpöä ilmaan ja piirilevyn kuumalle liitosalueelle.

Monet LED -lamppupiirit, erittäin kirkkaat LEDit on valmistettu alumiinista tuetusta piirilevystä.

Alumiini on runsas metalli ja se on halpaa kaivos, joten PCB -kustannukset ovat alhaiset. Alumiini on kierrätettävää ja myrkytöntä, mikä tekee siitä ympäristöystävällisen. Alumiini on kestävää ja kestävää, mikä vähentää vaurioita valmistuksen, kuljetuksen ja asennuksen aikana
Kaikki nämä ominaisuudet tekevät alumiinipohjaisista piirilevyistä hyödyllisiä suurvirtaisiin sovelluksiin, kuten moottorinohjaimiin, raskaisiin akkulaturiin ja kirkkaisiin LED-valoihin.

Johtopäätös:
Viime vuosina piirilevyt ovat kehittyneet yksinkertaisista yksikerroksisista versioista, jotka sopivat monimutkaisempiin järjestelmiin, kuten korkeataajuisista teflon-piirilevyistä.
PCB läpäisee nyt lähes kaikki modernin tekniikan ja kehittyvän tieteen alat. Mikrobiologia, mikroelektroniikka, nanotiede ja -teknologia, ilmailu- ja avaruusteollisuus, armeija, ilmailutekniikka, robotiikka, tekoäly ja muut alat perustuvat erilaisiin painettuihin piirilevyihin (PCB).