Co je to pevná deska s plošnými spoji?
Pevná deska s plošnými spoji (PCB) je typ desky s plošnými spoji, která má pevnou základní vrstvu, která se nemůže ohnout. Pevné desky plošných spojů jsou vyrobeny z keramických nebo skleněných materiálů a jsou trvanlivé, schopné odolat vysokému teplu a dlouhodobému vystavení prvkům. Často se používají v zařízeních, která vyžadují tuhost, jako jsou počítače a tiskárny, a jsou vhodné pro oblasti s vysokým využitím.
Proč si vybrat nás
Profesionální tým
Poskytovatel bezpečnostních služeb, kterému zákazníci důvěřují, slouží zákazníkům v mnoha odvětvích, jako jsou státní správa a podniky, finance, lékařská péče, internet, elektronický obchod a tak dále.
Technická podpora
Náš tým odborníků je k dispozici, aby vám pomohl s řešením problémů, odpověděl na technické dotazy a poskytl rady.
Spolehlivé zásobování
Nabízíme vertikálně integrovaný model dodavatelského řetězce, abychom zajistili spolehlivé dlouhodobé dodávky a úplnou sledovatelnost.
Služby zákazníkům
Upřednostňujeme otevřenou komunikaci, abychom řešili specifické požadavky našich klientů a dodávali personalizovaná řešení.
Trvanlivost a spolehlivost
Pevné desky plošných spojů jsou vyrobeny z tvrdých a odolných materiálů, jako je sklolaminát nebo epoxidová pryskyřice, které poskytují pevný základ pro komponenty. Tato strukturální pevnost zajišťuje, že desky vydrží fyzické namáhání a jsou méně náchylné k poškození během manipulace, výroby a provozu.
Snadnost výroby a montáže
Tuhost těchto desek usnadňuje manipulaci při montáži. Součástky lze na desku snadno připájet a riziko poškození desky při montáži je v porovnání s flexibilními DPS nižší.
Vysoká hustota komponent
Pevné desky plošných spojů mohou podporovat vysokou hustotu součástek a obvodů. To je výhodné zejména v aplikacích, kde je prostor na prvním místě, jako jsou chytré telefony a další kompaktní elektronická zařízení.
Tepelná stabilita
Pevné desky plošných spojů obvykle vykazují dobrou tepelnou stabilitu, což znamená, že mohou odolat vysokým teplotám bez deformace. To je zásadní pro aplikace s vysokým výkonem a prostředí, kde je deska plošných spojů vystavena značnému teplu.
Efektivita nákladů
Pro hromadnou výrobu jsou pevné PCB obecně nákladově efektivnější ve srovnání s flexibilními nebo rigid-flex PCB. Standardizace materiálů a výrobních procesů je činí dostupnějšími pro velkosériovou výrobu.
Konzistentní kvalita
Pevné desky plošných spojů mají díky svým dobře zavedeným výrobním procesům tendenci mít konzistentní kvalitu a výkon. Tato předvídatelnost je nezbytná v odvětvích, kde je spolehlivost kritická, jako jsou lékařské přístroje nebo letecké aplikace.
Kompatibilita vysokorychlostních obvodů
Pevné desky plošných spojů jsou schopny podporovat vysokorychlostní obvody. Poskytují stabilní platformu pro vysokofrekvenční obvody, což je nezbytné v telekomunikacích a výpočetní technice.
Odolnost vůči životnímu prostředí
Mnoho pevných desek plošných spojů je navrženo tak, aby vydržely drsné podmínky prostředí, včetně vystavení chemikáliím, vlhkosti a extrémním teplotám. Díky tomu jsou vhodné pro použití ve venkovních a průmyslových aplikacích.
Použití pevných desek plošných spojů
Pevné desky s plošnými spoji zvyšují hustotu obvodů, což vede ke snížení velikosti i hmotnosti desky. Aplikace pevných desek plošných spojů jsou tak rozmanité jako samotná elektronika. Zde je jen několik příkladů:
výpočetní technika:Od stolních počítačů po notebooky a chytré telefony tvoří pevné desky plošných spojů páteř těchto zařízení, spojují procesory, paměť a další důležité komponenty.
spotřební elektronika:Televizory, kamery, herní konzole a další spoléhají na pevné PCB pro své vnitřní obvody.
Průmyslové aplikace:Napájecí zdroje, ovladače motorů a různá průmyslová zařízení využívají pevné desky plošných spojů pro jejich robustní výkon a řízení tepla.
Lékařské přístroje:Kardiostimulátory, defibrilátory a další důležité lékařské vybavení závisí na spolehlivosti a přesnosti pevných PCB.
Letectví a obrana:Satelity, elektronika letadel a vojenské vybavení často vyžadují robustnost a stabilitu pevných desek plošných spojů.
Typy pevných desek plošných spojů
Jednou z výhod pevných desek plošných spojů je jejich schopnost pracovat pro různé projektové specifikace a konfigurace. Ve společnosti MCL nabízíme pevné desky plošných spojů v řadě typů, včetně:
Jednostranné:Jednostranné desky plošných spojů jsou původní DPS. Mají jednu vrstvu vodivého materiálu a všechny komponenty jsou umístěny na jedné straně desky. Díky jednoduchému designu jsou jednostranné desky plošných spojů rychlé a snadné na výrobu, což snižuje možnost chyb. Této cenově výhodné konfiguraci se daří v konstrukcích s nízkou hustotou.
Oboustranné:Spíše než jedna vodivá vrstva využívají oboustranné desky plošných spojů měděné vodivé vrstvy na obou stranách. S dvojnásobným prostorem pro součástky mají oboustranné desky plošných spojů více možností návrhu a větší složitost obvodů, díky čemuž jsou použitelné pro širokou škálu projektů.
Vícevrstvé:Tento typ PCB používá tři nebo více vrstev vodivého materiálu naskládaných uprostřed s několika dalšími vrstvami obklopujícími jádro. Díky četným vrstvám a pokročilému procesu vytvrzování snižují vícevrstvé desky potřebu propojovacích kabelů, šetří místo a výsledkem je hustá a odolná PCB.
Nosná deska nebo mechanická rozpěrka:Pokud potřebujete pevnou podložku pro zajištění podpory během procesu montáže pro velmi tenké PCB, některé společnosti se mohou rozhodnout použít nosnou desku, která nemá žádné vodivé vrstvy. Každá obvodová deska, která se používá pro mechanické operace, má nějaké měděné vrstvy nebo vyžaduje nějaké elektrické připojení. Ve společnosti MCL můžeme vytvořit holou pevnou desku plošných spojů podle vašich přesných specifikací, která bude podporovat všechny komponenty a zařízení, se kterými hodláte pracovat.
Jak se vyrábí pevné desky plošných spojů?
Z čeho jsou desky plošných spojů vyrobeny?
Pevná deska plošných spojů se skládá z různých vrstev, které jsou vzájemně spojeny pomocí lepidla a tepla a poskytují deskovému materiálu pevný tvar. Následující vrstvy se používají k vývoji tuhé desky plošných spojů.
Vrstva substrátu
Vrstva substrátu, také označovaný jako základní materiál, je vyrobena ze skelných vláken. FR4 se používá hlavně jako podkladový materiál, nejběžnější sklolaminát, který zajišťuje tuhost a tuhost desky. Fenoly a epoxidy se také používají jako základní materiál, ale nejsou tak kvalitní jako FR4. Jsou však levnější a mají jedinečný mizerný zápach. Teplota rozkladu fenolických látek je příliš nízká, což vede k delaminaci vrstvy, pokud je pájka umístěna po dlouhou dobu.
Měděná vrstva
Na vrchní vrstvu podkladové vrstvy je na desku nalaminována měděná fólie za pomoci přidaného množství tepla a lepidla. Při každodenním používání jsou obě strany desky laminovány mědí; některá levná elektronika se však dodává pouze s jednou vrstvou měděného materiálu na desce. Různé desky mají různé tloušťky, které jsou popsány v uncích na čtvereční stopu.
Vrstva pájecí masky
Vrstva pájecí masky se nachází nad vrstvou mědi. Tato vrstva je přidána na desku pro přidání izolace na měděnou vrstvu, aby se zabránilo jakémukoli poškození, pokud se měděná vrstva dotkne jakéhokoli vodivého materiálu.
Sítotisková vrstva
Sítotisková vrstva je umístěna nad vrstvou pájecí masky. Používá se k přidávání znaků nebo symbolů na hrací plochu, aby bylo možné tabuli lépe porozumět. Bílá barva se používá hlavně pro sítotisk. K dispozici jsou však i další barvy, včetně šedé, červené, černé a žluté.
Jak se liší pevné PCB a ohebné obvody?
Tuhá PCB, obvykle známá jednoduše jako PCB, je to, co si většina lidí představí, když si představí desku plošných spojů. Tyto desky spojují elektrické součástky pomocí vodivých drah a dalších prvků, které jsou uspořádány na nevodivé podložce. V tuhé desce plošných spojů obsahuje nevodivý substrát obvykle sklo, které desku vyztužuje a dodává jí pevnost a tuhost. Pevná obvodová deska poskytuje skvělou podporu pro komponenty a také slušný tepelný odpor.
Ačkoli flexibilní PCB také obsahuje vodivé dráhy na nevodivém substrátu, tento typ desky plošných spojů používá flexibilní základní materiál, jako je polyimid. Flexibilní základna umožňuje flexibilním obvodům odolávat vibracím, odvádět teplo a skládat se do různých tvarů. Vzhledem ke své struktuře se flex obvody stále více používají v kompaktní a inovativní elektronice.
Kromě materiálu základní vrstvy a tuhosti, pozoruhodné rozdíly mezi PCB a flex obvody zahrnují:
Vodivý materiál:Protože se ohebné obvody musí ohýbat, mohou výrobci jako vodivý materiál použít pružnější válcovanou žíhanou měď místo elektricky nanesené mědi.
Výrobní proces:Namísto použití pájecí masky používají výrobci flexibilních desek plošných spojů proces zvaný overlay nebo krycí vrstva k ochraně odkrytých obvodů flexibilní desky plošných spojů.
Typická cena:Flex obvody obvykle stojí více než pevné obvodové desky. Flexibilní obvody však díky své schopnosti vejít se do kompaktních prostorů umožňují inženýrům zmenšit velikost jejich produktů, což vede k nepřímým úsporám.
Jak si vybrat mezi pevnou a flexibilní PCB
Pevné a flexibilní obvodové desky nacházejí uplatnění v mnoha různých produktech, i když některé aplikace mohou těžit více z jednoho typu obvodové desky. Například pevné desky plošných spojů mají smysl ve větších produktech, jako jsou televizory a stolní počítače, zatímco flexibilní obvody jsou vyžadovány pro kompaktnější produkty, jako jsou chytré telefony a nositelné technologie.
PCB v drsném prostředí: Jaká opatření je třeba přijmout?
Některé kategorie elektronických zařízení musí fungovat ve zvláště náročných podmínkách, jako je solná mlha, sůl, prach, písek nebo extrémní teploty. Aby bylo zajištěno, že elektronický obvod bude nadále fungovat jako za normálních podmínek, musí být deska plošných spojů navržena tak, aby těmto událostem vydržela bez poškození. PCB používané například v automobilovém, průmyslovém nebo leteckém průmyslu jsou neustále vystaveny vibracím, mechanickému namáhání, rázům, velmi širokým teplotním výkyvům a dalším.
Hlavní výzvy, kterým PCB čelí v náročných prostředích, lze shrnout následovně:
Vlhkost, prach a nečistoty:Aby se zabránilo těmto faktorům prostředí, je často nutné ošetřit PCB speciálním procesem známým jako konformní povlakování. S ním je deska plošných spojů po montáži pokryta tenkou vrstvou nevodivého ochranného materiálu, jako je silikon, akryl, uretan nebo p-xylen. Povlak umožňuje prodloužit životnost elektronického obvodu tím, že jej chrání před vnějšími nečistotami.
Vysoké teploty:Pokud má DPS pracovat nepřetržitě při teplotách nad normou, je lepší použít vrstvy s tlustší mědí (těžká měď). Tloušťka mědi větší než 3 unce na čtvereční stopu se typicky kombinuje s aplikací vyhovujícího povlaku, aby poskytla desce vysokou úroveň ochrany v případě nepřerušovaného provozu při vysokých teplotách. Použití vrstev s vyšší teplotou skelného přechodu (Tg), jako je FR-4 TG140 nebo TG170, poskytuje PCB další ochranu před teplotou
Ionizující záření:PCB pro letecké aplikace jsou kromě elektromagnetického záření generovaného sluncem a jinými nebeskými tělesy bombardovány částicemi různých typů. Toto záření může způsobit dočasné poruchy (jako je překlopení bitů nebo vymazání paměti) nebo trvalé poškození součástí otřesy a vibrace, zejména v automobilovém a leteckém průmyslu.
Koroze:Je to jedno z hlavních úskalí jakékoli kovové součásti. Ke korozi dochází, když se kyslík a kov spojí navzájem procesem známým jako oxidace. To vytváří rez a způsobuje, že kov ztrácí své chemické vlastnosti a časem se rozkládá. Protože PCB obsahují velké množství kovu, jsou vystaveny působení kyslíku korozi.
Aby se zabránilo poškození způsobenému atmosférickými vlivy, je na desku plošných spojů po sestavení nanesen nevodivý ochranný povlak známý jako konformní povlak (obrázek 1). To se běžně používá u desek plošných spojů pro spotřebitele, spotřebiče a mobilní zařízení, kde je běžné pracovat v přítomnosti vlhkosti, prachu nebo jiných nepříznivých environmentálních faktorů. Ochranná vrstva nanesená na DPS umožňuje vlhkosti přítomné ve vrstvách DPS odtékat směrem ven a zároveň zabraňuje vnějším činidlům dostat se k desce a jejím součástem, což ohrožuje jejich provoz. Kromě zvýšení spolehlivosti prodlužuje konformní povlak životnost obvodu.
Nejběžnější typy konformních povlaků jsou silikon, akrylová pryskyřice, polyuretan a p-xylen, z nichž každý je schopen poskytnout určitou úroveň ochrany. Například silikon dokáže pokrýt nejširší rozsah teplot a je proto nejlepší volbou pro aplikace s extrémními teplotami. Na druhou stranu má silikon špatnou přilnavost na některých typech substrátů a nižší chemickou odolnost než akrylová pryskyřice. Posledně jmenovaný není kvůli své tuhé konstrukci zvláště vhodný v přítomnosti otřesů a vibrací. Polyuretany nabízejí vysokou odolnost proti vlhkosti, otěru a vibracím, dobře odolávají nízkým teplotám, ale ne vysokým teplotám. Z toho vyplývá, že se používají hlavně v aplikacích s teplotami od -40 stupňů do +120 stupňů . P-xylen je konzistentní materiál, který nabízí vysokou ochranu, ale je drahý a je citlivý na kontaminanty, musí být aplikován ve vakuu.
Pokud jde o aplikaci konformního povlaku DPS, lze použít čtyři techniky: máčení, automatizované selektivní povlakování, stříkání a natírání. Každá z těchto alternativ dosahuje stejného cíle: kompletně zakrýt DPS včetně ostrých hran a všech hran desky. Po aplikaci je konformní nátěr vytvrzen sušením na vzduchu, sušením v peci nebo UV světlem.
Rostoucí hustota součástek na desce plošných spojů vede k nevyhnutelnému zvýšení provozních teplot, což je stav, který v dlouhodobém horizontu může ohrozit integritu svarů nebo samotných vrstev v důsledku roztahování a smršťování materiálů s různými fyzikálními vlastnostmi. Vysokoteplotní PCB by proto mělo používat dielektrikum s teplotou skelného přechodu (Tg) alespoň 170 stupňů. Normálně používané pravidlo je umožnit provozní teploty až o 25 stupňů nižší, než je hodnota Tg použitého materiálu. Kromě volby materiálu lze vysokou teplotu DPS řídit odebíráním produkovaného tepla a jeho přenosem do jiných oblastí DPS. Pokud je horká součástka osazena na horní straně DPS a má dostatečně velkou plochu, lze na ni nainstalovat chladič, který dokáže teplo odvádět nejprve vedením (ze součástky do chladiče) a poté prouděním (z povrchy chladiče vůči okolnímu, chladnějšímu vzduchu).
Pokud je horká součást namontována na spodní straně desky plošných spojů a není možné namontovat chladič, návrháři obvykle používají techniku vložení velkého počtu tepelných cest na desku plošných spojů pro přenos tepla od horké součásti do vrstva. mědi na vrchní straně DPS, odkud jej lze dále přenést do vhodného chladiče. Typicky jsou chladiče namontované na deskách plošných spojů velké, s žebrovanými nebo zvlněnými povrchy pro zvětšení plochy rozptylu. Pro zlepšení chlazení nucenou konvekcí ve srovnání s chlazením přirozenou konvekcí lze přidat ventilátory.
Pro dlouhodobé vesmírné mise je jedinou dostupnou možností použití „rad-hard“ komponentů. Tyto komponenty jsou mnohem vzácnější a následně dražší než standardní komponenty. Pro krátkodobé vesmírné mise (do jednoho roku) může být povoleno použití standardních komerčních komponentů, které podléhají analýze a ověření jejich schopnosti odolat radiaci. To vám umožní snížit náklady na návrh vesmírného zařízení a rozšířit výběr komponent dostupných pro návrh. Použitím různých technik návrhu hardwaru lze čelit účinkům záření. Na úrovni návrhu DPS je například důležité zajistit dostatečné uzemnění všech kovových částí.
Aby byla zajištěna ochrana proti nárazům a vibracím, může být deska plošných spojů instalována v nádobě, do které je nalita pryskyřice, aby byla plně zapouzdřena. Čím vyšší je vrstva pryskyřice, tím lepší je stupeň ochrany. Pokud všechny součásti na desce plošných spojů nemají jednotnou výšku, tloušťka vrstvy pryskyřice se bude na desce lišit, což poskytuje mírně odlišné úrovně ochrany pro každou součást. Nejtenčí pryskyřičná vrstva tedy odpovídá v nejhorším případě úrovni ochrany nabízené na celé desce. Než se vůbec začne uvažovat o zalití pryskyřicí, musí být deska plošných spojů důkladně vyčištěna. Povrchová kontaminace může negativně ovlivnit úroveň ochrany, kterou nabízí zapouzdření, zejména v případech chemické odolnosti (protože poskytuje snazší cestu pro chemické látky).
Naše továrna
Sihui Fuji Electronics Technology Co., Ltd. Společnost byla založena v roce 2009 a již 14 let se zaměřuje na dlouhodobou a spolehlivou výrobu desek plošných spojů. Díky produkční síle allegro proofingu, hromadné výrobě, více názvům produktů, různým šaržím a krátkým dodacím lhůtám poskytuje komplexní služby na jednom místě, které uspokojí potřeby zákazníků v co největší míře. Je to čínský výrobce elektronických obvodů s bohatými zkušenostmi s řízením kvality japonských společností. podnikání.
FAQ
Jako jeden z předních výrobců a dodavatelů plošných spojů s vysokou hustotou v Číně vás srdečně vítáme, abyste si zde z naší továrny koupili nebo velkoobchodně zakoupili plošné spoje s vysokou hustotou. Všechny přizpůsobené produkty mají vysokou kvalitu a konkurenceschopnou cenu. Kontaktujte nás pro cenovou nabídku a bezplatný vzorek.