Co je deska plošných spojů?
Deska s plošnými spoji (PCB) je elektronická sestava, která používá měděné vodiče k vytvoření elektrických spojení mezi součástmi a poskytuje jim mechanickou podporu. Desky plošných spojů jsou vyrobeny z nevodivého materiálu s natištěnými nebo vyleptanými vodivými liniemi. Elektronické součástky jsou pak namontovány na desku a stopy spojují součástky a vytvářejí pracovní obvod.
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.
Desky plošných spojů jsou vyrobeny izolací povrchové vodivé vrstvy z měděné fólie přes základní izolační materiál desky, což umožňuje proudění proudu různými součástmi po předem navržené trase, čímž se nakonec dosáhne funkcí, jako je výroba energie, zesílení, útlum, modulace, demodulace a kódování.
Pochopení toho, jak deska s plošnými spoji funguje, by mělo začít u jejího složení. Celá deska PCBA se skládá z holých desek a součástek, jako jsou mikročipy, rezistory, kondenzátory a konektory. Výrobci připevňují součástky k desce plošných spojů pájením nebo jinými technikami. Vezměme si například jednostrannou PCB, desku, která má elektronické součástky a vodiče pouze na jedné straně desky. Obvykle montujeme součástky na nevodivou desku technologií montáže SMT nebo technologií montáže PCBA DIP a spojujeme je malými cestami, které se nazývají stopy. Trasy umožňují, aby elektrické součástky na celé desce fungovaly tím, že je napájejí. Ne všechna hardwarová zařízení jsou přímo namontována na PCB, komponenty, jako jsou monitory a kamery, jsou připojeny k PCB pomocí protilehlých konektorů a plochých kabelů.
Principem činnosti oboustranných a vícevrstvých desek plošných spojů je zavedení procesního plynu (Ar, N2, O2 atd.) do vysokovakuové vazby a plyn je ionizován na plazmu. Působením elektrického pole se tyto plazmy pohybují směrem k vysokému potenciálu a nízkému potenciálu. Atomové skupiny pohybující se směrem k nízkému potenciálu bombardují cíl (měď), takže atomy mědi jsou z mědi odstraněny a nakonec pokryty substrátem (FRP), tj. laminátem plátovaným mědí. Jedná se o tradiční fyzikální metodu, která má výhody bez znečištění a vyspělé technologie. Nevýhodou je pomalá účinnost a dlouhý cyklus. Pokud chcete rychle realizovat proces výroby DPS, můžete předem položit leptaný vzor a poté zformovat DPS výše uvedeným způsobem a vnitřní otvor pro připojení lze také pokovit kovovou mědí, aby byla pokovena.
Výhody desek plošných spojů
Kompaktní řešení
Deska s plošnými spoji může obsahovat řadu dílů a prvků. Protože využívají spíše měděné dráhy než skutečné dráty, umožňují stejné typy výsledků bez použití vodičů s proudem. Desky jsou menší a nejsou tak objemné. To je jeden z důvodů, proč je tolik různých typů elektronických zařízení menší, než tomu bylo v minulosti. PCB pomohly posunout technologii kupředu mnoha různými způsoby. Nyní je možné mít velmi komplikované obvody ve velmi malých balíčcích.
Úspora času a energie
Jednou z nejlepších výhod používání desek plošných spojů je množství času, které lze ušetřit. Připojení komponent tradičně zabere hodně času, zatímco montáž desky plošných spojů po dokončení návrhu zabere mnohem méně času. Fáze návrhu je často to, co u desek plošných spojů zabere nejvíce času, ale i to lze snížit použitím správného typu softwaru pro jeho vytvoření. AdvancedPCB ve skutečnosti poskytuje zákazníkům bezplatný software s názvem PCB Artist. Jeho použití je snadné a intuitivní a poskytuje relativně jednoduchý způsob, jak navrhnout a otestovat desku s plošnými spoji, než se přesunete ke zbytku procesu.
Žádná uvolněná připojení
Spoje na desce s plošnými spoji jsou provedeny přes kopírovací stopy, a pokud byly správně vyrobeny, nebudete muset řešit zkraty nebo uvolněné spoje. Porovnejte to s jinými metodami pomocí skutečných drátů, které by se mohly uvolnit při pohybu desky. V některých případech může mít problém s připojením samotný vodič. To vše může být obtížné vysledovat a najít zdroj skutečného problému. U desek plošných spojů tyto typy problémů neexistují. Pokud se vyskytnou problémy s deskou, bývá snadné ji diagnostikovat a opravit.
Spolehlivá možnost
Není náhodou, že tolik společností a jednotlivců dnes využívá desky plošných spojů. Jsou spolehlivým řešením, které může fungovat pro širokou škálu použití a pro velké i malé produkty. Pokud jsou správně vyrobeny, mohou vydržet dlouhou dobu, což lidem dodá větší důvěru v elektroniku, kterou používají. To platí, ať už to může být telefon, počítač nebo vojenské vybavení, které se používá v méně než shovívavém prostředí.
Nízké náklady
Samozřejmě, pokud jde o vytváření a výrobu různých typů elektrického zboží, náklady jsou velmi důležité. Naštěstí, jakmile byla obvodová deska navržena a otestována, aby bylo zajištěno, že funguje správně, je hromadná výroba velmi cenově dostupná. Ve většině případů se používá méně komponent, což pomáhá snížit náklady na dostupnou úroveň pro většinu společností.
Typy desek plošných spojů
Obecně lze desky rozdělit do tří kategorií: tuhé, ohebné nebo s kovovým jádrem.
Pevné desky jsou často drtivou většinou desek, se kterými se designér setká, kde je rozložení desky obsaženo v tuhém substrátu vytvořeném procesem laminace vysokým teplem a tlakem. Běžným materiálem pro tyto desky je FR-4, ale v závislosti na konkrétních potřebách návrhu lze tento materiál upravit, aby se zdůraznily nebo jinak zlepšily určité vlastnosti desky.
Pružné desky jsou složeny z méně tuhého materiálu, který umožňuje daleko větší průhyb. Materiál na dotek připomíná roli fólie a tloušťka desky je obvykle mnohem menší než u standardní tuhé desky. I když již vidí velké využití, existuje naděje, že flexibilní desky zahájí další krok nositelné technologie a odstraní současná plošná omezení vlastní zařízením s pevnými deskami.
PCB s kovovým jádrem je něco jako odnož návrhů pevných desek se zvýšenou schopností odvádět teplo po celé desce a chránit tak citlivé obvody. Tento styl může být volbou pro designy s vysokým proudem, aby se zabránilo tepelnému opotřebení a selhání.
Všude tam, kde existuje řízený elektromagnetismus, tvoří desky s plošnými spoji infrastrukturu pro jeho udržování. Desky plošných spojů samozřejmě nevznikají jen tak z nicoty – jejich návrh a výroba jsou samy o sobě obrovským inženýrským počinem.
Proces návrhu desky s plošnými spoji
Než lze sestavit desku s plošnými spoji, musí být navržena. Toho je dosaženo pomocí CAD nástrojů pro návrh desek plošných spojů. Návrh PCB je rozdělen do dvou hlavních kategorií: schematické zachycení pro vytvoření konektivity obvodů ve schématu a potom rozložení PCB pro návrh skutečné fyzické desky s obvody.
Vyvíjejte součásti CAD knihovny
Prvním krokem je vývoj součástí knihovny CAD potřebných pro návrh. To bude zahrnovat schematické symboly, simulační modely, stopy pro rozložení PCB a krokové modely pro 3D zobrazení desky s plošnými spoji. Jakmile jsou knihovny připraveny, dalším krokem je vytvoření logické reprezentace obvodu na schématu. Nástroje CAD se používají k umístění symbolů na schematický list a jejich připojení k vytvoření obvodu.
Současně je spuštěna simulace obvodu, aby se ověřilo, že návrh bude elektricky fungovat tak, jak má. Jakmile jsou tyto úkoly dokončeny, schématické nástroje odešlou svá data připojení do nástrojů pro rozložení.
Rozložení
Na straně rozvržení návrhu PCB je schematická konektivita přijímána a zpracovávána jako sítě, které spojují dva nebo více komponentních pinů. S obrysem zamýšleného tvaru desky na obrazovce umístí návrhář rozvržení stopy komponent na správná místa. Jakmile jsou tyto součásti optimálně uspořádány, dalším krokem je připojení sítí ke kolíkům nakreslením stop a rovin mezi kolíky. Nástroje CAD budou mít zabudována návrhová pravidla, která zabrání tomu, aby se stopy jedné sítě dotýkaly jiné sítě, a také řídí mnoho dalších šířek a prostorů potřebných pro kompletní návrh. Jakmile je směrování dokončeno, návrhové nástroje se znovu použijí k vytvoření výrobních výkresů a výstupních souborů, které výrobce použije k sestavení desky.
Návrh a výroba desky plošných spojů je postupný proces: vytvoření schématu a simulace, nastavení návrhových mřížek PCB a DRC, umístění součástek, směrování PCB, napájecí roviny a nakonec sestavení kusovníku a sestavení desky.
Struktura a aplikace desek plošných spojů
Mnohé z důležitých výkonnostních charakteristik desky plošných spojů jsou definovány ve vrstvení nebo uspořádání vrstev v desce plošných spojů. Skládání vrstev je tvořeno střídajícími se vrstvami vodivého a izolačního materiálu a střídajícími se vrstvami jádra a prepregu (dva typy dielektrik používaných při vrstvení). Dielektrické a mechanické vlastnosti jádra a prepregu určují spolehlivost a integritu signálu/výkonu v návrhu a měly by být pečlivě vybírány při navrhování pro vysoce spolehlivé aplikace. Například vojenské a lékařské aplikace potřebují vysoce spolehlivé návrhy, které by mohly být nasazeny v drsném prostředí, a PCB pro telekomunikační systém může vyžadovat nízkoztrátový laminát PTFE v malém balení.
Příklad vrstvení desek plošných spojů je uveden níže. V tomto příkladu stack-up implementuje 4-strukturu vrstev se dvěma vnitřními rovinnými vrstvami (L02_GND pro zem a L03_PWR pro napájení). Tento typ stohování je vhodný pro zařízení internetu věcí, lehké vestavěné systémy a mnoho dalších návrhů, které používají vysokorychlostní protokoly. Uspořádání vnitřní roviny pomáhá zajistit integritu napájení a zároveň poskytuje určité stínění proti vnějšímu EMI. Vrstvy vnitřní roviny také poskytují konzistentní referenci pro signály s řízenou impedancí. Tento typ stohování je typický pro mnoho návrhů a je často výchozím bodem pro mnoho moderních desek plošných spojů.
Společné součásti desek plošných spojů
Desky s plošnými spoji jsou vyrobeny z různých materiálů PCB a elektrických součástek. Mezi běžné součásti PCB patří:
Rezistory
Rezistory přenášejí elektrický proud, aby vytvořily napětí a rozptýlily elektrickou energii jako teplo. Přicházejí v řadě materiálů.
Kondenzátory
Úkolem kondenzátoru je udržet elektrický náboj v desce a poté jej uvolnit, když je jinde v obvodu potřeba více energie. Kondenzátory obvykle fungují tak, že shromažďují opačné náboje na dvou vodivých vrstvách, které jsou odděleny izolačním materiálem.
Induktory
Jsou podobné kondenzátorům v tom, že ukládají energii. Často se však používají k blokování signálů v rámci PCB, jako je rušení z jiného elektronického zařízení.
Tranzistory
Tranzistor je zesilovač. Používá se ke spínání nebo ovládání elektronických signálů v desce. Existuje několik různých verzí tranzistorů, ale nejběžnější je bipolární tranzistor.
Transformátory
Ty se používají k přenosu elektrické energie z jednoho obvodu do druhého prostřednictvím zvýšení nebo snížení napětí.
Diody
Dioda umožňuje, aby elektrický proud procházel jedním směrem, ale ne ve druhém. Díky tomu se diody používají k tomu, aby elektrický proud netekl špatným směrem a poškodil desku a zařízení. Nejoblíbenější formou diody je LED (což je zkratka pro light-emitting diode).
Senzory
Tato zařízení se používají k detekci změn podmínek prostředí a generování elektrického signálu, který odpovídá změně. Tento signál je poté odeslán do dalších součástí na desce plošných spojů. Senzory převádějí fyzický prvek, jako je pohyb světla, kvalita vzduchu nebo zvuk, na elektrickou energii.
Společné vrstvy DPS
Každý typ DPS obsahuje jiný počet vrstev, které přispívají k jeho funkčnosti. Bez ohledu na to, jaký typ PCB si vyberete, každá deska obsahuje stejný základní základ. To znamená, že všechny desky plošných spojů obsahují následující čtyři vrstvy:
Vrstva substrátu
Ta je obvykle vyrobena ze skelného vlákna, které dává desce její tuhost. Podkladové vrstvy mohou být také vyrobeny z epoxidů, ale tyto postrádají odolnost, kterou poskytuje sklolaminát.
Měděná vrstva
Jak byste očekávali z názvu, měděná vrstva PCB je vyrobena z tenké vrstvy měděné fólie, která je laminována na desku pomocí tepla.
Když mluvíme o různých „vrstvách“ PCB, mluvíme o tom, z kolika vrstev mědi se skládají. Například jednostranná PCB bude mít pouze jednu vrstvu vodivého materiálu na jedné straně desky. V tomto scénáři se druhá strana desky používá pro začlenění různých elektronických součástek. Mezitím oboustranná deska plošných spojů namontuje vodivou měď a součástky na obě strany desky.
Tloušťka měděné vrstvy bude určena množstvím energie, které musí deska plošných spojů odolat. Desky plošných spojů, které potřebují zvládnout vyšší úroveň výkonu, budou mít silnější úroveň mědi.
Vrstva pájecí masky
Vrstva pájecí masky je umístěna na mědi a poskytuje většině desek plošných spojů jejich zelenou barvu. Tato vrstva izoluje měď a zajišťuje, že nepřijde do kontaktu s jinými prvky.
Sítotisková vrstva
Vrstva sítotisku se primárně přidává ve prospěch lidí. Zahrnuje přidávání písmen, čísel a symbolů na desku, takže uživatelé snáze porozumí funkčnosti různých pinů a LED.
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 desek s plošnými spoji v Číně vás srdečně vítáme, abyste si zde z naší továrny koupili nebo velkoobchodně zakoupili hromadné desky s plošnými spoji. Všechny přizpůsobené produkty mají vysokou kvalitu a konkurenceschopnou cenu. Kontaktujte nás pro cenovou nabídku a bezplatný vzorek.