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was ist die Definition einer PCB board?
2020/11/02

Was ist aPrinted Leiterplatte (PCB)? Wie ist es erledigt? Was tut es tun?

a PCB ist nicht nur eine Struktur, die elektronische Komponenten fest und halten soll verankert seine Funktionalitäten sind tiefer und umfassen mehrere Kriterien eine interessante Reise, um gedruckte Schaltungen zu entdecken

Printed Circuit Board

PCB-Design: Einführung
Die Designer von vor 40 Jahren waren echte Helden Sie hatte keine Computer oder Software zum Entwerfen von Leiterplatten Jedoch sie gemacht hochwertige Leiterplatten, auch für sehr komplexe Konstruktionen und Schaltpläne
Offensichtlich gab es zu dieser Zeit keine Schaltkreise und Hochfrequenz Bedürfnisse von ourday. Die hergestellte Produkte, beide einseitig Leiterplatten und doppelseitige Leiterplatten waren in der Lage, die meisten Kundenbedürfnisse zu befriedigen, selbst die anspruchsvollsten
heute ist die rede völlig anders Die hohe Qualität und Leistung von die elektronischen Geräte, die Hochfrequenz, die Miniaturisierung und thevery Eine hohe Anzahl von Komponenten bedeutet, dass das Endergebnis äußerst anspruchsvoll sein muss
PCB Design und Erstellung neuer PCBs beinhaltet den professionellen Fabrikbau dank des Einsatzes von Spezialmaschinen es ist in der Tat undomanisch undenkbar Erstellen Sie komplexe gedruckte Schaltungen, die aus 4, 6 oder 8 Schichten bestehen Betrachten Sie zum Beispiel die Hochtechnologie, die in den neuesten Modellen enthalten ist von Computer Motherboards.


Arten von PCB oder gedruckte Schaltung
Abhängig von den erforderlichen Anwendungen gibt es verschiedene Arten von Leiterplatten. Unter am weitesten verbreitet und wichtig sind diese mit:

Types of PCB


- Singlelayer

-double Schicht

- mehrschichtig

- flexibel

- withaluminum Unterstützung usw.

Die Der einfachste und billigste Typ ist offensichtlich der einschichtig eins. Die Doppelschicht (oder doppelseitig) PCB ist schon beträchtlich komplexer und in der Lage, mehrere Probleme zu lösen. es ist zusammengesetzt von zwei dünnen Leiterschichten um ein isolierendes Material
Die Pads (miteinander verbunden zusammen) muss auf beiden Ebenen perfekt übereinstimmen TheMultilayer PCB besteht aus mindestens drei Schichten leitfähigem Material. This Typ ermöglicht sehr komplexe Realisierungen, die extrem kompakt ermöglichen Montage flexible Leiterplatten ein biegsames Kunststoffmaterial verwenden und enthalten sogar mehrere Schichten. es wird in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet


Arten von Leiterplatten für verschiedene Zwecke und Anwendungen

elektronische Schaltungen sind sehr unterschiedlich Leiterplatten unterscheiden sich von einander in Betriebsfrequenzen, Betriebsgeschwindigkeiten, Stromstärken, zur Verwendung im Automobil- oder Haushaltssektor, formell Anwendungen und mehr. This Die erste Unterscheidung ist bereits ausreichend die Notwendigkeit eines anderen Implementierungsansatzes zu verstehen
Abhängig von der endgültigen Verwendung des Geräts müssen Analysten unterschiedlich bewerten die Entwurfskriterien einer Leiterplatte. Schaltkreise müssen geprüft sein zu verschiedenen praktischen und technischen Szenarien
Die Auch das Anforderungsvolumen und die Verkürzung der Wartezeiten ändern sich zunehmend die PCB Produktion Markt. heute die Produktionsmethode von gedruckter Schaltung Boards ist extrem komplex
Aufgrund der sehr geringen Abmessungen der verschiedenen Elemente (z. B. Spuren und Löcher) werden die Arbeitssysteme durch gleichermaßen ausgefeilte Instrumente unterstützt:

- Mikroskope

- Röntgenstrahlen

- HR-Scanner zur Überprüfung Gerber Dateien

- metallographisch Prozesse

- Laser usw.

Auf alle Entwurfsphasen folgen Computer und programmierte Maschinen. Die Die endgültige Qualität wird nicht nur von bestimmt Kunden Bedürfnisse, muss aber auch der strengsten Konformität unterworfen werden Kontrollen, um Zertifizierungen zu erhalten.

Einseitig PCB

Einseitig Bretter machen immer noch einen bedeutenden Teil des weltweit gedruckten aus Leiterplatten. im letzten Jahrzehnt in den Vereinigten Staaten für ungefähr 70 % vom Produktionsvolumen von Platten in quantitativen Mengen jedoch nur etwa 10 % in Wert. in Großbritannien diese Board-Konto forabout ein Viertel der gesamten Produktion

Die Herstellungsweg einseitig Platten umfassen traditionell Bohren, Fotolithografie, Ätzen von Kupferfolie, Oberflächenschutz und Vorbereitung zum Löten und Trennen von Werkstücken Die Kosten für einseitige Bretter ist 0,1 - 0,2 der Kosten für doppelseitig Bretter, welche macht sie sehr wettbewerbsfähig, insbesondere im Bereich der Unterhaltungselektronik

Es ist jedoch zu beachten, dass für moderne elektronische Geräte, auch für den Hausgebrauch, einseitige Platten häufig ein Konturfräsen erfordern, die Anwendung von Schutzmitteln Maskierungsbeschichtungen und ihre Montage erfolgt mit die Kristalle direkt auf der Platine oder durch Aufputzmontage platziert werden

single-siaded PCB

Doppelseitig PCB

Doppelseitig Boards machen derzeit einen erheblichen Anteil der Boardoutputs aus, beispielsweise in Großbritannien bis zu 47 %. Ohne Wir geben vor, eindeutig zu sein, stützen uns aber nur auf unsere eigenen Statistiken der letzten drei Jahre Anteil von doppelseitig Bretter in russischer Produktion bei 65 - 75 %.


solch bedeutende Aufmerksamkeit der Entwickler auf this Art des Motherboards ist erklärt durch eine Art Kompromiss zwischen ihren relativ niedrige Kosten und ziemlich hoch Fähigkeiten

Die Herstellungsverfahren für doppelseitig Platinen sowie einseitige Platten sind Teil des allgemeineren Herstellungsprozesses für Multilayer Leiterplatten. Für doppelseitig Bretter, Pressen von Schichten ist nicht erforderlich, es ist viel leichter zu reinigen die Löcher nach dem Bohren

gleichzeitig für die Mehrheit der doppelseitigen Gremien im Ausland, der "Dirigent / Lücke" Konstruktionsnormen sind 0,25 / 0,25 mm (40 % des Ausgangsvolumens), 0,2 / 0,2 mm (18 %) und 0,15 / 0,15 mm (18 %).

This ermöglicht die Verwendung solcher Platten zur Herstellung eines breiteren Bereichs von modernen Produkten; sie sind für beide Durchgangslöcher gut geeignet andsurface Montage

Double-sided PCB

flexibel PCB

Die Verwendung flexibler dielektrischer Materialien zur Herstellung von PCBsprovides sowohl der Konstrukteur als auch der Benutzer elektronischer Geräte mit eine Zahl ofunique Möglichkeiten This ist in erster Linie eine Verringerung der Größe und des Gewichts von die Struktur, eine Erhöhung der Montageeffizienz, eine Erhöhung der elektrischen Eigenschaften, der Wärmeübertragung und der allgemeinen Zuverlässigkeit

Wenn wir nehmen in Konto die Haupteigenschaft solcher Bretter - dynamische Flexibilität - es wird deutlich, dass der zunehmende Anwendungsbereich von suchboards in Kraftfahrzeugen, Haushaltsgeräten, Medizin, Verteidigung und Luft- und Raumfahrttechnik, Computern, industriellen Steuerungssystemen und an Bord systeme werden klar

Flexible PCB

flexible Leiterplatten (FPC) wird auf Polyimid hergestellt orMylar Film Daher kann es sich auch nach der Bildung von aconductive leicht verformen Muster. am flexibelsten PCB Designs ähneln starren PCB Entwürfe

Einseitig Leiterplatten sind die häufigsten in this Klasse von Brettern als sie zeigen die beste Dynamik Flexibilität. Die Kontaktflächen solcher Platinen sind angeordnet auf einer Seite; Kupfer wird am häufigsten als leitfähiges Folienmaterial verwendet


Starr-flexibel PCB

Rigid-Flex PCB ist ein Hybrid-Design und enthält sowohl starre als auch flexible Basen, die aneinander befestigt sind eine einzelne Baugruppe und elektrisch verbunden byplated Löcher Sie sind am häufigsten in Verteidigungsausrüstung, aber ihre applicationis expandiert auch in der Industrieelektronik


Hohe Dichte PCB

ein Merkmal der modernen Herstellung elektronischer Geräte ist die zunehmende weit verbreitete Verwendung großer und sehr großer integrierter Schaltkreise (LSI und VLSI) Gleichzeitig nimmt die Anzahl der Klemmen jeder Schaltung signifikant zu, der Abstand zwischen den Klemmen nimmt von ab 2.5 mm bis 0,625 mm oder weniger.

Rigid-flexible PCB

Installation von mehrpolig LSI und VLSI Gehäuse auf Leiterplatten ist technisch und wirtschaftlich effizienter nicht in Durchgangslöchern, buton Kontaktflächen auf der Oberfläche von Leiterplatten

This erklärt den zunehmend verbreiteten Übergang von Montagekomponenten in Löchern (PTH - durch Loch plattiert) zur Oberflächenmontage Technologie (SMT - Oberflächenmontage Technologie).

Gleichzeitig ist derzeit in den meisten seriellen elektronischen Blöcken bothsurface Montage und Montage Durchgangslöcher verwendet werden

This ist weil Einige der Komponenten sind nicht für die Oberflächenmontage geeignet Außerdem wird bei Geräten, die unter Stoß- und Vibrationsbedingungen arbeiten, die Montage durch Löcher bevorzugt, weil der zuverlässigeren Befestigung von Komponenten.

Die Prozess des Zusammenbaus von Elementen auf dem RP unterscheidet sich nicht wesentlich von die Standardprozesse Die Montage in Löchern und auf der Oberfläche ist mit möglich manuelles Löten, Wellenlöten, Infrarot- und Konvektionsofen Löten einzige Sache, die berücksichtigt werden muss Konto wann Elemente formen und installieren ist, dass die Montagelamellen um 0.1 vertieft sind mm relativ zu theboard Oberfläche.

High-density PCB

Was ist der Leiter Muster?

Die Brett selbst ist ein isolierendes und unelastisches Material (Dort auch flexible Leiterplatten) Die dünne Verbindungen auf der Oberfläche der Platine arePart der leitfähigen Folie, die zu Beginn die gesamte Platte bedeckt Produktionsphase

This Die leitfähige Folie ist teilweise geätzt und die verbleibenden Kupferpfade bilden sich ein Netzwerk. Diese Pfade werden als Leitermuster bezeichnet und liefern elektrische Verbindung zwischen den auf der Leiterplatte montierten elektronischen Teilen.

Es ist die Maske, die PCBs ergibt grün, blau, rot oder braun. This Maske ist eine isolierende und schützende Schicht, die thethin schützt Kupferpfade und verhindert Lötmittel von irgendetwas berühren andere als die Verbindung Punkte von Komponenten.

Die Serigraphie ist auf die Lötmaske gedruckt This ist das Drucken von Text und Symbole auf der Leiterplatte, die die Positionen der verschiedenen Komponenten angeben zusammengebaut werden es kann auch als Legende bezeichnet werden.

gedruckte Schaltung durch Wärmeübertragungsverfahren

Die Die Druckqualität von Kopierern und Laserdruckern ist sehr gut Jedoch sie kann auf dünne Materialien wie Papier, Transparentpapier und Acetat drucken. als diese Geräte können nicht Druck direkt auf die Kupferplatte, das Transfermaterial wird verwendet

Die Der Schaltplan wird auf Transferpapier gedruckt, erhitzt und übertragen eine Kupferplatte in this Methode, die Funktion der Übertragung materialis Pulverfarbe halten (Toner) und auf die Kupferplatte übertragen wenn itis beheizt


Lassen Sie uns kurz die Wärmeübertragungsmethode in Bezug auf Substanzen erklären.

Die Der gedruckte Schaltplan wird mit einem Zeichenprogramm erstellt Seit Das Transferpapier wird gefaltet und auf die Kupferplatte geklebt. Die Richtlinien werden ca. 1 cm oder 0,4 platziert Zoll außerhalb der Schaltung Grenzen in der Zeichnung.

Nach dem Drucken auf ein leeres Papier wird das Übertragungsmaterial zwischen das geklebt Richtlinien und erneut gedruckt. bei dem vorgeschlagenen Verfahren sind die Linien zwischen Die Richtlinien sind mit abgedeckt Klebeband.

Nach dem Reinigen der Kupferplatte wird das Transfermaterial gefaltet und verklebt auf die Platte. Die Die Platte wird bei der höchsten Temperatur (3. Stufe) gebügelt ohne Dampf für 3 - 5 Minuten.

Nachdem die Kupferplatte einige Minuten in Wasser abgekühlt ist, thebands werden entfernt und das Transfermaterial wird langsam von getrennt theplate. Beschichtetes Papier löst sich in Wasser während this Prozess. Gedruckte Schaltung Pfade werden durch Schmelzen der Platte in Säure gebildet


Wie Leiterplatten werden produziert?

produktiver Prozess

bevor Sie die PCI erkunden Herstellungsprozess ist es wichtig, itclear zu machen dass die in this beschriebenen Schritte Artikel kann zwischen den Herstellern variieren Jedes Unternehmen hat seine Verfahren gemäß seiner Struktur festgelegt und Arbeit Methode. Wir soll zeigen, wie Leiterplatten generisch hergestellt


Bohren

Mit die PCI Projekt ordnungsgemäß überarbeitet, das erste Herstellungsverfahren selbst ist Bohren. gruppiert in großen Platten mehrere Faserplatten (die die Schichten der PCI bilden) sind von großen Maschinen perforiert - einige davon können bis zu sechs Panels gleichzeitig überschreiten

Ein dünnes Blatt Aluminiumfolie kann auf die Platten gelegt werden, um andaid zu absorbieren bei der Verteilung der durch die Perforation verursachten Wärme Vermeidung möglicher Beschädigung der Platte. Die Anzahl der Bohrmaschinen, die von Maschinen verwendet werden, aber im Allgemeinen sie Patronen haben mit 120 Bohrer.

Chemie- und Kupferbad

Nach dem Entfernen der Aluminiumfolie werden die Paneele gereinigt in thisstage des Prozesses vergehen die Platten von Kontakt mit elektrische Ströme, die auf den Kontakt mit beschränkt sind chemische Substanzen. Die Substanzen Die verwendeten werden nach dem Material der Platten und Metallfilme ausgewählt

Dann die PCIs immer noch gruppiert go-to Behälter voller Kupfer. Somit erhält der gesamte Bereich der Platten, einschließlich der im Bohrloch geöffneten Löcher, eine sehr dünne Schicht davon Metall


Fotolack Filmanwendung

Die Der nächste Schritt ist das Aufbringen eines Fotolacks Film, ein lichtempfindliches Material Ziel ist es, eine Beschichtung zum Schutz der Kupferschicht der PCIs vor zu erstellen die Einwirkung von UV-Strahlen unter Vermeidung möglicher Oxidation und Kurzschlüsse

This ist ein Schritt, der große Sorgfalt erfordert Die Speicherumgebungen der Paneele mit der belichtete Fotolack Der Film muss sehr hygienisch sein Partikel (wie Staub) nicht kommen in Kontakt mit die Leitungsbereiche der Platten.

Maskierung

Anschließend erhalten die Panels einen Film, der das Layout des bestimmt "Tracks" das leitet den elektrischen Strom durch thePCI. This Neue Ebene fungiert als Maske. es deckt die Teile der Oberfläche ab der Platten, die sollten nicht empfangen aktuell.


Zinnapplikation

Die Leiterplatten werden an Empfängerverstärkung weitergeleitet in der Kupferschicht in den freiliegenden Teilen die „Spuren“ und die Löcher von die Bohrungen. Die Anwendungen der Metallsubstanz sind sehr dünn und haben ein Tausendstel Zoll Dicke

ein anderes metallisches Element kommt in spielen: Zinn. This Substanz wird zu den Punkten hinzugefügt, an denen die Gebiete vor kurzem bathedin Kupfer sind noch exponiert es wird als Schutz für die Kontakte dienen wo Die elektronischen Komponenten werden in Zukunft geschweißt


Umzüge

Dann die PCIs Fahren Sie mit der Prozedur des Entfernens fort der Fotolack Film Die Filme werden mit entfernt Maschinen, als theprecision muss perfekt sein, um andere Ebenen von theplates nicht zu beeinflussen. Dann werden die Platten in Tanks mit getaucht chemische Bestandteile zum Entfernen die Dose. in diesem Moment die Struktur, die für die Leitung verantwortlich sein wird der elektrische Strom ist beendet

Schweißmaske

Die Teller gehen in der Prozess in whichthey ​​ erhält die sogenannte Schweißmaske, eine Lackart, die aus Polymeren besteht die eine Beschichtung ergeben, die die Kupferspuren dauerhaft schützen kann der PCIs. Schließlich nehmen die Teller die grüne Farbe an, die weknow.

Die Die Paneele sind UV-Licht ausgesetzt, so dass Schweißmaske trocknet und sie kann manipuliert werden Die überschüssiger Lack wird entfernt und die Teller gehen in ein Gewächshaus oder einen Ofen, um sie zu heilen bei hohen Temperaturen


Serigraphie

Die Der Herstellungsprozess beginnt seine Endphase. Die Leiterplatten gehen zu einem Gerät, das als as verstanden werden kann Riesendrucker, auf dem sie Der Siebdruck wird gedruckt (z. B. Name, Version, Angaben zu den Positionen der Komponenten und andere Informationen, die bei der Montage der elektronischen Komponenten hilfreich sind.) Wieder die PCIs werden in einem Gewächshaus oder Ofen ruhen gelassen das Siebdrucken.


Schweißflussmittel

Schließlich werden die Platten in einen Schweißfluss getaucht - eine Substanz, die das Schweißen erleichtert Die Fluxadheres nur an die Oberfläche wo das Kupfer ist noch freigelegt Mit der Überschuss von diesem Wenn das Element entfernt wurde, können die Paneele zur endgültigen Qualitätsprüfung übergehen


Qualitätskontrolle
Nicht nur am Ende des Produktionsprozesses werden die Platten überprüft Sichtprüfungen, wann der Mensch stellt Unvollkommenheiten fest Die Platten können zu verschiedenen Zeitpunkten der Linie auftreten und variieren je nach der Hersteller.

Normalerweise zusätzlich zu den letzten oberflächlichen Überprüfen Sie am Ende der Produktion die PCIs passieren machinesthat testet wenn Der elektrische Strom fließt durch die in angegebenen Punkte das ursprüngliche Projekt. Das Fertig, können die Leiterplatten nun getrennt werden oder in Panels für Kunden versendet - Wer wird die elektronischen Komponenten einfügen? das werden die Gadgets bilden.


Standardlaminat für Pcb Bretter
Die Dicke einer Standard PCB Board ist 0.0629 Zoll oder ungefähr 1,60 mm. es gibt eine nominelle Toleranz in this Dicke mit einer Grenze von + oder - 0,13 mm, aber in den allermeisten Fällen wurden die Abweichungen überprüft sind viel kleiner als this nominelle Toleranz.

This Dicke, zusätzlich zu Meetingphysical und mechanische Bedürfnisse bringen in den allermeisten Fällen auch große Effizienz in Bezug auf Isolation und Durchschlagfestigkeit


andere Laminatdicken
Auf dem Markt sind verschiedene Materialstärken erhältlich, hauptsächlich Infiberglas (FR-4) im Fall von Phenolat (FR-1 oder FR-2) oder Composite (CEM-01) Die mechanischen Faktoren machen die Verwendung von kleineren Dicken oft unmöglich.

beschädigt durch die Aufnahme von Feuchtigkeit eigene Zusammensetzung, Phenolat unterliegt Verzerrungstendenzen und größerer Bruchfestigkeit wenn die Dicke verringert wird. außerdem andere Abweichungen aufgrund von tothermal Verlustleistung und Durchschlagfestigkeit verschlechtern auch die Leistung des Verdünners Teller

Das Deshalb ist es nicht so üblich, Phenolat zu finden Platten mit Dicken unter 1,60 mm auf dem Markt. Trotzdem gibt es die kommerzielle Verfügbarkeit von Dicken von 1,20 mm, 1,00 mm, und 0,80 mm.


Die Kupferdicke auf der Leiterplatte

Die Dicke des Kupfers, das auf gedrückt wird das Laminat variiert ebenfalls Wann es kommt zu einseitig gedruckte Schaltungen kann angegeben werden, dass mehr als 99 % der Schaltungen hergestellt mit 1Oz (eine Unze) Kupfer, welches entspricht ungefähr35 Mikrometer

copper

in bestimmten Fällen werden unterschiedliche Dicken verwendet, hauptsächlich in Schaltkreisen mit hohem Aktuelle Punkte, es ist notwendig, 2Oz zu verwenden Kupfer (zwei Unzen) oder noch mehr.

aufgrund der viel höheren Kosten von zwei Unzen Kupferlaminate ist sehr häufig dass Designer in Generationen des Board-Designs versuchen, die Spuren zu verdicken das führt so viel wie möglich zu höheren Strömen und wählt oft nicht toprotect diese Trails mit das Anti-Schweißen maskieren, damit es möglich ist this Spur mit die Anwendung von Zinn darauf während der Montageprozess.

Fazit

Die Die unterschiedliche Art der Geräte bestimmt auch die Anforderungen für thechoice von Materialien. in der Tat, je nach Anwendung, die verschiedenen Typen des Substrats kann die Endergebnisse unterschiedlich beeinflussen. es ist nicht möglich eine ideale oder perfekte gedruckte Schaltung zu schaffen, während jede elektronische Platine ihre Leistung erbringt eine einzigartige Art von Arbeit, je nach den elektrischen Anforderungen und erforderlich Leistung

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