PCBir izgatavots, izmantojot elektroniskās drukas tehnoloģiju, tāpēc to sauc par iespiedshēmas plati.Gandrīz visa veida elektroniskās iekārtas, sākot no austiņām, baterijām, kalkulatoriem un beidzot ar datoriem, sakaru iekārtām, lidmašīnām, satelītiem, ja vien tiek izmantoti elektroniskie komponenti, piemēram, integrālās shēmas, PCB tiek izmantoti elektriskajam savienojumam starp tiem.
PCB un PCBA ir PCB ar nemontētiem komponentiem, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), tas ir, PCB, kas aprīkoti ar elektroniskiem komponentiem (piemēram, mikroshēmām, savienotājiem, rezistoriem, kondensatoriem, induktoriem utt.).
PCB izcelsme
1925. gadā Čārlzs Dukass (Charles Ducas) ASV (piedevas metodes aizsācējs) uz izolācijas substrāta izdrukāja ķēdes paraugu un pēc tam veiksmīgi izgatavoja vadītāju kā elektroinstalāciju, izmantojot galvanizāciju.
1936. gadā austrietis Pols Eislers (subtraktīvās metodes aizsācējs) bija pirmais, kurš radioaparātos izmantoja iespiedshēmas plates.
1943. gadā amerikāņi šo tehnoloģiju izmantoja militārajos radioaparātos.1948. gadā ASV oficiāli atzina izgudrojumu komerciālai lietošanai.
Iespiedshēmas plates ir plaši izmantotas tikai kopš 1950. gadu vidus, un mūsdienās tās dominē elektronikas nozarē.
Iespiedshēmu plates ir attīstījušās no viena slāņa uz divpusējām, daudzslāņu un elastīgām, un joprojām saglabā savas attīstības tendences.Pateicoties nepārtrauktai attīstībai augstas precizitātes, augsta blīvuma un augstas uzticamības, nepārtrauktas izmēra samazināšanas, izmaksu samazināšanas un veiktspējas uzlabošanas virzienā, iespiedshēmu plates joprojām saglabā spēcīgu vitalitāti nākotnes elektronisko iekārtu attīstībā.
Diskusijas par iespiedshēmu plates ražošanas tehnoloģiju turpmāko attīstības tendenci gan mājās, gan ārvalstīs pamatā ir konsekventas, tas ir, uz augstu blīvumu, augstu precizitāti, smalku apertūru, plānu vadu, mazu soli, augstu uzticamību, daudzslāņu, ātrgaitas pārraidi. , viegls svars Ražošanas ziņā attīstās produktivitātes celšanas, izmaksu samazināšanas, piesārņojuma samazināšanas virzienā, kā arī pielāgošanās vairāku šķirņu un mazo partiju ražošanai.
PCB loma
Pirms iespiedshēmas plates parādīšanās elektronisko komponentu savstarpējais savienojums tika tieši savienots ar vadiem, veidojot pilnīgu ķēdi.
Pēc tam, kad elektroniskās iekārtas izmanto iespiedshēmas plates, līdzīgu iespiedshēmu plates konsekvences dēļ tiek novērstas kļūdas manuālajā elektroinstalācijā.
Iespiedshēmas plate var nodrošināt mehānisku atbalstu dažādu elektronisku komponentu, piemēram, integrālo shēmu, nostiprināšanai un montāžai, pabeigt vadu un elektrisko savienojumu vai elektrisko izolāciju starp dažādiem elektroniskiem komponentiem, piemēram, integrālajām shēmām, un nodrošināt nepieciešamos elektriskos raksturlielumus, piemēram, raksturlielumus pretestība, utt., var nodrošināt lodēšanas maskas grafiku automātiskai lodēšanai un nodrošināt identifikācijas rakstzīmes un grafiku komponentu ievietošanai, pārbaudei un apkopei.
PCB klasifikācija
1. Klasifikācija pēc mērķa
Civilās iespiedshēmu plates (patērētājiem): iespiedshēmu plates, ko izmanto rotaļlietās, kamerās, televizoros, audio iekārtās, mobilajos tālruņos utt.
Rūpnieciskās iespiedshēmu plates (iekārtas): iespiedshēmu plates, ko izmanto apsardzē, automašīnās, datoros, sakaru iekārtās, instrumentos utt.
Militārās iespiedshēmu plates: iespiedshēmu plates, ko izmanto aviācijā un radaros utt.
2. Klasifikācija pēc substrāta veida
Papīra iespiedshēmu plates: fenola papīra iespiedshēmu plates, epoksīda papīra iespiedshēmu plates utt.
Stikla auduma iespiedshēmu plates: epoksīda stikla auduma iespiedshēmu plates, PTFE stikla auduma bāzes iespiedshēmu plates utt.
Sintētiskās šķiedras iespiedshēmas plate: epoksīda sintētiskās šķiedras iespiedshēmas plate utt.
Organiskās plēves substrāta iespiedshēmas plate: neilona plēves iespiedshēmas plate utt.
Keramikas substrāta iespiedshēmu plates.
Metāla serdeņa iespiedshēmu plates.
3. Klasifikācija pēc struktūras
Saskaņā ar struktūru iespiedshēmu plates var iedalīt stingrās iespiedshēmu plates, elastīgās iespiedshēmu plates un stingras-elastīgās iespiedshēmu plates
4. Klasificēts pēc slāņu skaita
Pēc slāņu skaita iespiedshēmu plates var iedalīt vienpusējās platēs, divpusējās plates, daudzslāņu plates un HDI plates (augsta blīvuma starpsavienojumu plates).
1) vienpusējs
Vienpusēja plate attiecas uz shēmas plati, kas ir savienota tikai vienā shēmas plates pusē (lodēšanas pusē), un visas sastāvdaļas, komponentu etiķetes un teksta etiķetes ir novietotas otrā pusē (komponenta pusē).
Vienpusējā paneļa lielākā iezīme ir tā zemā cena un vienkāršais ražošanas process.Tomēr, tā kā elektroinstalāciju var veikt tikai uz vienas virsmas, elektroinstalācija ir sarežģītāka un elektroinstalācija ir pakļauta kļūmei, tāpēc tā ir piemērota tikai dažām salīdzinoši vienkāršām shēmām.
2) Divpusējs
Divpusējā plāksne ir savienota ar vadiem abās izolācijas plāksnes pusēs, viena puse tiek izmantota kā virsējais slānis, bet otra puse tiek izmantota kā apakšējais slānis.Augšējais un apakšējais slānis ir elektriski savienoti caur caurumiem.
Parasti komponenti uz divslāņu dēļa tiek novietoti uz augšējā slāņa;tomēr dažreiz komponentus var novietot uz abiem slāņiem, lai samazinātu dēļa izmēru.Divslāņu plati raksturo mērena cena un vienkārša elektroinstalācija.Tas ir visbiežāk izmantotais tips parastajās shēmas platēs.
3) Daudzslāņu plāksne
Iespiedshēmas plates ar vairāk nekā diviem slāņiem kopā tiek sauktas par daudzslāņu platēm.
4) HDI plate
HDI plate ir shēmas plate ar relatīvi augstu ķēdes sadales blīvumu, izmantojot mikro aklo ierakto caurumu tehnoloģiju.
PCB struktūra
PCB galvenokārt sastāv no vara pārklājuma laminātiem (copper Clad Laminates, CCL), prepreg (PP loksnes), vara folijas (Copper Foil), lodēšanas maskas (pazīstama arī kā lodēšanas maska) (lodēšanas maska).Tajā pašā laikā, lai aizsargātu atklāto vara foliju uz virsmas un nodrošinātu metināšanas efektu, ir nepieciešams arī veikt virsmas apstrādi uz PCB, un dažreiz tas ir arī marķēts ar rakstzīmēm.
1) Vara pārklāts lamināts
Vara pārklājuma lamināts (CCL), saukts par vara pārklājumu laminātu vai ar varu pārklātu laminātu, ir iespiedshēmu plates ražošanas pamatmateriāls.To veido dielektrisks slānis (sveķi, stikla šķiedra) un augstas tīrības pakāpes vadītājs (vara folija).sastāv no kompozītmateriāliem.
Tikai 1960. gadā profesionāli ražotāji izmantoja formaldehīda sveķu vara foliju kā pamatmateriālu vienpusēju PCB izgatavošanai un laida tos skaņuplašu, magnetofonu, videomagnetofonu uc tirgū. -šķautņu caururbuma vara pārklājuma ražošanas tehnoloģija, karstumizturība, izmērs Līdz šim plaši izmantotas stabilas epoksīda stikla pamatnes.Mūsdienās plaši tiek izmantotas FR4, FR1, CEM3, keramikas plāksnes un teflona plāksnes.
Pašlaik visplašāk izmantotā PCB, kas izgatavota ar kodināšanas metodi, ir selektīva kodināšana uz vara pārklājuma plāksnes, lai iegūtu nepieciešamo ķēdes modeli.Vara pārklātais lamināts galvenokārt nodrošina trīs visas iespiedshēmas plates vadīšanas, izolācijas un atbalsta funkcijas.Iespiedshēmu plates veiktspēja, kvalitāte un ražošanas izmaksas lielā mērā ir atkarīgas no vara pārklājuma laminātiem
2) Prepreg
Prepreg, pazīstams arī kā PP loksne, ir viens no galvenajiem materiāliem daudzslāņu plātņu ražošanā.Tas galvenokārt sastāv no sveķiem un pastiprinošiem materiāliem.Armatūras materiāli ir sadalīti stikla šķiedras audumā (saukts par stikla audumu), papīra pamatnē un kompozītmateriālos.
Lielākajā daļā prepregu (līmējošo loksņu), ko izmanto daudzslāņu iespiedshēmu plates ražošanā, kā pastiprinošu materiālu izmanto stikla audumu.Plāno lokšņu materiālu, kas izgatavots, piesūcinot apstrādāto stikla audumu ar sveķu līmi un pēc tam termiski apstrādājot, sauc par prepreg.Prepregi mīkstina karstuma un spiediena ietekmē un sacietē, kad tie ir atdzesēti.
Tā kā dzijas šķipsnu skaits uz stikla auduma garuma vienību šķēru un audu virzienos ir atšķirīgs, griešanas laikā jāpievērš uzmanība prepreg velku un audu virzienam.Parasti velku virziens (virziens, kurā stikla audums ir saritināts) tiek izvēlēts kā ražošanas dēļa īsās puses virziens, un audu virziens ir Ražošanas dēļa garās puses virziens ir paredzēts, lai nodrošinātu plāksnes līdzenumu. dēļu virsmu un novērstu ražošanas plātnes sagriešanos un deformāciju pēc uzkarsēšanas.
3) Vara folija
Vara folija ir plāna, nepārtraukta metāla folija, kas uzklāta uz shēmas plates pamata slāņa.Kā PCB vadītājs tas ir viegli savienots ar izolācijas slāni un iegravēts, veidojot ķēdes modeli.
Parastās rūpnieciskās vara folijas var iedalīt divās kategorijās: velmēta vara folija (RA vara folija) un elektrolītiskā vara folija (ED vara folija):
Velmētai vara folijai ir laba elastība un citas īpašības, un tā ir vara folija, ko izmanto agrīnā mīksto plātņu procesā;
Elektrolītiskās vara folijas priekšrocība ir zemākas ražošanas izmaksas nekā velmēta vara folija
4) Lodēšanas maska
Lodēšanas noturības slānis attiecas uz iespiedshēmas plates daļu ar pretlodēšanas tinti.
Lodēšanas tinte parasti ir zaļa, un daži izmanto sarkanu, melnu un zilu utt., tāpēc PCB rūpniecībā lodēšanas noturīgo tinti bieži sauc par zaļo eļļu.Tas ir pastāvīgs iespiedshēmu plates aizsargslānis, kas var novērst mitrumu, pretkoroziju, pret pelējumu un mehānisku noberšanos utt., kā arī novērst detaļu metināšanu nepareizās vietās.
5) Virsmas apstrāde
Šeit lietotajā “virsma” attiecas uz PCB savienojuma punktiem, kas nodrošina elektrisko savienojumu starp elektroniskiem komponentiem vai citām sistēmām un PCB shēmām, piemēram, paliktņu vai kontaktu savienojumu pieslēguma punktiem.Pats kails vara lodējamība ir ļoti laba, taču, saskaroties ar gaisu, tas viegli oksidējas un piesārņojas, tāpēc uz tukša vara virsmas ir jānosedz aizsargplēve.
Parastie PCB virsmas apstrādes procesi ietver svinu HASL, bezsvinu HASL, organisko pārklājumu (Organic Solderability Preservatives, OSP), iegremdējamo zeltu, iegremdējamo sudrabu, iegremdējamo alvu un apzeltītus pirkstus utt. Pastāvīgi uzlabojot vides aizsardzības noteikumus, ir Vadošais HASL process ir pakāpeniski aizliegts.
6) Personāži
Rakstzīme ir teksta slānis, kas atrodas PCB augšējā slānī, tā var nebūt, un to parasti izmanto komentāriem.
Parasti, lai atvieglotu shēmas uzstādīšanu un apkopi, uz iespiedplates augšējās un apakšējās virsmas tiek drukāti nepieciešamie logotipu raksti un teksta kodi, piemēram, komponentu etiķetes un nominālvērtības, komponentu kontūru formas un ražotāja logotipi, ražošana. datumi gaidīt.
Rakstzīmes parasti tiek drukātas ar sietspiedi
Izsūtīšanas laiks: 11.03.2023