Spausdintinės plokštės: otázka, konstrukcija ir taikymas

Plokštės arba spausdintinės plokštės (PCB) arba spausdintinės plokštės (PWB) yra plokštė, pagaminta iš izoliacinės ir labai karščiui atsparios izoliacinės medžiagos, pvz., Stiklo pluošto. Šios plokštės taip pat vadinamos substratais. Pagrindas arba plokštė gali turėti tik vieną sluoksnį (vieno sluoksnio plokštes) arba daugiau nei vieną sluoksnį (daugiasluoksnę plokštę).

Vadovaujantis metalas, pvz., Varis, naudojamas elektrai laidų takams ar pėdsakams gaminti, siekiant palengvinti elektros energijos srautą. Kai šie laidūs pėdsakai yra išgraviruoti ant pagrindo, tai vadinama „spausdinta plokštele“.

Spausdintinės plokštės istorija

Grandinių plokščių istorija prasidėjo 1930 m. viduryje, kai Austrijos inžinierius Paulius Eislerinas sukūrė radijo imtuvą. Vėliau šie radijo aparatai buvo panaudoti antrajame pasauliniame kare JAV. Po to, naudoti ir taikyti plokštės, nes komercinės elektronikos pramonėje. Šios plokštės yra netinkamai naudojamos, kol elektroniniai komponentai nebus lituojami. Elektroniniai komponentai gali būti per skylę arba SMD. Vėlgi technologija, naudojama šių komponentų lydmetalėms plokštėms sulieti, gali būti per skylės technologija arba paviršiaus montavimo technologija.

Lutavimas ir lydmetaliai

Litavimo medžiaga gali būti lydmetalio lydmetalio, lydmetalio pasta, BGA (rutulinių tinklelių) ir lydmetalių srauto formos lydmetalis.

Kontrolinės plokštės dizainas: gairės, taisyklės ir įrankiai

Kaip paaiškinta pirmiau, spausdintinė plokštė yra plokštė, pagaminta iš vieno ar daugiau izoliacinės medžiagos sluoksnių (stiklo pluošto, keramikos, labai atsparios karščiui plastiko arba bet kurios kitos dielektrinės medžiagos) su laidžiais keliais, išgraviruotais metalu, pavyzdžiui, variu. Gaminant grandinės plokštę, iš lentos yra išgraviruoti vario arba bet kurio kito laidininko pėdsakai, paliekant tik pėdsakus, reikalingus elektroniniams komponentams sumontuoti / lituoti. Kai visi elektroniniai komponentai yra suvirinti ant plokštės ir plokštė yra paruošta naudoti, ji vadinama spausdintinės grandinės mazgu (PCA) arba spausdintinės plokštės plokšte (PCBA).

Dabartinis bendrasis plokštės konstrukcijos standartas yra IPC-2221A. IPC-2221A bendrasis spausdintinių plokščių dizaino standartas nustato plokščių gamybos ir kokybės gairių taisykles. Ši informacija ir gairės yra taikomos visų tipų plokščių tipams, įskaitant vieno sluoksnio ir daugiasluoksnius PCB, o informacija apima pagrindo informaciją, medžiagų savybes, paviršiaus padengimo kriterijus, laidininko storį, komponentų išdėstymą, matmenis ir tolerancijos taisykles ir kt. Kiti plokštės projektavimo standartai yra IPC-2220 ir IPC-9592. Pažymėtina, kad IPC ir kiti standartai suteiks informacijos apie tai, kaip tinkamai valdyti lentą.

PCBA arba spausdintinės plokštės surinkimas

Kad būtų sukurtas puikus ir patikimas plokštės dizainas, reikalingos geros žinios ir supratimas apie PCB išdėstymo būdus ir pagrindinį grandinės veikimo supratimą. Projektuojant spausdintinės plokštės prototipą, reikia tinkamai prižiūrėti pagrindo medžiagą, pagrįstą litavimo technologijos tipu ir naudojamais komponentais. Kontūrinės plokštės (grandinės laidininkų) pėdsakų plotis turėtų būti parinktas protingai, atsižvelgiant į numatomą maksimalią temperatūros kilimą esant vardinei srovei ir priimtiną impedanciją. Kiti dalykai, kuriuos reikia nepamiršti, tyrimo metu: CTE, savikaina ir dielektrinės savybės. Dizaineris turi kruopščiai subalansuoti sąnaudų apribojimus su patikimumo ir našumo poreikiais. Be to, kruopščiai reikia pasirinkti ir lydmetalines kaukes bei skylutes.

Spausdintinės plokštės schema

Grandinės schema yra schema, kurioje parodoma, kaip ir kur bus sumontuoti elektroniniai komponentai, kad būtų pasiektas tikslinis produktas. Kiekvienas grandinės schemos komponentas yra simboliu. Svarbus dalykas yra grandinės schemos sudarymas prieš gamybą. Jis suteikia idėją, kaip grandinė veiks ir kaip pasiekti tikslinį produktą. Grandinės schema yra svarbi bet kuriam naujam elektroniniam produktui, įrenginiui ar įtaisui. Kaip parengti schemą?

PCB išdėstymas

Grandinės schemos braižymas nėra toks sunkus, jei žinote pagrindus. Štai keletas patarimų ir rekomendacijų: Mokykitės ir suprasite visus bendrus elektroninių komponentų simbolius ir santrumpas, kurios bus naudojamos diagramoje. Naudodami liniuotę, traukite jungiamuosius laidus tiesiomis linijomis. Naudokite šiuos simbolius: „blob“ () kiekvienoje laidų jungtyje, etiketės sudedamosiose dalyse (rezistoriai, kondensatoriai, diodai ir tt) su jų reikšmėmis, teigiamas (+) tiekimas turi būti viršuje ir neigiamas (-) tiekimas apačioje. Neigiamas tiekimas paprastai yra pažymėtas 0V, nuliniu voltu. Sudėtingoms grandinių schemoms pradėkite nuo kairės į dešinę. Kad signalai tekėtų iš kairės į dešinę (įėjimai ir valdikliai turi būti kairėje, išėjimai dešinėje).

Spausdintinės plokštės gamyba ir surinkimas

Spauseptinės plokštės montavimas yra vadinamas plokštės plokšte. Kontrolinės plokštės surinkimo procesas gali būti naudojamas per skylės surinkimo technologiją arba paviršiaus montavimo technologiją (SMT) arba mišinį abiem. Kai plokštė yra sumontuota su komponentais, ji yra paruošta bandymui ir galiausiai turi būti surinkta su produktu. Tačiau negarantuojama, kad grandinės plokštė sukurs 100% nulio defektų. Bus defektai ir šie defektai turi būti pertvarkyti / remontuoti.

Pristatomi pavyzdžiai ir naudojama įranga

Internetiniame tekste pateikiami pavyzdžiai: dvipusė montažinė plokštė, skirta patikimam prototipų litavimui, universalios spausdintinės plokštės montuoti kiauryminius elementus su išgręžtomis skylėmis 2,54 mm atstumu, maketinės plokštės suderinamumo su 2,54 mm rasto.

„Joy-IT RB-P-XPLR“ - pažangi mokymosi ir prototipų kūrimo plokštė, sukurta Raspberry Pi Pico ir Raspberry Pi Pico W moduliams. Universalioji plokštė su išdėstymu, kuri suderinama su populiariąja 830 skylų kontaktine plokšte. Tvirtinimo tinklelis iš Adafruit PCB. Tai leidžia greitai prijungti įvairius modulius, mikrovaldiklius ir jutiklius. Maketavimo plokštė, skirta palengvinti SMD 5050 naudojimą. Išėjimai - skylės auksinių kaiščių jungtims, 2,54 mm, tinkami maketavimo plokštėms. Universali plokštė su išdėstymu, kuri suderinama su populiariąja 420 skylių maketavimo plokšte.

Nepamirština, kad antenos, TV signalų modulių ir papildomos įrangos dažnai turi atitinkamas plokščių poreikius, įskaitant įvairias kišines ir dydžius, kaip matyti iš siūlomų komponentų katalogų (antenos, TV signalo dalikliai, radijo modulių laikikliai, maitinimo šaltiniai, LED elementai ir kt.).

Naudojamos medžiagos ir jų savybės

Plokštės dažnai gaminamos iš stiklo pluošto, keramikos arba labai atsparių karščiui plastikų, kurie suteikia dielektrines savybes ir atsparumą terminiams iššūkiams. Svarbu atsižvelgti į CTE (šilumos plėtimosi koeficientą), dielektrinę nuostolį, varinį sluoksnį ir bendras sąnaudų bei patikimumo balansą. Lydmetalių kaukės ir skylutės turi būti parinktos pagal galutinį litavimo procesą (per skylę ar SMT).

Techniniai standartai

IPC-2221A yra bendrasis plokščių dizaino standartas, apimantis medžiagų savybes, paviršiaus padengimo kriterijus, laidininko storį, komponentų išdėstymą, matmenis ir tolerancijas. IPC-2220 ir IPC-9592 yra papildomi dizaino standartai, teikiantys platesnį kontekstą su veiklos reikalavimais ir gamybos gairėmis.

Prototipavimo ir testavimo etapai

• Parengti teisingą schemą ir patikrinti jungčių logiką;
• Nustatyti tinkamas laidininko pėdsakų pločius atsižvelgiant į vardinę srovę ir temperatūros kilimą;
• Apsvarstyti CTE, dielektrinę savybę ir galimas klaidas litavimo metu;
• Pasirinkti tinkamą litavimo technologiją - per skylę ar SMT;
• Atlikti testavimą ir, esant poreikiui, atlikti remontą / pertvarkymą.

tags: #spausdintine #montazine #plokste