Типы электронных плат управления компьютером

Обновлено: 07.07.2024

Печатные платы (ПП) подразделяются на различные типы в зависимости от производственных процессов, спецификаций конструкции и требований к применению, например в медицине, автомобилестроении, обороне и космосе. Более сложные конструкции, основанные на потребностях и требованиях потребителей, открывают путь для производства различных типов печатных плат. Перед тем, как выбрать печатную плату, необходимо учесть несколько соображений, таких как требуемое пространство, устойчивость к нагрузкам, механическая и электрическая стабильность.

Доступны различные типы печатных плат:

Односторонние печатные платы
Двусторонние печатные платы
Многослойные печатные платы
Жесткие печатные платы
Гибкие печатные платы
Гибко-жесткие печатные платы

Односторонняя печатная плата — наиболее распространенный тип печатной платы. Он имеет один проводящий медный слой над подложкой. Электрические компоненты припаяны или размещены на одной стороне платы, а вся вытравленная схема видна на другой. Поскольку эти платы имеют только один проводящий слой, проводящие пути не могут пересекаться или перекрываться и, следовательно, занимать много места.

В результате эти печатные платы подходят для проектирования с низкой плотностью размещения. Односторонние печатные платы (PCB) используются для основных и недорогих электрических/электронных приборов, таких как калькуляторы, блоки питания, платы светодиодного освещения, FM-радиоприемники, схемы синхронизации и т. д.

Преимущества односторонних печатных плат

Экономично
Простота изготовления
Подходит для дизайнов с низкой плотностью
Легко исправить, если что-то пойдет не так.
Простой дизайн

Тонкий слой проводящего материала, например меди, добавляется как к верхней, так и к нижней сторонам платы двусторонней печатной платы. Отверстия в печатной плате позволяют соединять металлические детали с одной стороны на другую. Эти печатные платы соединяют схемы с обеих сторон, используя один из двух методов монтажа: технологию сквозного монтажа или технологию поверхностного монтажа. Технология сквозных отверстий предполагает установку выводных компонентов в предварительно просверленные отверстия на печатной плате, которые затем припаиваются к контактным площадкам на противоположных сторонах. Технология поверхностного монтажа предполагает точное размещение электрических компонентов на поверхности печатных плат.

Двусторонние печатные платы используются в различных приложениях, таких как системы сотовой связи, мониторинг питания, испытательное оборудование, усилители, приложения HVAC, системы бесперебойного питания и многое другое.

Преимущества двусторонних печатных плат

Уменьшенный размер, что делает схему компактной.
Относительно низкая стоимость
Более гибкий
Увеличенная плотность каналов.
Подходит для современных электронных систем.

Многослойные печатные платы имеют более двух медных слоев. Как правило, в эту категорию входит любая плата, имеющая не менее трех проводящих слоев. Многослойные печатные платы спроектированы по принципу «сэндвича» с несколькими двусторонними проводящими слоями, разделенными равным количеством листов изоляционного материала. Все они должны быть склеены и ламинированы вместе при высоких давлениях и температурах, чтобы гарантировать отсутствие воздушных зазоров и надлежащую стабильность окончательной сборки печатной платы.

Многослойные печатные платы используются в компьютерах, ноутбуках, мобильных телефонах, планшетах, медицинском оборудовании, GPS-трекерах и многих других более сложных схемах и устройствах.

Преимущества многослойных печатных плат

Компактный размер
Более надежный
Высокий уровень гибкости дизайна.
Подходит для высокоскоростных трасс.

Как следует из названия, жесткая печатная плата — это печатная плата, которую нельзя скручивать или сгибать. Основной материал платы — жесткая подложка, придающая плате жесткость и прочность. Они состоят из нескольких слоев, включая слой подложки, медный слой, слой паяльной маски и слой шелкографии, которые склеены вместе с помощью клея и тепла. Хотя некоторые печатные платы бывают односторонними, двусторонними или многослойными, жесткие печатные платы могут быть любыми из них в зависимости от потребностей. Однако после создания их нельзя модифицировать или изменить.

Жесткие печатные платы используются в оборудовании GPS, компьютерах, ноутбуках, планшетах, мобильных телефонах, рентгеновских снимках, кардиомониторах, компьютерных томографах, системах МРТ, датчиках температуры, контрольно-диспетчерских приборах и т. д.

Преимущества жестких печатных плат

Экономично
Простота диагностики и ремонта
Низкий электронный шум
Способность поглощать вибрации
Компактный
Легкий

Гибкая печатная плата состоит из множества печатных схем и компонентов, расположенных на гибкой подложке. Гибкие печатные платы обычно изготавливаются из полиамида, PEEK (полиэфирэфиркетона) или прозрачной проводящей полиэфирной пленки. Гибкие печатные платы, гибкие печатные платы, гибкие схемы и универсальные печатные схемы — это другие названия этих печатных плат.Эти печатные платы изготавливаются с использованием тех же компонентов, что и жесткие печатные платы. Основное отличие заключается в том, что доска спроектирована таким образом, чтобы изгибаться до желаемой формы во время применения. Эти печатные платы доступны в односторонней, двусторонней и многослойной конфигурациях. Это способствует снижению сложности сборки блока.

Гибкие печатные платы используются в производстве органических светоизлучающих диодов (OLED), ЖК-дисплеев, гибких солнечных элементов, автомобильной промышленности, сотовых телефонах, камерах и сложных электронных продуктах, таких как портативные компьютеры.

Преимущества печатных плат Flex

Экономьте место
Устранение соединителей
Управление температурным режимом
Повышение надежности и повторяемости
Обеспечение единых электрических характеристик для высокоскоростных цепей.
Подходит для приложений, где требуется высокая плотность трассировки сигнала.

Гибко-жесткая печатная плата – это гибридная печатная плата, которая сочетает в себе элементы как гибких, так и жестких печатных плат, в результате чего получается плата, которую можно сгибать или непрерывно изгибать и которая обычно принимает изогнутую форму или кривую в процессе производства. Гибкая часть платы обычно используется для соединений между жесткими платами, что позволяет использовать более узкие линии проводников, которые занимают меньше места, что приводит к уменьшению размеров плат. Использование гибких печатных плат для межсоединений часто устраняет необходимость в громоздких и громоздких соединителях, что делает гибко-жесткие печатные платы намного легче. Конструкции жестко-гибких печатных плат немного сложнее, поскольку эти платы создаются в 3D, что позволяет сгибать или скручивать плату для получения желаемой формы продукта. Трехмерное проектирование доски позволяет улучшить пространственные характеристики, которые затем можно использовать в особых случаях, когда требуется уменьшить пространство и вес, например, в медицинских устройствах.

Гибко-жесткие платы могут иметь компактную конструкцию, а их малый вес делает их отличным вариантом для широкого спектра приложений в аэрокосмической, медицинской и бытовой электронике.

Преимущества гибко-жестких печатных плат

Гибкость на 360 градусов.
Меньше занимаемого места благодаря поддержке 3D.
Ударопрочность
Повышенная надежность
Легкий вес
Меньшее количество паяных соединений обеспечивает более высокую надежность соединения.
Упрощенные процессы сборки печатных плат

Выбирая партнера по производству печатных плат, подумайте об оптимизации затрат, адекватном использовании материалов, времени доставки и многом другом. World electronics — ваш партнер, так как мы следуем последним стандартам и допускам IPC, а также правилам DFM и DFA, чтобы лучше соответствовать вашим следующим проектам печатных плат.

Технологии – одно из самых важных изобретений человечества, которое меняет наше существование во всех аспектах нашей жизни. История является прекрасным свидетельством этого факта. От начала «старого каменного века» до сегодняшнего «современного века» мы прошли долгий путь. «Эволюция технологий» — это путь нашего социального и культурного роста с момента открытия огня, который стал важным катализатором в формировании того, как мы живем, действуем и думаем. В нашей технологической эволюции было много этапов, которые до сих пор привели нас к нынешнему состоянию комфорта и удобства.

Но по веревке истории этот комфортный образ жизни, возможно, был бы невозможен без печатных плат. Это означает, что без печатных плат наша жизнь, наш мир были бы совсем другими. От коммуникаций до развлекательных технологий, от обороны до транспорта, здравоохранения, образования и во всех сферах нашей жизни печатные платы играют жизненно важную роль в современной жизни. Эти небольшие платы не только лежат в основе каждого электронного устройства, но и играют важную роль в каждой отрасли, которая зависит от технологий или определяется технологиями.

Что такое печатная плата?

Проще говоря, печатная плата – это печатная плата с электропроводящими дорожками, называемыми "дорожками", которые соединяют электронные компоненты друг с другом. Печатные платы — одно из самых важных изобретений, которое ознаменовало появление электронных технологий. С развитием технологий сложность этих плат также изменилась, но основная концепция осталась прежней.

Платы в том виде, в каком мы их знаем сегодня, являются результатом многих изобретений, открытий и усовершенствований, которые обозначили ход развития современных технологий.

Упростить процесс

Печатные платы значительно упрощают процесс электромонтажа, заменяя многие компоненты, которые раньше приходилось соединять с помощью припоя или кабеля, более простыми и легкими в сборке печатными платами. Печатные платы состоят из множества компонентов и сами по себе стали сложными и изощренными, иногда с 30 и более слоями.Слои печатной платы связаны друг с другом дорожками, причем некоторые слои предназначены, например, для подачи питания, а другие — для усиления электронных сигналов.

Эти компоненты могут быть простым транзистором или такими сложными компонентами, как микропроцессор, представляющий собой сложную интегральную схему, содержащую до миллиардов транзисторов. Следы на печатных платах должны быть как можно короче, чтобы предотвратить потери энергии, поэтому печатные платы построены на плоской поверхности с медным покрытием для обеспечения проводящих путей. Эти дорожки располагаются либо сверху, либо снизу платы, в зависимости от того, насколько нужно сократить длину дорожки. Важным преимуществом печатных плат является то, что они обеспечивают простой способ добавления и замены компонентов без особых хлопот. Это достигается за счет использования разъемов на печатных платах, которые обеспечивают среду, в которой печатные платы могут быть подключены к материнской плате. Точно так же печатные платы могут иметь несколько подключенных к ним печатных плат. Печатные платы являются основой всей электроники. Работа балансировщиков нагрузки, блоков питания, принтеров, лифтов, телефонов, осветительных приборов и почти всего электронного оборудования зависит от печатных плат.

Подробная история печатной платы

Как работают печатные платы

Платы с фиксированными контактами существуют с 1800-х годов. Одна из первых известных печатных плат была изготовлена Владимиром Константиновичем Зворыкиным еще в 1924 году. Однако он ее не запатентовал, поэтому она стала общественным достоянием. Другие изобретатели также разработали печатные платы.

Примерно в 1927 году была разработана концепция «сварки»; сварка соединений на печатной плате считалась проще, дешевле и имела более высокий стандарт качества, чем ручная проводка точка-точка. Примерно в 1940 году производители радиоприемников, такие как RCA и Philco, увидели коммерческий потенциал печатных плат и начали использовать их в своих схемах.

В период с 1940 по 1970 год признание печатных плат возросло, особенно в военных целях. Компании, производящие электронику, производили собственные печатные платы в соответствии с потребностями своих клиентов. Примерно в 1971 году ПХБ использовались более чем в 80% всех радиоприемников и телевизоров. Интересно отметить, что клавиатура пишущей машинки IBM Selectric была сделана на печатных платах, а затем припаяна и смонтирована проводами. В ходе этого процесса было обнаружено, что технология быстрой сборки позволяет производить печатные платы гораздо дешевле и с точным допуском. В 1974 г. компания Hevner получила Brevet на разработку и производство «технологической печати», а в 1976 г. К. Филип Вуд изобрел «технологию поверхностного монтажа». был обнаружен в большинстве потребительских электронных товаров, компьютеров и телекоммуникационных продуктов.

Сегодняшние печатные платы

Сегодня существуют технологии, позволяющие производителям изготавливать печатные платы еще меньшего размера со значительно увеличенной вычислительной мощностью и электронными компонентами. Миллиарды долларов вкладываются в новые виды конструкций печатных плат, многие по-прежнему основаны на проверенных технологиях, но отрасль прогрессирует. Производство беспроводных, миллиметровых и микроволновых печатных плат сейчас работает на гигабитных скоростях, и многие из таких разработок возможны.

Следовательно, печатные платы со временем эволюционировали от простых к сложным, но их важность в нашей повседневной жизни нельзя недооценивать, поскольку они сыграли важную роль в формировании нашей жизни сегодня. До изобретения печатных плат все электронные машины были автономными, а несколько электронных машин были собраны вместе и затем соединены друг с другом через то, что сейчас называется «заплаткой» или «кабелем». С развитием печатных плат электроника стала дешевле, меньше, эффективнее, проще в производстве и даже быстрее в использовании. А с увеличением темпов технологического развития и распространения технологических знаний, инноваций и достижений в ближайшие годы будет происходить все больше и больше таких изменений.

Как работают цепи?

Технология печатных плат родилась в эпоху пара и никогда не оказывала большего влияния на человеческую жизнь, чем сегодня.

Схема может показаться сложной, но, говоря простым языком, схемы переводят электронные инструкции в механическое действие — например, двигатель или свет. На начальных этапах нашего технологического существования схемы были очень простыми. Однако с развитием науки и изобретением все изменилось. Наш технологический словарный запас увеличился, и мы научились использовать многие другие слова, такие как «аппаратное обеспечение», «программное обеспечение», «кэш-память», «аналоговый» и, самое главное, «электроника».Задача электроники — перевести информацию из одной формы в другую и упростить процесс использования множества точек одновременно для выполнения одной функции. Со временем печатные платы позволили нам это сделать.

Понимание электронных схем

Чтобы понять электронные схемы, нам нужно вкратце понять, как они работают. Все, что знают электрики, все их правила (основанные на теории) сводятся к четырем фундаментальным законам переноса заряда.

Прежде всего это принцип непрерывности — поток энергии между двумя точками.

Во-вторых, у нас есть принцип сохранения заряда — общее количество электричества постоянно.

В-третьих, у нас есть принцип свободы заряда — электрические заряды можно добавлять и снимать с материалов. Наконец, у нас есть принцип передачи энергии — электрические заряды могут передавать энергию. Эти основные законы лежат в основе каждой известной нам схемы, а также объясняют простые принципы, которые мы обсуждали ранее.

Любая схема состоит из трех частей. Есть источник питания, и от этого источника идут два провода. Следуйте за проводами, и вы придете к резистивной нагрузке; эта нагрузка — это то, что мы обычно видим в цепях питания — двигатели, лампы и т. д. По сути, цепь состоит из проводников, которые могут быть либо проволокой в случае меди, либо медью и пластиком в случае печатной платы, нагрузкой, и переключатель. Кроме того, в цепи питания есть еще и выключатель.

Первый закон электричества — это принцип непрерывности. Электричество идет по пути наименьшего сопротивления; если есть один провод, то для электричества нет более легкого пути, скажем, кроме пути. Это означает, что электричество проходит по всему проводу и уходит на другом конце. Это называется «непрерывным» или «фиксированным» циклом.

В более сложных цепях электричество проходит по нескольким путям, и именно здесь законы электричества становятся очень важными. Можно ограничить поток электроэнергии в любой цепи, чтобы передавать только определенное количество.

Принцип сохранения дает нам простой ответ на этот вопрос: провод должен нести такое количество энергии, чтобы возникло непрерывное короткое замыкание. Это называется «делением напряжения». Мы также можем поместить примеси в металл, чтобы они действовали как резисторы. Это позволяет напряжению проходить, но только до определенной точки, и когда примеси мешают электричеству достигать конца провода, создается «замкнутая» цепь. В замкнутой цепи ток меняет направление, а напряжение остается прежним.

Схемы могут использоваться для передачи большого количества энергии. Процесс «деления напряжения» делает это безопасным, поскольку только часть мощности проходит через провод в любой момент времени. Кроме того, если в цепи есть какие-либо разрывы, на нагрузку не поступает мощность. Также важно отметить, что во всех типах цепей существует конечная величина тока. Это ограничивает длину цепи, которую можно подключить, а цепи, предназначенные для жесткого подключения, имеют максимальную длину, которую можно подключить.

Последний процесс — это создание замкнутого цикла. Это называется принципом передачи энергии и представляет собой небольшую вариацию принципа непрерывности. Если петля из проволоки сформирована правильно, ток будет непрерывно течь через петлю. Энергию можно преобразовывать в тепло и другие полезности — например, в электрическом тостере — так что сам провод может удерживать большое количество энергии.

Этот принцип также объясняет, почему эту энергию можно передавать обратно по проводу. Это происходит в процессе, подобном принципу непрерывности. До сих пор мы говорили только о сопротивлении металлической проволоки, но возможны и резисторы из твердых материалов, таких как стекло. Сопротивление каждого разное, и по принципу непрерывности ток может двигаться по проводу. Даже если провод не сможет выполнить желаемую задачу, при правильных условиях его потенциально можно использовать для получения другого эффекта. Изобретение графита и углеродных волокон произвело революцию в способах передачи энергии из одного места в другое, и теперь они используются в компьютерных печатных платах.

8 типов печатных плат

Печатные платы имеют печатные платы и предназначены для использования в электронике. Самые первые печатные платы, когда они были изобретены, предназначались для военных целей. Но теперь их можно найти повсюду: в радиоприемниках, приспособлениях, машинах и даже в наших телефонах и компьютерах. Чтобы понять, как работают эти печатные платы, нужно понять, как они сделаны. Сырьем, используемым для производства некоторых печатных плат, является материал G10 или эпоксидная смола класса FR4, армированная стекловолокном. Однако обратите внимание, что не все типы печатных плат используются во всех вышеупомянутых приложениях.Существует восемь различных типов печатных плат, которые различаются по их конкретному использованию в электронной промышленности. Давайте обсудим их.

1. Односторонние печатные платы:

Эти типы печатных плат очень универсальны. Односторонняя печатная плата, вероятно, является тем, к чему привыкло большинство из нас. Он очень распространен и используется практически во всех типах электронных схем. На односторонней печатной плате есть два слоя проводящего материала, которые соединяются между собой для соединения с электронными частями используемого устройства. Толщина печатной платы играет большую роль в определении электронных компонентов, которые можно в ней использовать. Затем поверх этих двух слоев помещается изоляция, а затем она помещается в фрезерный станок для печатных плат. Фрезерный станок для печатных плат вырезает в печатной плате необходимые отверстия и формы, создавая электронную плату, которую можно использовать в любом устройстве или машине, в которой пользователь захочет ее использовать.

2. Двусторонние печатные платы:

Двусторонние печатные платы представляют собой печатные платы с обеих сторон, что означает наличие одинаковых компонентов на обеих сторонах печатной платы. Процесс, описанный для изготовления односторонней печатной платы, также может быть адаптирован для двусторонней платы. Материалы, используемые для этого типа платы, немного дороже, но они более эффективны в своем применении, чем простая плата, поскольку ее можно использовать в более сложных схемах. Такие технологии, как технология сквозного монтажа и технология поверхностного монтажа, широко используются в двусторонних печатных платах для установки всех компонентов с двух сторон.

3. Многослойные печатные платы:

Многослойная печатная плата (PCB) изготавливается путем объединения двух или более двусторонних схем на одной печатной плате. Имея размеры 4L, 6L, 8L и даже 12L, эти печатные платы имеют разные компоненты на всех слоях и сильно отличаются от обычных двусторонних печатных плат. Состоящие из нескольких слоев изоляционного материала и меди, многослойные печатные платы используются в реальном мире чаще всего и встречаются почти во всех типах электронных устройств. В этих печатных платах используются как технологии поверхностного монтажа, так и технологии сквозного монтажа для соединения компонентов с металлическими слоями.

4. Жесткие печатные платы:

Эти печатные платы являются самыми прочными печатными платами. Они используются во многих различных приложениях. Жесткие печатные платы, обычно изготавливаемые из термопластичного материала, используются для обеспечения прочности и долговечности. Эти печатные платы используются в аэрокосмической промышленности и в некоторых из самых передовых военных технологий. Они также используются на коммерческих предприятиях и используются для выполнения многих задач.

5. Гибкие схемы:

Гибкие схемы похожи на печатные платы, но они сделаны из другого материала, более гибкого, чем другие типы печатных плат. Эти схемы используются в небольших сборках и обычно используются во взаимосвязях с простым электронным устройством. Эти типы печатных плат очень гибкие и могут выдерживать даже очень высокие температуры.

6. Жестко-гибкие печатные платы:

Эти печатные платы представляют собой гибрид жестких и гибких печатных плат. Они обладают прочностью жесткой печатной платы, а также очень гибкими, как и гибкие печатные платы. Таким образом, они используются в схемах, которые требуют как гибкости, так и долговечности. Эти печатные платы с жестким сердечником и гибкой полиимидной пленкой предназначены для использования в определенных технологических приложениях, требующих обоих вариантов реализации.

7. Высокочастотные печатные платы:

Эти типы печатных плат используются в схемах с очень быстрыми микропроцессорами, работающими на очень высоких скоростях. Эти печатные платы могут работать на частоте до 2 ГГц, что очень быстро для печатной платы и часто используется в высокопроизводительных компьютерах, предназначенных для быстрых вычислений и не более того. Они используются во многих сетевых приложениях, поскольку они используются для максимально быстрого доступа в Интернет.

8. Печатные платы с алюминиевым покрытием:

Эти печатные платы предназначены для использования в конструкциях, использующих большое количество электромагнитной энергии. Алюминиевая основа печатных плат этого типа является причиной их прочности. Они очень распространены и используются во многих приложениях. Их можно использовать даже при очень высоких температурах, и они очень прочные. Существует также несколько компиляций сэндвич-панелей с алюминиевой подложкой, которые используются для повышения прочности этих типов печатных плат.

Как сделать печатную плату?

Печатная плата или печатная плата — это сердце электронной схемы, которая управляет схемой устройства и обеспечивает питание устройства. Теперь вы можете подумать, что две проводящие пластины или квадраты из металла, вырезанные до определенного размера, с определенным количеством меди в каждой, звучат как печатная плата. Но причина, по которой печатные платы называются печатными платами, заключается в их сложности и точности. Печатные платы — это сложные научные разработки, на которых собрано множество электронных компонентов.Хотя точное количество слоев печатной платы варьируется, факт остается фактом: всегда есть несколько слоев. Перечислены шаги, для которых должна быть выполнена печатная плата:

Первый шаг:

Определение количества слоев и размера печатной платы — это первый шаг. Студия проектирования печатных плат – это идеальное место для начала, если вы хотите создать свой дизайн печатной платы.

Второй шаг:

Вы должны выбрать тип платы, а также тип монтажных отверстий и пассивных элементов. На плату нанесена металлическая обшивка. Он обладает высокой проводимостью, а также блокирует электромагнитное поле даже над отверстиями.

Третий шаг:

Подготовка платы под компоненты, после чего начинается разводка и размещение печатной платы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока маршрутизация не будет завершена.

Четвертый шаг:

После того, как компоновка завершена, голая плата травится, что включает удаление ненужных частей на почти голой печатной плате. Каждое отверстие делается с помощью лазерной дрели. Эти отверстия предназначены для размещения электронных компонентов. Затем просверленные отверстия снова травятся с помощью химикатов, а ненужный резистивный материал растворяется.

Пятый шаг:

Затем плату промывают и сушат, после чего компоненты припаиваются к плате в автоматическом режиме. Затем его проверяют, чтобы убедиться, что он работает правильно. Как только это будет сделано, ваша печатная плата будет готова.

Помните, что это лишь верхушка айсберга, поскольку одна из жизненно важных функций печатной платы — обеспечение возможности легкого соединения различных частей устройства. Все, что воспринимается людьми, является продуктом их мыслей. Итак, если мы будем больше думать, исследовать и искать, мы обязательно найдем новые и улучшенные способы создания все более и более качественных вещей, включая печатные платы. А с развитием технологий нет предела возможностям схемотехники.

Вывод:

Платы — это сложные, специализированные платы массового производства, которые имеют множество выдающихся и регулярно используемых разновидностей. Печатные платы используются почти в каждом известном нам электронном устройстве. Это то, как работают наши электронные устройства, и именно они позволяют нам иметь удивительные технологии, которые у нас есть сегодня.

Позвоните нам сегодня, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ консультацию по вашему проекту. У нас есть команда опытных инженеров, которые могут разработать проект для решения ваших следующих сложных производственных задач.

Мобильные телефоны, посудомоечные машины, микроволновые печи, ракеты, глюкометры, автомобильные навигационные системы, компьютеры — что у них общего? Три слова: печатные платы (PCB).

Эти и многие другие элементы не смогли бы работать без печатных плат. Если у предмета есть электрический компонент, у него определенно есть печатная плата (или, возможно, по крайней мере несколько!), а это означает, что ПХД необходимы почти во всех отраслях промышленности по всему миру: в здравоохранении, нефтяной, военной, телекоммуникационной и потребительских товарах. Просто назвать несколько. Но что такое печатная плата и какие бывают типы?

В этом полном руководстве мы обсуждаем все, что вам нужно знать, когда дело доходит до понимания печатных плат, в том числе описание всех типов, способов их изготовления и того, какая печатная плата может подойти для вашего следующего проекта.

Что такое печатная плата?

Печатная плата – это межкомпонентное соединение для работы любых электрических устройств, например сотового телефона, ракеты или посудомоечной машины. Другими словами, если система содержит электрический компонент, она, вероятно, содержит как минимум одну печатную плату.

Где используются ПХД?

Возможно, вы никогда не задумывались об этом до сих пор, но печатные платы повсюду — от больничного оборудования и светодиодных ламп в вашем офисе до вашего мобильного телефона и iPad.

Вот несколько распространенных мест, где можно найти печатные платы:

Медицинские устройства: системы компьютерной томографии, ультразвуковые сканеры, глюкометры, тонометры, кардиостимуляторы и т. д.
Промышленное оборудование. Производственное оборудование, например электродрели, а также любое оборудование, измеряющее и контролирующее давление и температуру.
Освещение: светодиоды, которые используются везде, от жилых домов до магазинов, компьютерных дисплеев и больниц.
Автомобилестроение: навигационные и развлекательные системы, системы управления и датчики.
Военно-космическая промышленность: оборудование для мониторинга и связи, источники питания, полетные системы и аппаратное обеспечение.
Оборона: средства связи, системы управления, компьютеры, транспортные средства, огнестрельное оружие и многое другое.
Потребительские товары. ПХБ можно найти в большинстве предметов повседневного обихода дома или в офисе: мобильных телефонах, планшетах, посудомоечных машинах, компьютерах, радиоприемниках, бытовой технике, наушниках и многом другом.
Нефтяная промышленность: мониторинг и скважинные датчики

Типы печатных плат

Хотя общая идея и конструкция печатной платы в целом одинаковы, важно помнить, что каждая печатная плата уникальна. Готовой платы не существует; каждая печатная плата изготавливается на заказ.

Однослойные печатные платы

Этот тип печатной платы состоит из одного слоя материала (или подложки). Одна сторона материала ламинирована слоем металла — обычно меди.

Однослойные печатные платы обычно используются в микроволновых радиочастотах и бытовой электронике, такой как компьютеры, радиоприемники, бытовая техника и сотовые телефоны.

Двухслойные печатные платы

В двухслойной печатной плате обе стороны материала (или подложки) имеют металлический слой. Их часто можно найти во многих устройствах бытовой электроники, например, в сотовых телефонах, и в других устройствах, например, в устройствах контроля мощности, испытательном оборудовании и усилителях. Двухслойные печатные платы также используются в технологии интерпозера, которая соединяет две печатные платы.

Многослойные печатные платы

Многослойная печатная плата содержит три или более медных проводящих слоя и обычно со сквозными металлизированными отверстиями.

Если многослойная печатная плата состоит как из гибких, так и из жестких материалов, она называется жестко-гибкой печатной платой. Жестко-гибкая печатная плата представляет собой трехмерное межсоединение, которое можно сгибать и складывать практически в любую форму. Гибко-жесткая технология позволяет разработчикам заменять несколько печатных плат соединительными проводами и/или кабелями в один блок, повышая производительность и надежность, а также экономя место.

Многослойные платы обычно используются в печатных платах с высокой плотностью соединений (HDI), которые становятся все более популярными и используются в различных отраслях, включая медицину, военную и аэрокосмическую промышленность. HDI PCB чаще всего встречаются в смартфонах, планшетах и других цифровых устройствах.

Гибкие печатные платы

Гибкая печатная плата – это печатная плата, которой можно придать форму и спроектировать ее для использования в определенных продуктах или системах.

Гибкая, или гибкая, цепь изготовлена из тонкого гибкого материала. Приложения для гибких схем могут быть такими же простыми, как однослойная схема. Многослойная печатная плата содержит три или более медных проводящих слоя, обычно с металлизированными сквозными отверстиями.

Гибко-жесткие печатные платы

Если многослойная печатная плата состоит как из гибких, так и из жестких материалов, она называется жестко-гибкой печатной платой.

Гибко-жесткая печатная плата представляет собой трехмерное межсоединение, которое можно сгибать и складывать практически в любую форму. Гибко-жесткая технология позволяет разработчикам заменять несколько печатных плат соединительными проводами и/или кабелями в один блок, обеспечивая улучшенную производительность и улучшенную читаемость. Жестко-гибкие цепи могут иметь до 50 слоев, заменяя громоздкие жгуты проводов компактной и прочной конструкцией.

Технология жесткой гибкой печатной платы снижает потребность в громоздких и тяжелых жгутах проводов в электронной системе. Это также экономит время установки и затраты на детали, а также обеспечивает более чистую и, как правило, более компактную сборку верхнего уровня.

Высокочастотные (ВЧ) печатные платы

Платы HF отличаются низким уровнем теплового расширения и используются для высокотехнологичных HDI. Они также широко используются в высокоскоростной связи и радиочастотных микроволновых технологиях.

Платы на алюминиевой основе

Печатная плата с алюминиевым покрытием обычно связана с теплопроводностью и отводом тепла от печатной платы. Когда вы включаете печатную плату, она может нагреваться, а это означает, что она начнет терять свою вычислительную мощность. Добавление алюминия к печатной плате с помощью проводящего клея отводит тепло и направляет его в корпус, что означает, что плата будет работать более эффективно. Эта печатная плата используется во многих радиочастотных коммуникациях.

Печатные платы из тяжелой меди

Некоторые печатные платы предназначены для обеспечения большей силы тока (или силы электрического тока) через дорожку. Но чем выше требования к мощности, тем толще медь нужна для передачи сигнала через плату. Печатные платы из толстой меди используются в конструкциях с большей силой тока.

Безгалогеновые печатные платы

Безгалогеновые печатные платы — это субстраты, соответствующие директивам ЕС.

ПХД с высоким ТГ

Tg — это механическое свойство, также известное как температура стеклования. Это точка, в которой материал меняет свое состояние. Эти типы печатных плат необходимы для более высоких рабочих температур и бессвинцовой пайки.

Найдите подходящую печатную плату для вашего следующего проекта

Важно с самого начала проконсультироваться с опытными специалистами. Здесь, в Cirexx, наши высококвалифицированные инженеры работают с клиентами с самого начала любого проекта, чтобы предоставить ценные рекомендации по типу печатных плат, которые вам нужны, материалам, стекам и способам проектирования для обеспечения технологичности.

Cirexx располагает лучшими в отрасли процедурами, оборудованием и командой, чтобы удовлетворить все ваши потребности в производстве печатных плат на заказ.Мы приглашаем вас связаться с нами сегодня, чтобы мы могли ответить на любые ваши вопросы и узнать больше о вашем следующем проекте печатной платы.

Дон Кауфман, наш менеджер по развитию бизнеса, работает в Cirexx International с 2006 года. У него более 33 лет опыта продаж и технического обслуживания в отрасли производства печатных плат, что обеспечивает непреходящую ценность для клиентов. Дон обладает обширными знаниями в области интегральных схем, материалов, специальных ламинатов, химикатов и оборудования. Он также гордится тем, что остается в курсе самых последних технологий и процедур в области компоновки и производства печатных плат.

Скачать

10 вопросов, которые следует задать перед выбором следующего поставщика решений для печатных плат

От сертификатов и опыта к обеспечению качества и срокам: что вам нужно знать Вы ищете на рынке…

Статьи по теме

Ваше руководство по многослойным печатным платам — проектирование, производство и применение

Если вы задаетесь вопросом, подходит ли многослойная печатная плата (PCB) для вашего следующего проекта, это руководство для вас.

Типы обработки поверхности печатных плат: выбор ENIG, HASL или других

Поверхность печатной платы (PCB) выполняет две основные функции: предотвращает окисление меди и обеспечивает поверхность, пригодную для пайки.

Отверстия для печатных плат [Ваше полное руководство]

Переходные отверстия являются важной частью процесса проектирования и производства многослойных печатных плат (ПП), но что это такое? И чем разные виды отличаются друг от друга? В этом…

Cirexx International, Inc., основанная в 1980 году, занимается разработкой электронных решений и предлагает проектирование, изготовление, сборку, тестирование и проверку высоконадежных печатных плат Flex, Rigid-Flex, RF/СВЧ, HDI и жестких печатных плат. Компания Cirexx, признанная лидером в области технологии времени, предлагает подлинную услугу Quick Turn, а также предлагает «универсальное решение» и полностью собственное решение со 100% производством в США.

Печатные платы (PCB) – это основной строительный блок большинства современных электронных устройств. Будь то простые однослойные платы, используемые в устройстве открывания гаражных ворот, шестислойные платы в смарт-часах, 60-слойные высокоплотные и высокоскоростные печатные платы, используемые в суперкомпьютерах и серверах, печатные платы являются основой на котором собраны все остальные электронные компоненты.

Полупроводники, соединители, резисторы, диоды, конденсаторы и радиоустройства крепятся к печатной плате и «общаются» друг с другом через печатную плату.

Печатные платы обладают механическими и электрическими характеристиками, которые делают их идеальными для этих приложений. Большинство печатных плат, производимых в мире, являются жесткими, примерно 90% печатных плат, производимых сегодня, представляют собой жесткие платы. Некоторые печатные платы являются гибкими, что позволяет сгибать и сгибать схемы, а иногда они используются там, где гибкая схема выдерживает сотни тысяч циклов изгиба без каких-либо разрывов в цепях. Эти гибкие печатные платы составляют примерно 10% рынка. Небольшое подмножество этих типов схем называется жесткими гибкими схемами, в которых одна часть платы является жесткой, что идеально подходит для монтажа и соединения компонентов, а одна или несколько частей являются гибкими, обеспечивая перечисленные выше преимущества гибких схем.

Быстро развивающаяся технология печатных плат, отдельная от вышеперечисленных, называется печатной электроникой. Как правило, это очень простые и недорогие схемы, которые сокращают расходы на электронную упаковку до уровня, когда электронные решения могут быть разработаны для решения проблем, которые раньше не рассматривались. Они часто используются в электронике для носимых приложений или одноразовых электронных устройств, что открывает множество возможностей для творческих дизайнеров-электриков.

Обычные печатные платы могут состоять из одного слоя схемы или состоять из пятидесяти и более слоев. Они состоят из электрических компонентов и разъемов, соединенных токопроводящими цепями, обычно медными, с целью маршрутизации электрических сигналов и питания внутри устройств и между ними.

ПХБ были разработаны в начале 20 века, но с тех пор их технология постоянно развивалась. Прогресс и широкое внедрение технологий в области печатных плат шло параллельно с быстрым развитием технологий изготовления полупроводниковых корпусов и позволяло профессионалам отрасли инвестировать в более компактную и более эффективную электронику.

Компания Printed Circuits LLC, основанная в 1977 году, с тех пор стала новаторским производителем печатных плат.Первоначально производя все типы печатных плат, в середине 1990-х годов они стали специализироваться на производстве жестких и гибких схем. Наш широкий выбор конструкций печатных плат позволяет нам обслуживать широкий спектр отраслей по всему миру, включая военную, медицинскую, аэрокосмическую, компьютерную, телекоммуникационную и приборостроительную. Здесь мы предоставляем исчерпывающий обзор печатных плат, чтобы предоставить необходимую справочную информацию о том, чем мы занимаемся.

Для чего используются печатные платы?

По сравнению с традиционными проводными схемами печатные платы обладают рядом преимуществ. Их небольшая и легкая конструкция подходит для использования во многих современных устройствах, а их надежность и простота обслуживания подходят для интеграции в сложные системы. Кроме того, их низкая себестоимость делает их очень рентабельным вариантом.

Эти качества являются одной из причин, по которой печатные платы находят применение в различных отраслях, в том числе на следующих рынках:

Медицина

Медицинская электроника значительно выиграла от внедрения ПХБ. Электроника в компьютерах, системы обработки изображений, аппараты МРТ и радиационное оборудование продолжают развиваться в технологии благодаря электронным возможностям печатных плат.

Тоньше и меньше размер гибких и жестких гибких печатных плат позволяет производить более компактные и легкие медицинские устройства, такие как слуховые аппараты, кардиостимуляторы, имплантируемые устройства и действительно крошечные камеры для минимально инвазивных процедур. Гибко-жесткие печатные платы — особенно идеальное решение для уменьшения размера сложных медицинских устройств, поскольку они устраняют необходимость в гибких кабелях и разъемах, которые занимают ценное место в более сложных системах.

Аэрокосмическая промышленность

Жесткие, гибкие и жесткие гибкие печатные платы обычно используются в аэрокосмической промышленности для приборных панелей, приборных панелей, систем управления полетом, управления полетом и систем безопасности. Растущее число достижений в области аэрокосмических технологий увеличило потребность в более мелких и сложных печатных платах для использования в самолетах, спутниках, дронах и другой аэрокосмической электронике. Гибкие и жесткие гибкие схемы обеспечивают исключительную долговечность и живучесть благодаря отсутствию разъемов. Это делает их пригодными для использования в условиях высокой вибрации, а их небольшая и легкая конструкция снижает общий вес оборудования и, следовательно, требования к расходу топлива. Для приложений, где надежность имеет первостепенное значение, они служат высоконадежным решением.

Военные

В военном секторе ПХД используются в оборудовании, которое часто подвергается сильным ударам, ударам и вибрации, например в военных транспортных средствах, защищенных компьютерах, современном оружии и электронных системах (например, в робототехнике, системах наведения и наведения). По мере того, как военные технологии совершенствуются, чтобы удовлетворить изменяющийся спрос клиентов, все больше оборудования объединяет передовые компьютеризированные технологии, требующие как электрических, так и механических характеристик, присущих гибкой и жесткой гибкой упаковке. Эти типы электронных корпусов могут безотказно выдерживать тысячи фунтов перегрузки.

Промышленные и коммерческие

Использование печатных плат в промышленной и коммерческой электронике произвело революцию во всем, от производства до управления цепочками поставок, за счет увеличения информации, автоматизации и эффективности. В целом, они являются надежным средством управления оборудованием на все более автоматизированных объектах, повышая производительность при одновременном снижении затрат на рабочую силу. Гибкие и жесткие гибкие печатные платы позволяют производителям производить все более компактные и легкие продукты с большей функциональностью и гораздо большей надежностью, такие как дроны, камеры, мобильная электроника и защищенные компьютеры.

Печатные платы на заказ

Почти все печатные платы разрабатываются специально для своего применения. Будь то простые однослойные жесткие платы или очень сложные многослойные гибкие или жесткие гибкие схемы, печатные платы проектируются с использованием специального программного обеспечения, называемого САПР, для автоматизированного проектирования. Разработчик использует это программное обеспечение для размещения всех цепей и точек соединения, называемых переходными отверстиями, по всей плате. Программное обеспечение знает, как каждый из компонентов должен взаимодействовать друг с другом, а также какие-либо особые требования, например, как их нужно припаять к печатной плате.

Когда конструктор готов, программа экспортирует два важных компонента, с помощью которых мы будем создавать их платы. Первый называется файлами gerber, которые представляют собой файлы электронных рисунков, которые показывают каждую отдельную схему на печатной плате, где именно она находится, на каждом отдельном слое платы.Файлы gerber также будут содержать файлы сверления, показывающие нам, где именно нужно просверлить отверстия, чтобы сделать все сквозные соединения, которые мы обсуждали ранее. Они также будут содержать паяльную маску и файлы номенклатуры, которые будут рассмотрены позже, а также файл, который показывает нам, как именно вырезать периметр их платы.

Все разработчики печатных плат — жестких, гибких или жестких — используют эти файлы, чтобы сообщить производителям печатных плат, как именно они хотят построить свои платы. Они включают в себя еще один элемент, который имеет решающее значение для производителя печатных плат, — производственную печать. В распечатке производителя подробно описаны все требования к платам, которых нет в файлах gerber. Например, в распечатке для изготовления будет подробно указано, какие материалы мы должны использовать для изготовления их платы, какого размера просверленные отверстия они хотели бы, какие-либо специальные производственные инструкции или спецификации, которым мы должны соответствовать, и различная информация, такая как цвет паяльной маски или номенклатура, которую они хотели бы.< /p>

Используя эти два компонента, мы можем создать индивидуальную доску, которая точно соответствует требованиям заказчика. Поскольку печатные платы легко настраиваются, они могут быть спроектированы и изготовлены с различными гибкими возможностями, размерами и конфигурациями, подходящими практически для любого приложения.

Материалы для печатных плат

Основными материалами, используемыми при производстве печатных плат, являются подложки из стекловолокна или пластика, медь, паяльная маска и номенклатурные чернила.

(Нажмите, чтобы увеличить)

Подложки из стекловолокна и пластика

Печатные платы могут быть изготовлены из жестких или гибких базовых материалов в зависимости от предполагаемой конструкции печатной платы. В жестких печатных платах часто используется FR4 или полиимидное стекловолокно, а в гибких печатных платах и жестко-гибких гибких слоях обычно используются высокотемпературные полиимидные пленки.

Обычные пластиковые подложки для гибких схем включают полиимид (PI), жидкокристаллический полимер (LCP), полиэстер (PET) и полиэтиленнафталат (PEN). Назначение подложки состоит в том, чтобы обеспечить непроводящую основу, на которой могут быть построены и изолированы друг от друга проводящие цепи. Ламинаты из полиимида и LCP обычно используются в приложениях с высокой надежностью или высокой скоростью передачи сигнала. Ламинаты из полиэстера и полиэтиленнафталата в первую очередь выбираются из-за их низкой стоимости и обычно представляют собой всего лишь один слой схем.

Медь

Из-за своей высокой электропроводности медь является наиболее часто используемым проводящим материалом для печатных плат. Все ламинаты, описанные выше, поставляются с тонкими листами медной фольги, ламинированными с одной или обеих сторон пластика. Затем производитель использует файлы gerber, предоставленные разработчиком, для изображения и травления схем в соответствии с требованиями заказчика. Толщина и количество необходимых слоев во многом зависят от области применения, для которой будет использоваться печатная плата. многослойные печатные платы состоят из чередующихся слоев медных схем и изоляционных материалов для завершения печатной платы.

Паяльная маска

Soldermask — это жидкость, обычно эпоксидный материал, которую наносят на внешние слои жестких печатных плат. Он также широко используется на жестких участках жестких гибких печатных плат. Soldermask в первую очередь предназначен для изоляции медных цепей на внешних слоях от окисления окружающей средой. Soldermask также предназначен для контроля и удержания потока припоя при сборке компонентов на печатной плате. Без паяльной маски жидкий припой может вытечь на поверхность печатной платы, соединив две соседние цепи и закоротив плату. Наиболее распространенный цвет паяльной маски — зеленый, но также существуют синий, черный, красный, янтарный, прозрачный, белый и многие другие цвета.

Номенклатура

После того, как слои паяльной маски готовы, на паяльную маску печатается идентифицирующая информация, метки и иногда штрих-коды. Эти метки называются номенклатурой, и они также будут определяться файлами, включенными в другие слои gerber. Они напечатаны на маске припоя, чтобы обеспечить точную сборку печатной платы.

Дизайн печатной платы

Платы бывают разных конструкций, поэтому важно иметь полное представление о процессе проектирования. Вот некоторые из ключевых элементов, которые следует учитывать при проектировании печатной платы:

Приложение, для которого будет использоваться плата
Среда, в которой будет работать плата
Объем места и конфигурация, необходимые для установки
Гибкость печатной платы
Установка и сборка

Выбор правильной конструкции печатной платы с учетом этих соображений существенно влияет на технологичность, скорость производства, выход продукта, эксплуатационные расходы и время выполнения заказов.

Для получения более подробной информации о процессе проектирования, особенно для жестких гибких систем, которые мы описываем далее на этой странице, загрузите наше бесплатное Руководство по применению и проектированию печатных плат Rigid-Flex.

Загрузите нашу бесплатную электронную книгу

Узнайте все, что вам нужно знать о проектировании, сборке и установке жестких гибких печатных плат, в нашем официальном руководстве «Применение и проектирование жестких гибких печатных плат».

Выбирая производителя печатных плат, убедитесь, что у него есть соответствующие аккредитации, чтобы убедиться, что у него есть система качества, опыт, признание в отрасли и рейтинги, которые гарантируют успех вашего проекта. В компании Printed Circuits мы стремимся соответствовать отраслевым стандартам и превосходить их. Для этого мы получили широкий спектр сертификатов и аккредитаций, в том числе:

Мы также получили квалификацию UL 94 V-0 для гибко-жестких и гибких цепей с самым большим в мире списком рейтингов UL для гибких жестких дисков. Таким образом, ваши платы могут быть сертифицированы по стандарту 94 V-0 без дополнительных испытаний (что ускоряет изготовление и доставку наших печатных плат). Дополнительную информацию о важности сертификации UL для гибко-жестких печатных плат см. в нашем техническом документе «Проблема с одобрением UL для гибко-жестких схем».

Изготовление печатных плат

Конструирование и изготовление печатных плат включает следующие этапы:

Химическое изображение и травление медных слоев с дорожками для соединения электронных компонентов.
Склеивание слоев вместе с помощью связующего материала, который также действует как электрическая изоляция, для создания печатной платы.
Сверление и покрытие отверстий в печатной плате для электрического соединения всех слоев.
Изображение и нанесение схем на внешние слои платы
Покрытие обеих сторон платы паяльной маской и печать номенклатурной маркировки на печатной плате.
Затем платы обрабатываются по размерам, указанным в gerber-файле периметра дизайнера.

После завершения печатная плата готова к сборке компонентов. Чаще всего компоненты прикрепляются к печатной плате путем пайки компонентов непосредственно на открытые дорожки, называемые контактными площадками, и отверстия в печатной плате. Пайку можно выполнять вручную, но чаще всего это делается на очень высокоскоростных автоматизированных сборочных машинах.

Двумя наиболее распространенными методами сборки печатных плат являются поверхностный монтаж (SMD) или технология сквозного монтажа (THT). Использование любого из них зависит от размера компонентов и конфигурации печатной платы. SMD удобен для непосредственного монтажа небольших компонентов на внешней стороне печатной платы, а THT идеально подходит для монтажа крупных компонентов через большие предварительно просверленные отверстия в плате.

Типы печатных плат

Хотя все печатные платы имеют одну и ту же основную цель, они доступны в широком диапазоне конструкций и конфигураций для удовлетворения потребностей различных приложений. Некоторые из различных типов, доступных на рынке, включают:

Односторонний жесткий
Двухсторонний жесткий
Многослойный жесткий
Однослойные гибкие схемы
Двусторонние гибкие схемы
Многослойные гибкие схемы
Жестко-гибкий
Высокая частота
Алюминиевая основа

1. Жесткие печатные платы

Жесткие печатные платы состоят из жестких подложек из стекловолокна, что делает их практичными и недорогими, но негибкими. Их проще и дешевле производить, чем их более гибкие аналоги, но они гораздо менее универсальны и их трудно вписать в необычную геометрию или небольшие площади.

2. Гибкие печатные платы

Гибкие печатные платы обладают относительно хорошими возможностями изгиба и складывания, что позволяет устанавливать их в ограниченном пространстве и пространстве необычной формы. Это качество делает их очень универсальными и позволяет использовать их для упаковки небольших электронных устройств. Кроме того, поскольку они легко адаптируются, продукт не обязательно должен соответствовать ограничениям печатной платы. По сравнению с жесткими печатными платами они обладают большей термостойкостью.

3. Жестко-гибкие печатные платы

Гибко-жесткие печатные платы сочетают в себе наиболее привлекательные качества как жестких, так и гибких печатных плат. В отличие от двух других типов печатных плат, эти печатные платы содержат все электронные соединения, спрятанные внутри платы, что снижает вес и общий размер платы. Это отличный выбор, когда сверхлегкая упаковка является ключевым требованием. Кроме того, они более долговечны и надежны, сохраняя при этом высокую прочность и гибкость.

Качественные печатные платы от Printed Circuits LLC

Печатные платы позволяют профессионалам из самых разных отраслей оптимизировать производительность и производство своих электронных систем.Благодаря тщательному выбору материалов и производителя печатных плат можно создать упаковку для вашего электронного устройства, оптимизированную для его конечного применения.

Компания Printed Circuits LLC является ведущим производителем гибких и жестких гибких печатных плат. Мы гордимся нашими инновационными решениями, и мы регулярно обновляем и расширяем наши предложения продуктов, чтобы удовлетворить уникальные требования наших клиентов. Благодаря нашему многолетнему опыту и приверженности качеству мы можем удовлетворить потребности каждого клиента в высококачественных решениях для печатных плат.

Читайте также: