Wat is een printplaat (PCB) | Alles wat u moet weten

"PCB, ook bekend als een printplaat, is gemaakt van verschillende platen van een niet-geleidend materiaal, wordt gebruikt om fysiek de op het oppervlak gemonteerde componenten met contactdoos te ondersteunen en met elkaar te verbinden. Maar wat zijn de functies van een printplaat? Lees de volgende inhoud voor meer nuttige info! ---- FMUSER "

Bent u op zoek naar antwoorden op de volgende vragen:

Wat doet een printplaat?
Hoe heet een printplaat?
Waar is een printplaat van gemaakt?
Hoeveel kost een printplaat?
Zijn printplaten giftig?
Waarom wordt het een printplaat genoemd?
Kun je printplaten weggooien?
Wat zijn de onderdelen van een printplaat?
Hoeveel kost het om een ​​printplaat te vervangen?
Hoe identificeer je een printplaat?
Hoe werkt een printplaat?

Of misschien weet je niet zeker of je de antwoorden op deze vragen weet, maar maak je geen zorgen, want an expert in elektronica en RF-engineering, FMUSER zal alles wat u moet weten over de printplaat introduceren.

Delen is zorgzaam!

Content

1) Wat is een printplaat?
2) Waarom wordt het een printplaat genoemd?
3) Verschillende soorten printplaten (printplaten) 
4) Printplaatindustrie in 2021
5) Waar is een printplaat van gemaakt?
6) Meest populaire PCB's ontworpen gefabriceerd materiaal
7) Printplaatcomponenten en hoe ze werken
8) Printplaatfunctie - Waarom hebben we PCB's nodig?
9) PCB-assemblageprincipe: doorgaand gat versus opbouwmontage

Wat is een printplaat?

Basisinformatie van PCB Board

Bijnaam: PCB is bekend als printplaat (PWB) of geëtste bedradingsplaat (EWB), je mag ook PCB board noemen als Printplaat, PC Boardof PCB 

Definitie: Over het algemeen verwijst een printplaat naar een dunne plaat of een vlakke isolatielaag gemaakt van verschillende vellen van een niet-geleidend materiaal zoals glasvezel, composiet epoxy of ander laminaatmateriaal, dat is de bordbasis die fysiek wordt gebruikt ondersteuning en sluit de opbouwcomponenten met contactdoos zoals transistors, weerstanden en geïntegreerde schakelingen in de meeste elektronica. Als u een printplaat als een bakje beschouwt, dan is het 'voedsel' op de 'bak' zowel het elektronische circuit als andere componenten die eraan zijn bevestigd. bladzijde!

Lees ook: Woordenlijst PCB-terminologie (beginnersvriendelijk) | PCB-ontwerp

Een PCB gevuld met elektronische componenten wordt een printplaatassemblage (PCA), printplaat montage or PCB-montage (PCBA), printplaten (PWB) of "printplaten" (PWC), maar PCB-Printed Circuit Board (PCB) is nog steeds de meest voorkomende naam.

Het moederbord in een computer wordt het 'moederbord' of 'moederbord' genoemd.

* Wat is een printplaat?

Volgens Wikipedia verwijst een printplaat naar:
"Een printplaat ondersteunt en verbindt elektrische of elektronische componenten mechanisch met behulp van geleidende sporen, kussens en andere kenmerken die zijn geëtst uit een of meer plaatlagen van koper die op en / of tussen plaatlagen van een niet-geleidend substraat zijn gelamineerd."

De meeste PCB's zijn plat en stijf, maar dankzij flexibele substraten kunnen platen in ingewikkelde ruimtes passen.

Interessant is dat, hoewel de meeste printplaten zijn gemaakt van kunststof of glasvezel- en harscomposieten en kopersporen gebruiken, er een grote verscheidenheid aan andere materialen kan worden gebruikt. 

OPMERKING: PCB kan ook staan ​​voor "Procesbesturingsblok, "een datastructuur in een systeemkernel die informatie over een proces opslaat. Om een ​​proces te laten draaien, moet het besturingssysteem eerst informatie over het proces op de printplaat registreren.

Lees ook: PCB-productieproces | 16 stappen om een ​​printplaat te maken

De structuur van een printplaat

Een printplaat is samengesteld uit verschillende lagen en materialen, die samen verschillende acties uitvoeren om moderne schakelingen verfijnder te maken. In dit artikel zullen we alle verschillende samenstellingsmaterialen en items van de printplaat in detail bespreken.

Een printplaat zoals het voorbeeld in de afbeelding heeft slechts één geleidende laag. Een enkellaagse PCB is erg beperkend; Bij de realisatie van de schakeling wordt geen efficiënt gebruik gemaakt van de beschikbare ruimtes en kan het voor de ontwerper moeilijk zijn om de benodigde onderlinge verbindingen te realiseren.

* De samenstelling van een printplaat

Het basis- of substraatmateriaal van de printplaat waarop alle componenten en apparatuur op de printplaat worden ondersteund, is meestal glasvezel. Als rekening wordt gehouden met de gegevens van PCB-fabricage, is FR4 het meest populaire materiaal voor glasvezel. FR4 massieve kern geeft de printplaat zijn sterkte, ondersteuning, stijfheid en dikte. Omdat er verschillende soorten printplaten zijn, zoals normale PCB's, flexibele PCB's, enz., Zijn ze gemaakt van flexibel, hittebestendig plastic.

Door extra geleidende lagen op te nemen, wordt de printplaat compacter en gemakkelijker te ontwerpen. Een tweelaags bord is een grote verbetering ten opzichte van een enkellaags bord en de meeste toepassingen profiteren van ten minste vier lagen. Een bord met vier lagen bestaat uit de bovenste laag, de onderste laag en twee interne lagen. ("Top" en "bottom" lijken misschien geen typische wetenschappelijke terminologie, maar het zijn niettemin de officiële aanduidingen in de wereld van PCB-ontwerp en fabricage.)

Lees ook: PCB-ontwerp | Stroomschema voor PCB-productieproces, PPT en PDF

Waarom wordt het een printplaat genoemd?

Eerste printplaat ooit

De uitvinding van de printplaat wordt toegeschreven aan Paul Eisler, een Oostenrijkse uitvinder. Paul Eisler ontwikkelde de printplaat voor het eerst toen hij in 1936 aan een radiotoestel werkte, maar printplaten werden pas na de jaren vijftig massaal gebruikt. Vanaf dat moment begon de populariteit van PCB's snel te groeien.

Printplaten zijn voortgekomen uit elektrische verbindingssystemen die werden ontwikkeld in de jaren 1850, hoewel de ontwikkeling die leidde tot de uitvinding van de printplaat helemaal teruggaat tot de jaren 1890. Oorspronkelijk werden metalen strips of staven gebruikt om grote elektrische componenten op houten sokkels met elkaar te verbinden. 

*Metalen strips gebruikt in componenten verbinding

Na verloop van tijd werden de metalen strips vervangen door draden die waren verbonden met schroefklemmen en werden houten voetstukken vervangen door metalen chassis. Maar er waren kleinere en compactere ontwerpen nodig vanwege de toegenomen operationele behoeften van de producten die printplaten gebruikten.

In 1925 diende Charles Ducas uit de Verenigde Staten een octrooiaanvraag in voor een methode om een ​​elektrisch pad rechtstreeks op een geïsoleerd oppervlak te creëren door een sjabloon te printen met elektrisch geleidende inkt. Deze methode bracht de naam "gedrukte bedrading" of "gedrukte schakeling" voort.

* Patenten op printplaten en Charles Ducas met de eerste radioset met een chassis met printplaat en antennespoel. 

Maar de uitvinding van de printplaat wordt toegeschreven aan Paul Eisler, een Oostenrijkse uitvinder. Paul Eisler ontwikkelde de printplaat voor het eerst toen hij in 1936 aan een radiotoestel werkte, maar printplaten werden pas na de jaren vijftig massaal gebruikt. Vanaf dat moment begon de populariteit van PCB's snel te groeien.

De ontwikkelingsgeschiedenis van PCB's

● 1925: Charles Ducas, een Amerikaanse uitvinder, patenteert het eerste ontwerp van printplaten wanneer hij geleidende materialen op een plat houten bord stencilt.
● 1936: Paul Eisler ontwikkelt de eerste printplaat voor gebruik in een radiotoestel.
● 1943: Eisler patenteert een geavanceerder PCB-ontwerp waarbij de circuits op koperfolie op glasversterkt, niet-geleidend substraat worden geëtst.
● 1944: De Verenigde Staten en Groot-Brittannië werken samen om nabijheidszekeringen te ontwikkelen voor gebruik in mijnen, bommen en artilleriegranaten tijdens de Tweede Wereldoorlog.
● 1948: Het Amerikaanse leger geeft PCB-technologie vrij aan het publiek, wat leidt tot wijdverbreide ontwikkeling.
● jaren 1950: Transistors worden op de elektronicamarkt geïntroduceerd, waardoor de totale omvang van de elektronica wordt verkleind, het gemakkelijker wordt om PCB's op te nemen en de betrouwbaarheid van de elektronica aanzienlijk verbetert.
● jaren 1950-1960: PCB's evolueren naar dubbelzijdige borden met elektrische componenten aan de ene kant en identificatiedruk aan de andere kant. Zinkplaten zijn verwerkt in PCB-ontwerpen en corrosiebestendige materialen en coatings zijn geïmplementeerd om degradatie te voorkomen.
● jaren 1960:  Het geïntegreerde circuit - IC of siliciumchip - wordt geïntroduceerd in elektronische ontwerpen, waarbij duizenden en zelfs tienduizenden componenten op een enkele chip worden geplaatst, waardoor het vermogen, de snelheid en de betrouwbaarheid van de elektronica waarin deze apparaten zijn verwerkt aanzienlijk worden verbeterd. Om plaats te bieden aan de nieuwe IC's moest het aantal geleiders in een printplaat drastisch toenemen, wat resulteerde in meer lagen binnen de gemiddelde printplaat. En tegelijkertijd, omdat de IC-chips zo klein zijn, beginnen de PCB's kleiner te worden en worden soldeerverbindingen betrouwbaar moeilijker.
● jaren 1970: Printplaten worden ten onrechte in verband gebracht met de milieubelastende chemische stof polychloorbifenyl, die destijds ook wel als PCB werd afgekort. Deze verwarring leidt tot verwarring bij het publiek en tot bezorgdheid over de volksgezondheid. Om verwarring te verminderen, worden printplaten (PCB's) omgedoopt tot printplaten (PWB) totdat chemische PCB's in de jaren negentig zijn uitgefaseerd.
● Jaren 1970 - 1980: Soldeermaskers van dunne polymeermaterialen zijn ontwikkeld om het aanbrengen van soldeer op de koperen circuits te vergemakkelijken zonder aangrenzende circuits te overbruggen, waardoor de circuitdichtheid verder toeneemt. Later werd een fotobeeldige polymeercoating ontwikkeld die direct op de circuits kan worden aangebracht, gedroogd en daarna door fotobelichting kan worden gemodificeerd, waardoor de circuitdichtheid verder wordt verbeterd. Dit wordt een standaardproductiemethode voor PCB's.
● jaren 1980:  Er is een nieuwe assemblagetechnologie ontwikkeld, de zogenaamde surface mount technology - of afgekort SMT. Voorheen hadden alle PCB-componenten draadgeleiders die in gaten in de PCB's werden gesoldeerd. Deze gaten namen waardevol onroerend goed in beslag dat nodig was voor extra circuitroutering. SMT-componenten werden ontwikkeld en werden al snel de productiestandaard, die rechtstreeks op kleine pads op de printplaat werden gesoldeerd, zonder dat er gaten nodig waren. SMT-componenten verspreidden zich snel en werden snel de industriestandaard, en werkten om componenten met doorlopende gaten te vervangen, waardoor opnieuw het functionele vermogen, de prestaties en de betrouwbaarheid werden verbeterd en de elektronische productiekosten werden verlaagd.
● jaren 1990: PCB's worden steeds kleiner naarmate computerondersteunde ontwerp- en fabricagesoftware (CAD / CAM) steeds prominenter wordt. Het automatiseringsontwerp automatiseert vele stappen in het PCB-ontwerp en maakt steeds complexere ontwerpen met kleinere, lichtere componenten mogelijk. De leveranciers van componenten werken gelijktijdig om de prestaties van hun apparaten te verbeteren, hun elektriciteitsverbruik te verminderen, hun betrouwbaarheid te vergroten en tegelijkertijd de kosten te verlagen. Kleinere verbindingen zorgen voor een snel toenemende miniaturisatie van PCB's.
● jaren 2000: PCB's zijn kleiner, lichter, veel hoger laagaantal en complexer geworden. Meerlagige en flexibele printplaatontwerpen zorgen voor veel meer operationele functionaliteit in elektronische apparaten, met steeds kleinere en goedkopere printplaten.

Lees ook: Hoe een afgedankte printplaat recyclen? ​ Dingen die u moet weten

Verschillende Soorten printplaten (Pgeschilderde printplaten) 

PCB's worden vaak geclassificeerd op basis van frequentie, het aantal lagen en het gebruikte substraat. Enkele soorten populieren worden hieronder besproken:

● Enkelzijdige printplaten / enkellaagse printplaten
● Dubbelzijdige printplaten / dubbellaagse printplaten
● Meerlaagse printplaten
● Flexibele printplaten
● Stijve printplaten
● Rigid-Flex-printplaten
● Hoogfrequente printplaten
● PCB's met aluminium achterkant

1. Enkelzijdige printplaten / enkellaagse printplaten
Enkelzijdige printplaten zijn het basistype printplaten, die slechts één laag substraat of basismateriaal bevatten. Een zijde van het basismateriaal is bekleed met een dun laagje metaal. Koper is de meest voorkomende coating vanwege zijn goede functie als elektrische geleider. Deze PCB's bevatten ook een beschermend soldeermasker, dat samen met een zeefdruklaag op de koperlaag wordt aangebracht. 

* Enkellaags PCB-diagram

Enkele voordelen van enkelzijdige printplaten zijn:
● Enkelzijdige printplaten worden gebruikt voor volumeproductie en zijn goedkoop.
● Deze PCB's worden gebruikt voor eenvoudige schakelingen zoals vermogenssensoren, relais, sensoren en elektronisch speelgoed.

Het goedkope model met grote volumes betekent dat ze vaak worden gebruikt voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder rekenmachines, camera's, radio, stereoapparatuur, solid-state schijven, printers en voedingen.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

2. Dubbelzijdige printplaten / dubbellaagse printplaten
Bij dubbelzijdige printplaten is aan beide zijden van het substraat een metalen geleidende laag aangebracht. Gaten in de printplaat zorgen ervoor dat de metalen onderdelen van de ene naar de andere kant kunnen worden bevestigd. Deze PCB's verbinden de circuits aan weerszijden door middel van een van de twee montageschema's, namelijk through-hole-technologie en surface-mount-technologie. Bij de through-hole-technologie worden loodcomponenten door de voorgeboorde gaten op de printplaat gestoken, die aan de tegenoverliggende zijden op de pads zijn gesoldeerd. Bij de oppervlaktemontagetechnologie worden elektrische componenten rechtstreeks op het oppervlak van de printplaten geplaatst. 

* Dubbellaags PCB-diagram

Voordelen van dubbelzijdige printplaten zijn:
● Opbouwmontage maakt het mogelijk meer circuits op de kaart te bevestigen in vergelijking met montage met doorlopende gaten.
● Deze PCB's worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder mobiele telefoonsystemen, stroombewaking, testapparatuur, versterkers en vele andere.

PCB's voor opbouwmontage gebruiken geen draden als connectoren. In plaats daarvan worden veel kleine draden rechtstreeks op het bord gesoldeerd, wat betekent dat het bord zelf wordt gebruikt als bedradingsoppervlak voor de verschillende componenten. Hierdoor kunnen circuits worden voltooid met minder ruimte, waardoor ruimte wordt vrijgemaakt zodat het bord meer functies kan uitvoeren, meestal met hogere snelheden en een lager gewicht dan een bord met doorlopende gaten zou toestaan.

Dubbelzijdige PCB's worden meestal gebruikt in toepassingen die een gemiddeld niveau van circuitcomplexiteit vereisen, zoals industriële besturingen, voedingen, instrumentatie, HVAC-systemen, LED-verlichting, dashboards voor auto's, versterkers en verkoopautomaten.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

3. Meerlaagse printplaten
Meerlaagse PCB's hebben printplaten, die uit meer dan twee koperlagen bestaan, zoals 4L, 6L, 8L, enz. Deze PCB's breiden de technologie uit die wordt gebruikt in dubbelzijdige PCB's. Verschillende lagen van een substraatplaat en isolatiematerialen scheiden de lagen in meerlaagse PCB's. De printplaten zijn compact van formaat en bieden voordelen op het gebied van gewicht en ruimte. 

* Meerlagig PCB-diagram

Enkele voordelen van meerlaagse PCB's zijn:
● Meerlaagse printplaten bieden een hoge mate van ontwerpflexibiliteit.
● Deze printplaten spelen een belangrijke rol in hogesnelheidscircuits. Ze bieden meer ruimte voor geleiderpatronen en stroomvoorziening.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

4. Flexibele printplaten
Flexibele printplaten zijn geconstrueerd op een flexibel basismateriaal. Deze printplaten zijn er in enkelzijdige, dubbelzijdige en meerlagige formaten. Dit helpt bij het verminderen van de complexiteit binnen de apparaatsamenstelling. In tegenstelling tot stijve PCB's, die onbeweeglijke materialen zoals glasvezel gebruiken, zijn flexibele printplaten gemaakt van materialen die kunnen buigen en bewegen, zoals plastic. Net als stijve PCB's zijn flexibele PCB's verkrijgbaar in enkele, dubbele of meerlagige formaten. Omdat ze op flexibel materiaal moeten worden afgedrukt, kost flexibele PCB meer voor fabricage.

* Flexibel PCB-diagram

Toch bieden flexibele printplaten veel voordelen ten opzichte van stijve printplaten. De meest opvallende van deze voordelen is het feit dat ze flexibel zijn. Dit betekent dat ze over randen kunnen worden gevouwen en om hoeken kunnen worden gewikkeld. Hun flexibiliteit kan leiden tot kosten- en gewichtsbesparingen, aangezien een enkele flexibele printplaat kan worden gebruikt om gebieden af ​​te dekken die mogelijk meerdere harde printplaten bevatten.

Flexibele PCB's kunnen ook worden gebruikt in gebieden die mogelijk onderhevig zijn aan milieurisico's. Om dit te doen, worden ze eenvoudigweg gebouwd met materialen die waterdicht, schokbestendig, corrosiebestendig of bestand tegen hoge temperatuuroliën kunnen zijn - een optie die traditionele stijve PCB's misschien niet hebben.

Enkele voordelen van deze printplaten zijn:
● Flexibele PCB's helpen bij het verkleinen van de bordgrootte, waardoor ze ideaal zijn voor verschillende toepassingen waar een hoge signaaldichtheid nodig is.
● Deze PCB's zijn ontworpen voor werkomstandigheden, waar temperatuur en dichtheid de belangrijkste zorg zijn.

Flexibele PCB's kunnen ook worden gebruikt in gebieden die mogelijk onderhevig zijn aan milieurisico's. Om dit te doen, worden ze eenvoudigweg gebouwd met materialen die waterdicht, schokbestendig, corrosiebestendig of bestand tegen hoge temperatuuroliën kunnen zijn - een optie die traditionele stijve PCB's misschien niet hebben.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

5. Starre printplaten
Rigide PCB's verwijzen naar die soorten PCB's waarvan het basismateriaal is vervaardigd uit een vast materiaal en die niet kunnen worden gebogen. Stijve PCB's zijn gemaakt van een stevig substraatmateriaal dat voorkomt dat het bord verdraait. Misschien wel het meest voorkomende voorbeeld van een stijve printplaat is een computermoederbord. Het moederbord is een meerlagige PCB die is ontworpen om elektriciteit van de voeding toe te wijzen en tegelijkertijd communicatie mogelijk te maken tussen alle vele onderdelen van de computer, zoals CPU, GPU en RAM.

*Stijve PCB's kunnen van alles zijn, van een eenvoudige enkellaagse PCB tot een acht- of tienlaagse meerlaagse PCB

Stijve PCB's vormen misschien wel het grootste aantal geproduceerde PCB's. Deze PCB's worden overal gebruikt waar het nodig is dat de PCB zelf in één vorm wordt opgesteld en blijft zo voor de rest van de levensduur van het apparaat. Stijve PCB's kunnen van alles zijn, van een eenvoudige enkellaagse PCB tot een acht- of tienlaags meerlaagse PCB.

Alle stijve PCB's hebben een enkellaagse, dubbellaagse of meerlagige constructies, dus ze delen allemaal dezelfde toepassingen.

● Deze PCB's zijn compact, waardoor er een verscheidenheid aan complexe schakelingen om hen heen kan worden gecreëerd.

● Starre printplaten zijn gemakkelijk te repareren en te onderhouden, aangezien alle componenten duidelijk gemarkeerd zijn. Ook zijn de signaalpaden goed georganiseerd.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

6. Rigid-Flex-printplaten
Rigid-flex PCB's zijn een combinatie van stijve en flexibele printplaten. Ze bestaan ​​uit meerdere lagen flexibele circuits die zijn bevestigd aan meer dan één stijve plaat.

* Flex-rigide PCB-diagram

Enkele voordelen van deze printplaten zijn:
● Deze PCB's zijn nauwkeurig gebouwd. Daarom wordt het gebruikt in verschillende medische en militaire toepassingen.
● Omdat deze PCB's licht van gewicht zijn, bieden ze 60% gewichts- en ruimtebesparing.

Flex-rigide PCB's worden het vaakst aangetroffen in toepassingen waar ruimte of gewicht de belangrijkste zorgen zijn, waaronder mobiele telefoons, digitale camera's, pacemakers en auto's.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

7. Hoogfrequente printplaten
Hoogfrequente printplaten worden gebruikt in het frequentiebereik van 500 MHz - 2 GHz. Deze PCB's worden gebruikt in verschillende frequentiekritische toepassingen zoals communicatiesystemen, microgolf-PCB's, microstrip-PCB's, enz.

Hoogfrequente PCB-materialen bevatten vaak glasvezelversterkt epoxylaminaat van FR4-kwaliteit, polyfenyleenoxide (PPO) -hars en teflon. Teflon is een van de duurste beschikbare opties vanwege de kleine en stabiele diëlektrische constante, kleine hoeveelheden diëlektrisch verlies en de algehele lage wateropname.

* Hoogfrequente PCB's zijn printplaten die zijn ontworpen om signalen over één giaghertz te verzenden

Bij het kiezen van een hoogfrequente printplaat en het bijbehorende type printplaatconnector moet met veel aspecten rekening worden gehouden, waaronder diëlektrische constante (DK), dissipatie, verlies en diëlektrische dikte.

De belangrijkste daarvan is de Dk van het materiaal in kwestie. Materialen met een grote kans op verandering van de diëlektrische constante hebben vaak impedantieveranderingen, die de harmonischen waaruit een digitaal signaal bestaat kunnen verstoren en een algemeen verlies van de digitale signaalintegriteit kunnen veroorzaken - een van de dingen waarvoor hoogfrequente PCB's zijn ontworpen om voorkomen.

Andere zaken waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van de printplaten en pc-connectortypen die u wilt gebruiken bij het ontwerpen van een hoogfrequente printplaat, zijn:

● Diëlektrisch verlies (DF), dat de kwaliteit van de signaaloverdracht beïnvloedt. Een kleinere hoeveelheid diëlektrisch verlies kan een kleine hoeveelheid signaalverspilling veroorzaken.
● Thermische uitzetting. Als de thermische uitzettingssnelheden van de materialen die worden gebruikt om de PCB te bouwen, zoals koperfolie, niet hetzelfde zijn, kunnen materialen van elkaar scheiden als gevolg van temperatuurveranderingen.
● Waterabsorptie. Grote hoeveelheden wateropname zullen de diëlektrische constante en het diëlektrische verlies van PCB beïnvloeden, vooral als het in natte omgevingen wordt gebruikt.
● Andere weerstanden. De materialen die worden gebruikt bij de constructie van een hoogfrequente PCB, moeten indien nodig hoog worden beoordeeld op hittebestendigheid, impactbestendigheid en weerstand tegen gevaarlijke chemicaliën.

FMUSER is de expert in het vervaardigen van hoogfrequente PCB's, we bieden niet alleen budget-PCB's, maar ook online ondersteuning voor uw PCB-ontwerp, deze link voor meer informatie!

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

8. PCB's met een aluminium achterkant
Deze PCB's worden gebruikt in toepassingen met een hoog vermogen, omdat de aluminium constructie helpt bij de warmteafvoer. Het is bekend dat PCB's met een aluminium achterkant een hoge mate van stijfheid en een lage thermische uitzetting bieden, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen met een hoge mechanische tolerantie. 

* Aluminium PCB-diagram

Enkele voordelen van deze printplaten zijn:

▲ Lage kosten. Aluminium is een van de meest voorkomende metalen op aarde, goed voor 8.23% van het gewicht van de planeet. Aluminium is gemakkelijk en goedkoop te ontginnen, wat helpt om kosten te besparen in het fabricageproces. Zo is het bouwen van producten met aluminium goedkoper.
▲ Milieuvriendelijk. Aluminium is niet giftig en gemakkelijk te recyclen. Door de eenvoudige montage is het vervaardigen van printplaten uit aluminium ook een goede manier om energie te besparen.
▲ Warmteafvoer. Aluminium is een van de beste materialen die beschikbaar zijn om warmte af te voeren van cruciale componenten van printplaten. In plaats van de warmte naar de rest van het bord te verspreiden, wordt de warmte naar de buitenlucht overgedragen. Aluminium PCB koelt sneller af dan een koperen PCB van vergelijkbare grootte.
▲ Duurzaamheid van materiaal. Aluminium is veel duurzamer dan materialen zoals glasvezel of keramiek, vooral voor valtesten. Het gebruik van stevigere basismaterialen helpt schade tijdens fabricage, verzending en installatie te verminderen.

Al deze voordelen maken van aluminium printplaten een uitstekende keuze voor toepassingen die een hoog vermogen vereisen binnen zeer nauwe toleranties, inclusief verkeerslichten, autoverlichting, voedingen, motorcontrollers en hoogspanningsschakelingen.

Naast leds en voedingen. PCB's met een aluminium achterkant kunnen ook worden gebruikt in toepassingen die een hoge mate van mechanische stabiliteit vereisen of waar de PCB kan worden blootgesteld aan hoge niveaus van mechanische belasting. Ze zijn minder onderhevig aan thermische uitzetting dan een op glasvezel gebaseerde plaat, wat betekent dat de andere materialen op de plaat, zoals de koperfolie en isolatie, minder snel zullen loslaten, waardoor de levensduur van het product verder wordt verlengd.

<<Terug naar "Verschillende soorten printplaten"

▲BACK▲

Printplaatindustrie in 2021

De wereldwijde PCB-markt kan op basis van producttype worden onderverdeeld in flex (flexibele FPCB en rigid-flex PCB), IC-substraat, high-density interconnect (HDI) en andere. Op basis van het type PCB-laminaat kan de markt worden opgesplitst in PR4, High Tg Epoxy en Polyimide. De markt kan op basis van toepassingen worden opgedeeld in consumentenelektronica, automotive, medisch, industrieel en militair / lucht- en ruimtevaart, etc.

De groei van de PCB-markt tijdens de historische periode werd ondersteund door verschillende factoren, zoals de bloeiende markt voor consumentenelektronica, groei in de industrie voor medische apparatuur, toegenomen behoefte aan dubbelzijdige PCB's, een piek in de vraag naar hi-tech features in de automobielsector. , en een stijging van het beschikbare inkomen. De markt wordt ook geconfronteerd met enkele uitdagingen, zoals strikte controles op de toeleveringsketen en de neiging tot COTS-componenten.

De markt voor printplaten zal naar verwachting een CAGR van 1.53% registreren tijdens de prognoseperiode (2021-2026) en werd geschat op 58.91 miljard USD in 2020, en zal naar verwachting 75.72 miljard USD waard zijn in 2026 in de periode 2021- 2026. De markt heeft de afgelopen jaren een snelle groei doorgemaakt, voornamelijk dankzij de voortdurende ontwikkeling van consumentenelektronica en de toenemende vraag naar PCB's in alle elektronica en elektrische apparatuur.

De acceptatie van PCB's in geconnecteerde voertuigen heeft ook de PCB-markt versneld. Dit zijn voertuigen die volledig zijn uitgerust met zowel bedrade als draadloze technologieën, waardoor de voertuigen gemakkelijk verbinding kunnen maken met computers zoals smartphones. Met dergelijke technologie kunnen bestuurders hun auto ontgrendelen, op afstand klimaatregelingssystemen starten, de batterijstatus van hun elektrische auto's controleren en hun auto volgen met behulp van smartphones.

De verspreiding van 5G-technologie, 3D-geprinte PCB's, andere innovaties zoals biologisch afbreekbare PCB's, en de piek in het gebruik van PCB's in draagbare technologieën en fusies en overnames (M & A) zijn enkele van de nieuwste trends op de markt.

Bovendien heeft de vraag naar elektronische apparaten, zoals smartphones, smartwatches en andere apparaten, ook de groei van de markt gestimuleerd. Volgens de Amerikaanse Consumer Technology Sales and Forecast-studie, die werd uitgevoerd door de Consumer Technology Association (CTA), werden de inkomsten gegenereerd door smartphones in 79.1 en 77.5 gewaardeerd op respectievelijk 2018 miljard USD en 2019 miljard USD.

3D-printen is de laatste tijd een integraal onderdeel van een van de grote PCB-innovaties gebleken. 3D-geprinte elektronica, of 3D PE's, zullen naar verwachting een revolutie teweegbrengen in de manier waarop elektrische systemen in de toekomst worden ontworpen. Deze systemen creëren 3D-circuits door een substraatitem laag voor laag af te drukken en er vervolgens een vloeibare inkt op toe te voegen die elektronische functionaliteiten bevat. Opbouwtechnologieën kunnen vervolgens worden toegevoegd om het uiteindelijke systeem te creëren. 3D PE kan potentieel enorme technische en productievoordelen bieden voor zowel circuitfabrikanten als hun klanten, vooral in vergelijking met traditionele 2D-PCB's.

Met het uitbreken van COVID-19 werd de productie van printplaten beïnvloed door beperkingen en vertragingen in de regio Azië-Pacific, vooral in China, tijdens de maanden januari en februari. Bedrijven hebben geen grote wijzigingen aangebracht in hun productiecapaciteit, maar de zwakke vraag in China zorgt voor problemen met de toeleveringsketen. Het rapport van de Semiconductor Industry Association (SIA) in februari wees op mogelijke zakelijke gevolgen op de langere termijn buiten China met betrekking tot de COVID-19. Het effect van de verminderde vraag zou kunnen worden weerspiegeld in de inkomsten van bedrijven in 2Q20.

De groei van de PCB-markt is sterk verbonden met de wereldeconomie en structurele technologie zoals smartphones, 4G / 5G en datacenters. De ondergang in de markt in 2020 wordt verwacht door de impact van Covid-19. De pandemie heeft de productie van consumentenelektronica, smartphones en auto's afgeremd en daarmee de vraag naar PCB's getemperd. De markt zou een geleidelijk herstel laten zien als gevolg van de hervatting van de productieactiviteiten om een ​​impuls te geven aan de wereldeconomie.

Waar is een printplaat van gemaakt?

PCB is over het algemeen gemaakt van vier lagen materiaal die met elkaar zijn verbonden door warmte, druk en andere methoden. Vier lagen van een PCB zijn gemaakt van substraat, koper, soldeermasker en zeefdruk.

Elk bord zal anders zijn, maar ze zullen meestal enkele elementen delen, hier zijn enkele van de meest voorkomende materialen die worden gebruikt bij de fabricage van printplaten:

De zes basiscomponenten van een standaard printplaat zijn:

● De kernlaag - bevat glasvezelversterkte epoxyhars
● Een geleidende laag - bevat sporen en pads om het circuit te vormen (meestal met koper, goud, zilver)
● Soldeermaskerlaag - dunne polymeerinkt
● Zeefdruk overlay - speciale inkt die de componentreferenties toont
● Een tinsoldeer - wordt gebruikt om componenten te bevestigen aan doorlopende gaten of pads voor oppervlaktemontage

prepreg
Prepreg is een dun glasweefsel dat met hars wordt bedekt en gedroogd in speciale machines die prepreg-behandelaars worden genoemd. Het glas is het mechanische substraat dat de hars op zijn plaats houdt. De hars - meestal FR4-epoxy, polyimide, teflon en andere - begint als een vloeistof die op de stof wordt gecoat. Terwijl de prepreg door de treater beweegt, komt hij in een ovensectie en begint te drogen. Zodra het de treater verlaat, voelt het droog aan.

Wanneer prepreg wordt blootgesteld aan hogere temperaturen, meestal boven 300º Fahrenheit, begint de hars zacht te worden en te smelten. Zodra de hars in de prepreg smelt, bereikt het een punt (thermohardend genoemd) waar het opnieuw uithardt om weer stijf en zeer, zeer sterk te worden. Ondanks die sterkte hebben prepreg en laminaat de neiging erg licht te zijn. Prepreg-platen, of glasvezel, worden gebruikt om veel dingen te vervaardigen - van boten tot golfclubs, vliegtuigen en windturbinebladen. Maar het is ook van cruciaal belang bij de fabricage van PCB's. Prepreg-vellen zijn wat we gebruiken om de PCB aan elkaar te lijmen, en ze worden ook gebruikt om het tweede onderdeel van een PCB-laminaat te bouwen.

* PCB-stapel omhoogzijaanzicht diagram

Laminaat
Laminaten, ook wel met koper beklede laminaten genoemd, worden gemaakt door onder hoge temperaturen en druklagen van stof uit te harden met een thermohardende hars. Dit proces vormt de uniforme dikte die essentieel is voor de printplaat. Zodra de hars is uitgehard, zijn PCB-laminaten als een kunststofcomposiet, met aan beide zijden vellen koperfolie. Als uw bord een hoog aantal lagen heeft, moet het laminaat zijn gemaakt van geweven glas voor maatvastheid. 

RoHS-compatibele PCB
RoHS-conforme PCB's zijn PCB's die voldoen aan de beperking van gevaarlijke stoffen van de Europese Unie. Het verbod is op het gebruik van lood en andere zware metalen in consumentenproducten. Elk onderdeel van de plaat moet vrij zijn van lood, kwik, cadmium en andere zware metalen.

Soldeer masker
Soldeermasker is de groene epoxycoating die de circuits op de buitenste lagen van het bord bedekt. De interne circuits zijn begraven in de lagen prepreg, dus ze hoeven niet te worden beschermd. Maar de externe lagen, als ze onbeschermd worden gelaten, zullen na verloop van tijd oxideren en corroderen. Soldermask zorgt voor die bescherming aan de geleiders aan de buitenkant van de print.

Nomenclatuur - Zeefdruk
Nomenclatuur, of soms zeefdruk genoemd, zijn de witte letters die u bovenop de soldeermaskercoating op een printplaat ziet. De zeefdruk is meestal de laatste laag van het bord, waardoor de PCB-fabrikant labels kan schrijven op de belangrijke delen van het bord. Het is een speciale inkt die de symbolen en componentreferenties voor de componentenlocaties tijdens het montageproces laat zien. Nomenclatuur is de belettering die aangeeft waar elk onderdeel op het bord komt en geeft soms ook de oriëntatie van de componenten. 

Zowel soldeermaskers als nomenclatuur zijn meestal groen en wit, hoewel u misschien andere kleuren zoals rood, geel, grijs en zwart gebruikt, deze zijn het populairst.

Soldeermasker beschermt alle circuits op de buitenste lagen van de printplaat, waar we niet van plan zijn componenten te bevestigen. Maar we moeten ook de blootliggende koperen gaten en pads beschermen waar we de componenten willen solderen en monteren. Om die gebieden te beschermen en om een ​​goede soldeerbare afwerking te bieden, gebruiken we meestal metalen coatings, zoals nikkel, goud, tin / loodsoldeer, zilver en andere afwerkingen die speciaal zijn ontworpen voor PCB-fabrikanten.

▲BACK▲

Meest populaire PCB's ontworpen gefabriceerd materiaal

PCB-ontwerpers worden geconfronteerd met verschillende prestatiekenmerken wanneer ze kijken naar de materiaalkeuze voor hun ontwerp. Enkele van de meest populaire overwegingen zijn:

Diëlektrische constante - een belangrijke elektrische prestatie-indicator
Vlamvertraging - kritiek voor UL-kwalificatie (zie hierboven)
Hogere glasovergangstemperaturen (Tg) - bestand zijn tegen assemblage bij hogere temperaturen
Gematigde verliesfactoren - belangrijk in hogesnelheidstoepassingen, waar de signaalsnelheid wordt gewaardeerd
Mechanische kracht inclusief afschuif-, trek- en andere mechanische attributen die vereist kunnen zijn van de PCB wanneer deze in gebruik wordt genomen
Thermische prestatie - een belangrijke overweging in hoge serviceomgevingen
Dimensionale stabiliteit - of hoeveel beweegt het materiaal en hoe consistent beweegt het tijdens de fabricage, thermische cycli of blootstelling aan vochtigheid

Hier zijn enkele van de meest populaire materialen die worden gebruikt bij de fabricage van printplaten:

Het substraat: FR4 epoxylaminaat en prepreg - glasvezel
FR4 is het meest populaire PCB-substraatmateriaal ter wereld. De aanduiding 'FR4' beschrijft een klasse materialen die voldoen aan bepaalde vereisten die zijn gedefinieerd door NEMA LI 1-1998-normen. FR4-materialen hebben goede thermische, elektrische en mechanische eigenschappen, evenals een gunstige sterkte-gewichtsverhouding, waardoor ze ideaal zijn voor de meeste elektronische toepassingen. FR4-laminaten en prepreg zijn gemaakt van glasweefsel, epoxyhars en zijn meestal het goedkoopste PCB-materiaal dat beschikbaar is. Het kan ook worden gemaakt van flexibele materialen die soms ook kunnen worden uitgerekt. 

Het is vooral populair voor PCB's met een lager aantal lagen - enkelzijdig, dubbelzijdig in meerlagige constructies, over het algemeen minder dan 14 lagen. Bovendien kan de basisepoxyhars worden gemengd met additieven die de thermische prestaties, elektrische prestaties en UL-vlamoverleving / -classificatie aanzienlijk kunnen verbeteren - een aanzienlijke verbetering van het vermogen om te worden gebruikt in hogere lagen zorgt voor hogere thermische belastingstoepassingen en betere elektrische prestaties. tegen lagere kosten voor high-speed circuitontwerpen. FR4-laminaten en prepregs zijn zeer veelzijdig, aanpasbaar met algemeen aanvaarde fabricagetechnieken met voorspelbare opbrengsten.

Polyimide-laminaten en prepreg
Polyimide-laminaten bieden hogere temperatuurprestaties dan FR4-materialen, evenals een lichte verbetering van de elektrische prestatie-eigenschappen. Polyimiden-materialen kosten meer dan FR4, maar bieden een betere overlevingskansen in zware omgevingen en omgevingen met hogere temperaturen. Ze zijn ook stabieler tijdens thermische cycli, met minder expansie-eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor constructies met een hoger aantal lagen.

Teflon (PTFE) laminaten en verlijmingslagen
Teflonlaminaten en hechtmaterialen bieden uitstekende elektrische eigenschappen, waardoor ze ideaal zijn voor high-speed circuittoepassingen. Teflon-materialen zijn duurder dan polyimide, maar bieden ontwerpers de snelle mogelijkheden die ze nodig hebben. Teflon-materialen kunnen op glasweefsel worden gecoat, maar kunnen ook worden vervaardigd als een niet-ondersteunde film, of met speciale vulstoffen en additieven om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Het vervaardigen van Teflon-PCB's vereist vaak uniek geschoold personeel, gespecialiseerde apparatuur en verwerking, en het anticiperen op lagere productieopbrengsten.

Flexibele laminaten
Flexibele laminaten zijn dun en bieden de mogelijkheid om het elektronische ontwerp te vouwen, zonder de elektrische continuïteit te verliezen. Ze hebben geen glasweefsel ter ondersteuning, maar zijn gebouwd op plastic folie. Ze zijn even effectief opgevouwen in een apparaat voor een eenmalige flex om applicatie te installeren, als in dynamische flex, waarbij de circuits continu worden gevouwen gedurende de levensduur van het apparaat. Flexibele laminaten kunnen worden gemaakt van materialen met een hogere temperatuur, zoals polyimide en LCP (vloeibaar kristalpolymeer), of van zeer goedkope materialen zoals polyester en PEN. Omdat de flexibele laminaten zo dun zijn, kan het vervaardigen van flexibele schakelingen ook een uniek geschoold personeel, gespecialiseerde apparatuur en verwerking vereisen, en een verwachting van lagere productieopbrengsten.

Overig

Er zijn veel andere laminaten en hechtmaterialen op de markt, waaronder BT, cyanaatester, keramiek en gemengde systemen die harsen combineren om verschillende elektrische en / of mechanische prestatiekenmerken te verkrijgen. Omdat de volumes zoveel lager zijn dan die van FR4 en de fabricage veel moeilijker kan zijn, worden ze meestal beschouwd als dure alternatieven voor PCB-ontwerpen.

Het assemblageproces van printplaten is een complex proces dat interactie met veel kleine componenten en gedetailleerde kennis van de functies en plaatsing van elk onderdeel met zich meebrengt. Een printplaat functioneert niet zonder zijn elektrische componenten. Daarnaast worden verschillende componenten gebruikt, afhankelijk van het apparaat of product waarvoor het bedoeld is. Als zodanig is het belangrijk om een ​​diepgaand begrip te hebben van de verschillende componenten die in de assemblage van printplaten worden gebruikt.

▲BACK▲

Componenten van printplaten en hoe ze werken
De volgende 13 gemeenschappelijke componenten worden gebruikt in de meeste printplaten:

● Weerstanden
● Transistors
● Condensatoren
● Inductors
● Diodes
● transformers
● Geïntegreerde schakelingen
● Kristaloscillatoren
● Potentiometers
● SCR (Silicon-Controlled Rectifier)
● Sensoren
● Schakelaars / relais
● Batterijen

1. Weerstanden - Energiebeheer 
Weerstanden zijn een van de meest gebruikte componenten in PCB's en zijn waarschijnlijk het eenvoudigst te begrijpen. Hun functie is om de stroom van stroom te weerstaan ​​door elektrisch vermogen als warmte af te voeren. Zonder weerstanden kunnen andere componenten de spanning mogelijk niet aan en dit kan leiden tot overbelasting. Ze zijn er in een groot aantal verschillende soorten gemaakt van een reeks verschillende materialen. Klassieke weerstand die de hobbyist het meest bekend is, zijn de weerstanden in 'axiale' stijl met draden aan beide lange uiteinden en het lichaam gegraveerd met gekleurde ringen.

2. Transistors - Energieversterkend
Transistors zijn cruciaal voor het assemblageproces van printplaten vanwege hun multifunctionele aard. Het zijn halfgeleiderapparaten die zowel kunnen geleiden als isoleren en die kunnen werken als schakelaars en versterkers. Ze zijn kleiner van formaat, hebben een relatief lange levensduur en kunnen veilig zonder gloeidraadstroom werken op een lager voltage. Transistors zijn er in twee soorten: bipolaire junctie-transistors (BJT) en veldeffecttransistors (FET).

3. Condensatoren - energieopslag
Condensatoren zijn passieve elektronische componenten met twee aansluitingen. Ze werken als oplaadbare batterijen - om tijdelijk elektrische lading vast te houden en deze vrij te geven wanneer elders in het circuit meer stroom nodig is. 

U kunt dit doen door tegengestelde ladingen te verzamelen op twee geleidende lagen, gescheiden door een isolerend of diëlektrisch materiaal. 

Condensatoren worden vaak gecategoriseerd volgens de geleider of het diëlektrische materiaal, wat aanleiding geeft tot vele typen met verschillende kenmerken, van elektrolytische condensatoren met hoge capaciteit, diverse polymeercondensatoren tot de stabielere keramische schijfcondensatoren. Sommige hebben een uiterlijk dat lijkt op axiale weerstanden, maar de klassieke condensator is een radiale stijl waarbij de twee draden uit hetzelfde uiteinde steken.

4. Inductoren - Energie neemt toe
Inductoren zijn passieve elektronische componenten met twee aansluitingen die energie opslaan (in plaats van elektrostatische energie op te slaan) in een magnetisch veld wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. Inductoren worden gebruikt om wisselstromen te blokkeren terwijl gelijkstromen kunnen passeren. 

Inductoren worden vaak gebruikt om bepaalde signalen uit te filteren of te blokkeren, bijvoorbeeld om interferentie in radioapparatuur te blokkeren of in combinatie met condensatoren om afgestemde circuits te maken, om wisselspanningssignalen in geschakelde voedingen te manipuleren, dwz. TV-ontvanger.

5. Diodes - Omleiden van energie 
Diodes zijn halfgeleidercomponenten die fungeren als eenrichtingsschakelaars voor stromen. Ze laten stromen gemakkelijk in één richting stromen waardoor stroom slechts in één richting kan stromen, van de anode (+) naar de kathode (-), maar verhinderen dat stromen in de tegenovergestelde richting stromen, wat schade zou kunnen veroorzaken.

De meest populaire diode bij hobbyisten is de lichtgevende diode of LED. Zoals het eerste deel van de naam doet vermoeden, worden ze gebruikt om licht uit te zenden, maar iedereen die heeft geprobeerd er een te solderen weet het, het is een diode, dus het is belangrijk om de oriëntatie correct te krijgen, anders gaat de LED niet branden .

6. Transformatoren - Energieoverdracht
De functie van transformatoren is om elektrische energie van het ene circuit naar het andere over te brengen, met een toename of afname van de spanning. Algemene transformatoren brengen stroom over van de ene bron naar de andere via een proces dat 'inductie' wordt genoemd. Net als bij weerstanden, regelen ze technisch de stroom. Het grootste verschil is dat ze meer elektrische isolatie bieden dan gecontroleerde weerstand door de spanning te “transformeren”. Misschien heb je grote industriële transformatoren op telegraafpalen gezien; deze verlagen de spanning van bovengrondse transmissielijnen, typisch enkele honderdduizenden volt, tot de paar honderd volt die typisch vereist zijn voor huishoudelijk gebruik.

PCB-transformatoren bestaan ​​uit twee of meer afzonderlijke inductieve circuits (wikkelingen genoemd) en een kern van zacht ijzer. De primaire wikkeling is voor het broncircuit - of waar de energie vandaan komt - en de secundaire wikkeling is voor het ontvangende circuit - waar de energie naartoe gaat. Transformatoren breken grote hoeveelheden spanning af in kleinere, beter beheersbare stromen om de apparatuur niet te overbelasten of te overbelasten.

7. Geïntegreerde schakelingen - Krachtpatsers
IC's of geïntegreerde schakelingen zijn schakelingen en componenten die zijn gekrompen op wafels van halfgeleidermateriaal. Het enorme aantal componenten dat op een enkele chip past, heeft geleid tot de eerste rekenmachines en nu krachtige computers, van smartphones tot supercomputers. Ze zijn meestal het brein van een breder circuit. Het circuit is meestal ingekapseld in een zwarte plastic behuizing die in alle soorten en maten kan worden geleverd en zichtbare contacten heeft, of het nu gaat om kabels die uit het lichaam steken of om contactvlakken direct eronder, zoals bijvoorbeeld BGA-chips.

8. Kristaloscillatoren - Nauwkeurige timers
Kristaloscillatoren leveren de klok in veel circuits die nauwkeurige en stabiele timingelementen vereisen. Ze produceren een periodiek elektronisch signaal door fysiek een piëzo-elektrisch materiaal, het kristal, te laten oscilleren, vandaar de naam. Elke kristaloscillator is ontworpen om met een specifieke frequentie te trillen en is stabieler, zuiniger en heeft een kleine vormfactor in vergelijking met andere timingmethoden. Om deze reden worden ze vaak gebruikt als nauwkeurige timers voor microcontrollers of, vaker, in quartz-polshorloges.

9. Potentiometers - Gevarieerde weerstand
Potentiometers zijn een vorm van variabele weerstand. Ze zijn algemeen verkrijgbaar in roterende en lineaire types. Door aan de knop van een draaipotentiometer te draaien, wordt de weerstand gevarieerd terwijl het schuifcontact over een halfcirkelvormige weerstand wordt bewogen. Een klassiek voorbeeld van draaipotentiometers is de volumeregelaar op radio's waarbij de draaipotentiometer de hoeveelheid stroom naar de versterker regelt. De lineaire potentiometer is hetzelfde, behalve dat de weerstand wordt gevarieerd door het schuifcontact op de weerstand lineair te verplaatsen. Ze zijn geweldig wanneer fijnafstemming in het veld vereist is.  

10. SCR (Silicon-Controlled Rectifier) ​​- Hoge stroomregeling
Silicon Controlled Rectifiers (SCR), ook bekend als thyristors, zijn vergelijkbaar met transistors en diodes - in feite zijn het in wezen twee transistors die samenwerken. Ze hebben ook drie draden, maar bestaan ​​uit vier siliciumlagen in plaats van drie en functioneren alleen als schakelaars, niet als versterkers. Een ander belangrijk verschil is dat er slechts een enkele puls nodig is om de schakelaar te activeren, terwijl bij een enkele transistor de stroom continu moet worden aangelegd. Ze zijn meer geschikt om grotere hoeveelheden stroom te schakelen.

11. Sensoren
Sensoren zijn apparaten waarvan de functie is om veranderingen in omgevingscondities te detecteren en een elektrisch signaal te genereren dat overeenkomt met die verandering, dat naar andere elektronische componenten in het circuit wordt gestuurd. Sensoren zetten energie van een fysisch fenomeen om in elektrische energie, en dus zijn ze in feite transducers (zetten energie in de ene vorm om in een andere). Ze kunnen van alles zijn, van een soort weerstand in een weerstandstemperatuurdetector (RTD) tot LED's die in-fared signalen detecteren, zoals in een afstandsbediening van een televisie. Er bestaat een grote verscheidenheid aan sensoren voor verschillende omgevingsstimuli, bijvoorbeeld vochtigheid, licht, luchtkwaliteit, aanraking, geluid, vocht en bewegingssensoren.

12. Schakelaars en relais - Aan / uit-knoppen
Een basiscomponent die gemakkelijk over het hoofd wordt gezien, de schakelaar is gewoon een aan / uit-knop om de stroom in het circuit te regelen door te schakelen tussen een open of een gesloten circuit. Ze variëren nogal in fysiek uiterlijk, variërend van de schuifregelaar, draaiknop, drukknop, hendel, tuimelschakelaar, sleutelschakelaars en de lijst gaat maar door. Evenzo is een relais een elektromagnetische schakelaar die wordt bediend via een solenoïde, die als een soort tijdelijke magneet wordt wanneer er stroom doorheen stroomt. Ze functioneren als schakelaars en kunnen ook kleine stromen versterken tot grotere stromen.

13. Batterijen - Energievoorziening
In theorie weet iedereen wat een batterij is. Misschien wel het meest gekochte onderdeel op deze lijst, batterijen worden door meer gebruikt dan alleen elektronische ingenieurs en hobbyisten. Mensen gebruiken dit kleine apparaat om hun alledaagse voorwerpen van stroom te voorzien; afstandsbedieningen, zaklampen, speelgoed, opladers en meer.

Op een PCB slaat een batterij in feite chemische energie op en zet deze om in bruikbare elektronische energie om de verschillende circuits op het bord van stroom te voorzien. Ze gebruiken een extern circuit om elektronen van de ene elektrode naar de andere te laten stromen. Dit vormt een functionele (maar beperkte) elektrische stroom.

De stroom wordt beperkt door het omzettingsproces van chemische energie in elektrische energie. Voor sommige batterijen kan dit proces binnen enkele dagen zijn voltooid. Anderen kunnen maanden of jaren duren voordat de chemische energie volledig is opgebruikt. Dit is de reden waarom sommige batterijen (zoals de batterijen in afstandsbedieningen of controllers) om de paar maanden moeten worden vervangen, terwijl andere (zoals polshorloge-batterijen) jaren nodig hebben voordat ze allemaal leeg zijn.

Printplaatfunctie - Waarom hebben we PCB's nodig?

PCB's zijn te vinden in bijna elk elektronisch apparaat en computerapparaat, inclusief moederborden, netwerkkaarten en grafische kaarten tot interne schakelingen in harde / cd-rom-stations. In termen van computertoepassingen waar fijne geleidende sporen nodig zijn, zoals laptops en desktops, dienen ze als basis voor veel interne computercomponenten, zoals videokaarten, controllerkaarten, netwerkinterfacekaarten en uitbreidingskaarten. Deze componenten maken allemaal verbinding met het moederbord, dat ook een printplaat is.

PCB's worden ook gemaakt door een fotolithografisch proces in een grotere versie van de manier waarop geleidende paden in processoren worden gemaakt. 

Hoewel PCB's vaak worden geassocieerd met computers, worden ze naast pc's in veel andere elektronische apparaten gebruikt. De meeste tv's, radio's, digitale camera's, mobiele telefoons en tablets bevatten bijvoorbeeld een of meer printplaten. PCB's in mobiele apparaten lijken echter op die in desktopcomputers en grote elektronica, maar ze zijn doorgaans dunner en bevatten fijnere schakelingen.

Toch wordt de printplaat veel gebruikt in bijna alle precieze apparatuur / apparaten, van kleine consumentenapparatuur tot enorme machines, FMUSER biedt hierbij een lijst met de top 10 van veelvoorkomende toepassingen van PCB's (printplaten) in het dagelijks leven.

Aanvraag	Voorbeeld
Medical Devices	● Medische beeldvormingssystemen ● Monitoren ● Infusiepompen ● Interne apparaten
● Medische beeldvormingssystemen: CT, CAT- en ultrasone scanners maken vaak gebruik van PCB's, evenals de computers die deze beelden samenstellen en analyseren. ● Infuuspompen: Infuuspompen, zoals insuline en patiëntgestuurde analgesiepompen, leveren nauwkeurige hoeveelheden vloeistof aan een patiënt. PCB's zorgen ervoor dat deze producten betrouwbaar en nauwkeurig werken. ● monitoren: Hartslag, bloeddruk, bloedglucosemeters en meer zijn afhankelijk van elektronische componenten om nauwkeurige metingen te verkrijgen. ● Interne apparaten: Pacemakers en andere apparaten die intern worden gebruikt, hebben kleine PCB's nodig om te functioneren. Conclusie:  De medische sector komt met steeds meer toepassingen voor elektronica op de proppen. Naarmate de technologie verbetert en kleinere, dichtere en betrouwbaardere printplaten mogelijk worden, zullen PCB's een steeds belangrijkere rol spelen in de gezondheidszorg.

Aanvraag	Voorbeeld
Militaire en defensietoepassingen	● Communicatieapparatuur: ● Besturingssystemen: ● Instrumentatie:
● Communicatie middelen: Radiocommunicatiesystemen en andere kritische communicatie vereisen dat PCB's functioneren. ● Controlesystemen: PCB's staan ​​centraal in de controlesystemen voor verschillende soorten apparatuur, waaronder radarstoringssystemen, raketdetectiesystemen en meer. ● Instrumentation: PCB's maken indicatoren mogelijk die militairen gebruiken om dreigingen te volgen, militaire operaties uit te voeren en apparatuur te bedienen. Conclusie:  Het leger bevindt zich vaak op het snijvlak van technologie, dus enkele van de meest geavanceerde toepassingen van PCB's zijn voor militaire en defensietoepassingen. De toepassingen van PCB's in het leger lopen sterk uiteen.

Aanvraag	Voorbeeld
Veiligheids- en beveiligingsapparatuur	● Beveiligingscamera's: ● Rookmelders: ● Elektronische deursloten ● Bewegingssensoren en inbraakalarmen
● Beveiligingscamera's: Beveiligingscamera's, of ze nu binnen of buiten worden gebruikt, vertrouwen op PCB's, evenals apparatuur die wordt gebruikt om beveiligingsbeelden te bewaken. ● Rookmelders: Rookmelders en andere soortgelijke apparaten, zoals koolmonoxidedetectoren, hebben betrouwbare printplaten nodig om te kunnen functioneren. ● Elektronische deursloten: Moderne elektronische deursloten bevatten ook printplaten. ● Bewegingssensoren en inbraakalarmen: Beveiligingssensoren die beweging detecteren, vertrouwen ook op PCB's. Conclusie:  PCB's spelen een essentiële rol in veel verschillende soorten beveiligingsapparatuur, vooral omdat meer van dit soort producten de mogelijkheid krijgen om verbinding te maken met internet.

Aanvraag	Voorbeeld
LEDs	● Residentiële verlichting ● Automobieldisplays ● Computer wordt weergegeven ● Medische verlichting ● Storefront verlichting
● Woonverlichting: LED-verlichting, inclusief slimme lampen, helpt huiseigenaren hun eigendom efficiënter te verlichten. ● Storefront verlichting: Bedrijven kunnen LED's gebruiken voor bewegwijzering en om hun winkels te verlichten. ● Automobielvertoningen: Dashboardindicatoren, koplampen, remlichten en meer kunnen LED-printplaten gebruiken. ● Computerschermen: LED-printplaten voeden veel indicatoren en displays op laptops en desktopcomputers. ● Medische verlichting: LED's geven helder licht en geven weinig warmte af, waardoor ze ideaal zijn voor medische toepassingen, vooral die gerelateerd aan chirurgie en spoedeisende geneeskunde. Conclusie:  Leds komen steeds vaker voor in een verscheidenheid aan toepassingen, wat betekent dat PCB's waarschijnlijk een meer prominente rol zullen blijven spelen bij verlichting.

Aanvraag	Voorbeeld
Lucht- en ruimtevaartcomponenten	● Voedingen ● Bewakingsapparatuur: ● Communicatieapparatuur
● Voedingen: PCB's zijn een belangrijk onderdeel van de apparatuur die verschillende vliegtuigen, verkeerstoren, satellieten en andere systemen aandrijft. ● Bewakingsapparatuur: Piloten gebruiken verschillende soorten bewakingsapparatuur, waaronder versnellingsmeters en druksensoren, om de functie van het vliegtuig te bewaken. Deze monitoren maken vaak gebruik van printplaten. ● Communicatie apparatuur: Communicatie met de grondleiding is een essentieel onderdeel van een veilige vliegreis. Deze kritische systemen zijn gebaseerd op PCB's. Conclusie:  De elektronica die in lucht- en ruimtevaarttoepassingen wordt gebruikt, stelt vergelijkbare eisen als die in de automobielsector, maar PCB's in de lucht- en ruimtevaart kunnen aan nog zwaardere omstandigheden worden blootgesteld. PCB's kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan lucht- en ruimtevaartapparatuur, waaronder vliegtuigen, spaceshuttles, satellieten en radiocommunicatiesystemen.

Aanvraag	Voorbeeld
industriële apparatuur	● Productieapparatuur ● Krachtapparatuur ● Meetapparatuur ● Interne apparaten
● Fabricage-apparatuur: Op PCB's gebaseerde elektronica drijven elektrische boren en persen aan die bij de productie worden gebruikt. ● Krachtapparatuur: De componenten die veel soorten industriële apparatuur aandrijven, gebruiken PCB's. Deze stroomapparatuur omvat DC-naar-AC-omvormers, apparatuur voor warmtekrachtkoppeling op zonne-energie en meer. ● Meetapparatuur: PCB's voeden vaak apparatuur die druk, temperatuur en andere factoren meet en regelt. Conclusie:  Naarmate robotica, industriële IoT-technologie en andere soorten geavanceerde technologie vaker voorkomen, ontstaan ​​er nieuwe toepassingen voor PCB's in de industriële sector.

Toepassingen	Voorbeeld
Maritieme toepassingen	● Navigatiesystemen ● Communicatie systemen ● Controlesystemen
● Navigatiesystemen: Veel zeeschepen vertrouwen op PCB's voor hun navigatiesystemen. U vindt PCB's in GPS- en radarsystemen en in andere apparatuur. ● Communicatiesystemen: De radiosystemen die bemanningen gebruiken om te communiceren met havens en andere schepen, hebben PCB's nodig. ● Controlesystemen: Veel van de besturingssystemen op zeeschepen, waaronder motormanagementsystemen, stroomdistributiesystemen en stuurautomaatsystemen, maken gebruik van PCB's. Conclusie:  Deze stuurautomaatsystemen kunnen helpen bij het stabiliseren van de boot, het manoeuvreren, het minimaliseren van koersfouten en het beheren van de roeractiviteit.

Aanvraag	Voorbeeld
Consumer Electronics	● Communicatie-apparaten ● Computers ● Entertainment-systemen ● Huishoudelijke apparaten
● Communicatie-apparaten: Smartphones, tablets, smartwatches, radio's en andere communicatieproducten hebben PCB's nodig om te functioneren. ● computers: Computers voor zowel persoonlijk als zakelijk zijn voorzien van PCB's. ● Entertainment systemen: Entertainmentgerelateerde producten zoals televisies, stereo's en videogameconsoles zijn allemaal afhankelijk van PCB's. ● Huishoudelijke apparaten: Veel huishoudelijke apparaten hebben ook elektronische componenten en printplaten, waaronder koelkasten, magnetrons en koffiezetapparaten. Conclusie:  Het gebruik van PCB's in consumentenproducten vertraagt ​​zeker niet. Het aandeel Amerikanen met een smartphone is nu 77 procent en groeit nog steeds. Veel apparaten die voorheen niet elektronisch waren, krijgen nu ook geavanceerde elektronische functionaliteit en worden onderdeel van het Internet of Things (IoT).

Aanvraag	Voorbeeld
Auto-onderdelen	● Entertainment- en navigatiesystemen ● Controlesystemen ● Sensoren
● Entertainment- en navigatiesystemen: Stereo's en systemen die navigatie en entertainment integreren, zijn afhankelijk van PCB's. ● Controlesystemen: Veel systemen die de basisfuncties van de auto besturen, zijn afhankelijk van elektronica die wordt aangedreven door PCB's. Deze omvatten motormanagementsystemen en brandstofregelaars. ● Sensoren: Naarmate auto's geavanceerder worden, voegen fabrikanten steeds meer sensoren toe. Deze sensoren kunnen blinde hoeken bewaken en bestuurders waarschuwen voor objecten in de buurt. PCB's zijn ook nodig voor de systemen waarmee auto's automatisch parallel kunnen parkeren. Conclusie:  Deze sensoren zorgen ervoor dat auto's zelfrijdend kunnen zijn. Naar verwachting zullen volledig autonome voertuigen in de toekomst gebruikelijk worden, daarom wordt er een groot aantal printplaten gebruikt.

Aanvraag	Voorbeeld
Telecommunicatieapparatuur	● Telecom-torens ● Office-communicatieapparatuur ● LED-displays en indicatoren
● Telecommorens: Zendmasten ontvangen en verzenden signalen van mobiele telefoons en vereisen PCB's die bestand zijn tegen buitenomgevingen. ● Kantoorcommunicatieapparatuur: Veel van de communicatieapparatuur die u op kantoor aantreft, vereist PCB's, inclusief telefoonschakelsystemen, modems, routers en Voice over Internet Protocol (VoIP) -apparaten. ● LED-displays en indicatoren: Telecomapparatuur omvat vaak LED-displays en indicatoren, die gebruik maken van PCB's. Conclusie:  De telecomindustrie evolueert voortdurend, net als de PCB's die de sector gebruikt. Naarmate we meer gegevens genereren en overdragen, worden krachtige PCB's nog belangrijker voor communicatie.

FMUSER weet dat elke industrie die elektronische apparatuur gebruikt, PCB's nodig heeft. Voor welke toepassing u uw printplaten ook gebruikt, het is belangrijk dat ze betrouwbaar, betaalbaar en ontworpen zijn om aan uw behoeften te voldoen. 

Als expert in het vervaardigen van PCB's van FM-radiozenders en als leverancier van audio- en videotransmissieoplossingen, weet FMUSER ook dat u op zoek bent naar hoogwaardige en goedkope PCB's voor uw FM-zender, dat is wat wij bieden, deze link onmiddellijk voor gratis vragen over printplaten!

▲BACK▲

PCB-assemblageprincipe: doorgaand gat versus opbouwmontage

In de afgelopen jaren, vooral op het gebied van halfgeleiders, is er een toenemende vraag naar meer functionaliteit, kleinere afmetingen en extra hulpprogramma's nodig. En er zijn twee methoden om componenten op een printplaat (PCB) te plaatsen, namelijk de Through-Hole Mounting (THM) en de Surface Mount Technology (SMT)., Ze variëren in verschillende functies, voor- en nadelen, laten we eens kijken een kijkje!

Doorlopende componenten

Er zijn twee soorten montagecomponenten met doorlopende gaten: 

Axiale leidingscomponenten - loop in een rechte lijn door een onderdeel (langs de "as"), waarbij het uiteinde van de geleidingsdraad aan beide uiteinden het onderdeel verlaat. Beide uiteinden worden vervolgens door twee afzonderlijke gaten op het bord geplaatst, waardoor het onderdeel een nauwere, vlakkere pasvorm krijgt. Deze componenten hebben de voorkeur bij het zoeken naar een goede, compacte pasvorm. Axiale leadconfiguratie kan komen in de vorm van koolstofweerstanden, elektrolytische condensatoren, zekeringen en lichtgevende diodes (LED's).

Radiale leidingcomponenten - uitsteken uit het bord, met de kabels aan één kant van het onderdeel. Radiale geleiders nemen minder oppervlak in beslag, waardoor ze de voorkeur hebben voor platen met een hoge dichtheid. Radiale componenten zijn verkrijgbaar als keramische schijfcondensatoren.

* Axiale leiding (boven) versus radiale leiding (onder)

Axiale leidingcomponenten lopen door een onderdeel in een rechte lijn ("axiaal"), waarbij elk uiteinde van de aansluitdraad aan beide uiteinden het onderdeel verlaat. Beide uiteinden worden vervolgens door twee afzonderlijke gaten in het bord geplaatst, waardoor het onderdeel dichter en vlakker past. 

Over het algemeen kan de axiale leadconfiguratie de vorm hebben van koolstofweerstanden, elektrolytische condensatoren, zekeringen en lichtgevende diodes (LED's).

Radiale leidingcomponenten daarentegen, steken uit het bord, aangezien de leidingen zich aan één kant van het onderdeel bevinden. Beide typen componenten met doorlopende gaten zijn "dubbele" leadcomponenten.

Radiale leidingcomponenten zijn beschikbaar als keramische schijfcondensatoren, terwijl de axiale leidingconfiguratie kan komen in de vorm van koolstofweerstanden, elektrolytische condensatoren, zekeringen en lichtgevende diodes (LED's).

En axiale leadcomponenten worden gebruikt vanwege hun behaaglijkheid op het bord, radiale leads nemen minder oppervlakte in beslag, waardoor ze beter zijn voor boards met een hoge dichtheid

Doorlopende montage (THM)
Through-hole montage is het proces waarbij componentkabels in geboorde gaten op een kale printplaat worden geplaatst, het is een soort van de voorloper van Surface Mount Technology. De doorlopende montagemethode, in een moderne assemblagefaciliteit, maar wordt nog steeds beschouwd als een secundaire operatie en wordt gebruikt sinds de introductie van computers van de tweede generatie. 

Het proces was standaardpraktijk tot de opkomst van Surface Mount Technology (SMT) in de jaren tachtig, op welk moment verwacht werd dat het through-hole volledig zou verdwijnen. Maar ondanks een sterke daling in populariteit door de jaren heen, is through-hole-technologie veerkrachtig gebleken in het tijdperk van SMT, met een aantal voordelen en nichetoepassingen: namelijk betrouwbaarheid, en daarom vervangt de through-hole-montage de oude to-point constructie.

* Wijs verbinding aan

Doorlopende componenten kunnen het best worden gebruikt voor producten met een hoge betrouwbaarheid die sterkere verbindingen tussen lagen vereisen. Terwijl SMT-componenten alleen worden vastgezet door middel van soldeer op het oppervlak van de printplaat, lopen doorlopende componentdraden door de printplaat, waardoor de componenten meer omgevingsbelasting kunnen weerstaan. Dit is de reden waarom through-hole-technologie vaak wordt gebruikt in militaire en ruimtevaartproducten die extreme versnellingen, botsingen of hoge temperaturen kunnen ervaren. Through-hole-technologie is ook nuttig bij test- en prototypetoepassingen die soms handmatige aanpassingen en vervanging vereisen.

Over het algemeen is het volledig verdwijnen van doorlopende gaten uit de PCB-assemblage een brede misvatting. Afgezien van de bovenstaande toepassingen voor through-hole-technologie, moet men altijd rekening houden met de factoren beschikbaarheid en kosten. Niet alle componenten zijn verkrijgbaar als SMD-pakketten en sommige componenten met doorlopende gaten zijn goedkoper.

Lees ook: Doorgaand gat versus opbouwmontage | Wat is het verschil?

Surface Mount-technologie (SMT)
SMT het proces waarbij componenten direct op het oppervlak van de printplaat worden gemonteerd. 

De Surface Mount-technologie stond oorspronkelijk bekend als 'planaire montage' rond 1960 en werd op grote schaal gebruikt in het midden van de jaren 80.

Tegenwoordig wordt vrijwel alle elektronische hardware vervaardigd met SMT. Het is essentieel geworden voor het ontwerp en de fabricage van PCB's, omdat het de kwaliteit en prestaties van PCB's in het algemeen heeft verbeterd en de kosten van verwerking en hantering aanzienlijk heeft verlaagd.  

De componenten die worden gebruikt voor Surface Mount-technologie zijn zogenaamde Surface Mount Packages (SMD). Deze componenten hebben leidingen onder of rond de verpakking. 

Er zijn veel verschillende soorten SMD-pakketten met verschillende vormen en gemaakt van verschillende materialen. Dit soort pakketten zijn onderverdeeld in verschillende categorieën. De categorie "Rechthoekige passieve componenten" omvat voornamelijk de standaard SMD-weerstanden en condensatoren. De categorieën “Small Outline Transistor” (SOT) en “Small Outline Diode” (SOD) worden gebruikt voor transistors en diodes. Er zijn ook pakketten die meestal worden gebruikt voor Integrated Circuits (IC's) zoals Op-Amps, Transceivers en Microcontrollers. Voorbeelden van pakketten die worden gebruikt voor IC's zijn: "Small Outline Integrated Circuit" (SOIC), "Quad Flat Pack" (QFN) en "Ball Grid Array" (BGA).

De hierboven genoemde pakketten zijn slechts enkele voorbeelden van de beschikbare SMD-pakketten. Er zijn veel meer soorten pakketten met verschillende varianten op de markt.

De belangrijkste verschillen tussen SMT en montage met doorlopende gaten zijn 
(a) SMT vereist geen gaten die door een PCB worden geboord
(b) SMT-componenten zijn veel kleiner
(c) SMT-componenten kunnen aan beide zijden van het bord worden gemonteerd. 

De mogelijkheid om een ​​groot aantal kleine componenten op een PCB te plaatsen, heeft geleid tot veel compactere, beter presterende en kleinere PCB's.

Kortom: het grootste verschil ten opzichte van through-hole montage is dat er geen gaten in de print hoeven te worden geboord om een ​​verbinding te maken tussen de sporen op de print en de componenten. 

De leidingen van de component maken direct contact met de zogenaamde PAD's op een printplaat. 

Through-hole component leads, die door het bord lopen en de lagen van een bord met elkaar verbinden, zijn vervangen door "vias" - kleine componenten die een geleidende verbinding mogelijk maken tussen de verschillende lagen van een PCB, en die in wezen fungeren als through-hole leads . Sommige componenten voor opbouwmontage, zoals BGA's, zijn beter presterende componenten met kortere kabels en meer verbindingspennen die hogere snelheden mogelijk maken. 

▲BACK▲

Delen is zorgzaam!

Laat een bericht achter 

Message List