Основе ПЦБ-а

Шта је ПЦБ?

ПЦБ је бакарно ламинирана и непроводљива штампана плочица, у којој су све електричне и електронске компоненте повезане заједно у једну заједничку плочу са физичком потпором за све компоненте са базом плоче. Када се ПЦБ не развије, тада су све компоненте повезане жицом која повећава сложеност и смањује поузданост кола, на тај начин не можемо направити врло велико коло попут матичне плоче. У ПЦБ-у су све компоненте повезане без жица, све компоненте су повезане интерно, тако да ће смањити сложеност целокупног дизајна кола. ПЦБ се користи за обезбеђивање електричне енергије и повезивање између компонената, помоћу којих функционише онако како је дизајниран. ПЦБ се могу прилагодити било којим спецификацијама према корисничким захтевима. Може се наћи у многим електроничким уређајима попут; ТВ, мобилни, дигитална камера, рачунари попут; Графичке картице, матична плоча итд. Такође се користи у многим областима као што су; медицински уређаји, индустријске машине, аутомобилска индустрија, осветљење итд.

Врсте ПЦБ-а:

За коло постоји неколико врста ПЦБ-а. Од ових врста ПЦБ-а морамо одабрати одговарајући тип ПЦБ-а у складу са нашом апликацијом.

Једнослојна ПЦБ
Двослојни ПЦБ
Вишеслојна ПЦБ
Флексибилна ПЦБ
ПЦБ са алуминијумском подлогом
Флексибилна ПЦБ

1) једнослојна ПЦБ:

Једнослојна ПЦБ је такође позната и као једнострана ПЦБ. Ова врста ПЦБ-а је једноставна и најчешће коришћена ПЦБ, јер је ове ПЦБ лако дизајнирати и израдити. Једна страна ове ПЦБ је пресвучена слојем било ког проводног материјала. Генерално, бакар се користи као проводни материјал за ПЦБ, јер бакар има врло добре проводне карактеристике. Слој маске за лемљење користи се за заштиту ПЦБ-а од оксидације праћен свиленом мрежом да би се обележиле све компоненте на ПЦБ-у. У овој врсти ПЦБ-а, само једна страна ПЦБ-а користи се за повезивање различитих врста електричних или електроничких компонената попут отпорника, кондензатора, индуктора итд. Те компоненте су залемљене. Ове ПЦБ се користе у јефтиним производима као што су калкулатори, радио, штампачи и ССД уређаји.

2) двослојна ПЦБ:

Двослојни ПЦБ је такође познат и као двострани ПЦБ. Као што и само име говори, код ове врсте ПЦБ-а танки слој проводног материјала, попут бакра, наноси се на горњу и доњу страну плоче. У ПЦБ-у, на различитом слоју плоче, састоје се пролаз, који има два јастучића у одговарајућем положају на различитим слојевима. Они су електрично повезани рупом кроз плочу, што је приказано на слици-2б. Флексибилнији, релативно нижи трошкови и најважнија предност ове врсте ПЦБ плоча је смањена величина која чини склоп компактним. Ова врста ПЦБ се углавном користи у индустријским контролама, претварачима, УПС систему, ХВАЦ апликацији, телефону, појачалу и системима за надзор напајања.

3) вишеслојна ПЦБ:

Вишеслојна ПЦБ има више од два слоја. То значи да ова врста ПЦБ-а има најмање три проводљива слоја бакра. За причвршћивање даске лепак се ставља између изолационог слоја што осигурава да вишак топлоте неће оштетити ниједну компоненту кола. Овај тип дизајнирања ПЦБ-а је веома сложен и користи се у врло сложеним и великим електричним задацима у врло малом простору и компактном колу. Ова врста ПЦБ-а користи се у великим апликацијама попут ГПС технологије, сателитског система, медицинске опреме, сервера датотека и складишта података.

4) Флексибилна ПЦБ:

Флексибилна ПЦБ је такође позната и као Флек склоп. Ова врста ПЦБ-а користила је флексибилни пластични материјал попут полимида, ПЕЕК (полиетер етар кетон) или прозирног проводљивог полиестерског филма. Штампана плоча је углавном пресавијена или увијена. Ово је врло сложен тип ПЦБ-а и такође садржи различит распон слојева попут једностраног флексибилног кола, двостраног флексибилног кола и вишесмерног флексибилног кола. Флек коло се користи у органским диодама које емитују светлост, производњи ЛЦД-а, флексибилним соларним ћелијама, аутомобилској индустрији, ћелијским телефонима, фотоапаратима и сложеним електроничким уређајима попут лаптопа.

5) Чврста ПЦБ:

Чврсти ПЦБ су направљени од чврстог материјала који не дозвољава увијање ПЦБ-а. Као и флексибилне ПЦБ, и круте ПЦБ имају различиту конфигурацију слојева попут једнослојних, двослојних и вишеслојних крутих ПЦБ-а. Облик ове ПЦБ се не мења након инсталације. Ова ПЦБ се не може савијати у складу са обликом основе, због чега је ова ПЦБ позната као РИГИД ПЦБ. Животни век ове врсте ПЦБ-а је веома висок, па се користи у многим деловима рачунара попут РАМ-а, ГПУ-а и ЦПУ-а. Једноставног дизајна и најчешће коришћене и најчешће произведене ПЦБ су једностране круте ПЦБ. Вишеслојна крута ПЦБ може бити компактнија садржавањем 9-10 слојева.

6) Флексибилна ПЦБ:

Комбинација флексибилног и крутог кола је најважнија плоча. Флек-круте плоче састоје се од више слојева флексибилне ПЦБ-а причвршћене за бројне круте слојеве ПЦБ-а. Флек-крута плоча је приказана на слици. Користи се у мобилним телефонима, дигиталним фотоапаратима, аутомобилима итд.

Врсте ПЦБ-а према систему монтирања

ПЦБ кроз рупу
Површински монтирана ПЦБ

1) ПЦБ кроз рупу:

У овој врсти ПЦБ-а морамо направити рупу помоћу сврдла на ПЦБ-у. У ове рупе су каблови компонената монтирани и залемљени на плочице смештене на супротној страни ПЦБ-а. Ова технологија је најкориснија јер даје више механичке потпоре електричним компонентама и врло поуздану технологију за монтирање компонената, али бушење у ПЦБ-у чини је скупљом. У једнослојном ПЦБ-у ову технологију монтирања је једноставно применити, али у случају двослојног и вишеслојног ПЦБ-а рупа је тежа.

2) Површински монтирана ПЦБ:

У овој врсти ПЦБ-а компоненте су мале величине јер ове компоненте имају врло мали кабел или нису потребни каблови за монтирање на плочу. Овде су, у овој технологији, СМД компоненте директно постављене на површину плоче и не захтевају рупу на плочи.

Различити делови ПЦБ-а:

Подлога: Подлога није ништа друго до комад бакра на који се монтирају олови компонената и на којем се леми. Подлога пружа механичку потпору компонентама.

Траг: У ПЦБ-у компоненте нису повезане помоћу жица. Све компоненте су повезане проводним материјалом попут бакра. Овај бакарни део ПЦБ-а који се користи за повезивање свих компоненти познат као траг. Траг изгледа као испод слике.

Слојеви: Према апликацији, цени и расположивом простору кола, корисник може одабрати слој ПЦБ-а. Најједноставнија у изради, једноставна за пројектовање и најкориснија у свакодневном животу је једнослојна ПЦБ. Али за врло велика и сложена кола, двослојна ПЦБ или вишеслојна ПЦБ су најпожељнија у поређењу са једнослојном ПЦБ-ом. Сада се у вишеслојном ПЦБ-у дневно може повезати 10-12 слојева, а најважнија ствар је комуникација између компонената у различитим слојевима.

Свилени слој: Свилени слој се користи за штампу линија, текста или било које друге слике на површини ПЦБ-а. Обично се за ситотисак користи епоксидно мастило. Свилени слој се може користити у горњем и / или доњем слоју ПЦБ-а у складу са захтевима корисника који је познат под називом свилени сито ТОП и свила ДОНО.

Горњи и доњи слој: У горњи слој ПЦБ-а све компоненте су монтиране у овај слој ПЦБ-а. Генерално, овај слој је зелене боје. У доњем слоју ПЦБ-а, све компоненте су залемљене кроз отвор, а олово компоненти је познато као доњи слој ПЦБ-а. Понекад је у горњем и / или доњем слоју ПЦБ пресвучен слојем зелене боје, који је познат као маска за лемљење.

Маска за лемљење: На врху бакарног слоја налази се један додатни слој који се назива Солдер Маск. Овај слој углавном има зелену боју, али може бити било које боје. Овај изолациони слој служи за спречавање случајног контакта јастучића са другим проводљивим материјалом на ПЦБ-у.

ПЦБ материјали:

Главни елемент је диелектрична подлога која је крута или флексибилна. Ова диелектрична подлога се користи са проводним материјалом попут бакра. Као диелектрични материјал користе се стаклени епоксидни ламинати или композитни материјали.

1) ФР4:

ФР је постоље за ФИРЕ РЕТАРДЕНТ. За све врсте производње ПЦБ-а, најчешћи стаклени слој је ФР4. Заснован на тканим стаклено-епоксидним једињењима, ФР4 је композитни материјал који је најкориснији јер пружа врло добру механичку чврстоћу.

ФР4	Темп. Стакла
Стандард	130	Најчешћи и широко коришћени Најјефтинији
Са већом темп. Стаклене транзиције.	170-180	Компатибилан са технологијом преливања без олова
Без халогена	-	Компатибилан са технологијом преливања без олова

2) ФР-1 и ФР-2:

Овај материјал је направљен од папира и фенолних једињења и користи се само за једнослојне ПЦБ. И ФР1 и ФР2 имају сличне карактеристике, једина разлика је температура преласка стакла. ФР1 има вишу температуру преласка у стакло у поређењу са ФР2. Ови материјали су такође подељени на стандардне, без халогена и нехидрофобне.

3) ЦЕМ-1:

Ови материјали су направљени од папира и двослојних стаклених епоксидних и фенолних једињења, а користи се само за једностране ПЦБ. ЦЕМ-1 се може користити уместо ФР4, али цена ЦЕМ1 је виша од ФР4.

4) ЦЕМ-3:

овај материјал је бело обојено стаклено епоксидно једињење које се углавном користи у двослојном ПЦБ-у. ЦЕМ-3 има мању механичку чврстоћу у поређењу са ФР4, али је јефтинији од ФР4. Дакле, ово је добра алтернатива ФР4.

5) Полиимид:

Овај материјал се користи у флексибилним ПЦБ-има. Овај материјал је направљен од кептона, Роџера, Дупонта. Овај материјал има добра електрична својства, благост, широк опсег температура и високу хемијску отпорност. Радна температура овог материјала је -200 Ц до 300 Ц.

6) Препрег:

Препрег значи претходно импрегнирани. То је стаклопластика импрегнирана смолом. Ове смоле су претходно осушене, тако да када се загреју, теку, лепе се и потпуно потапају. Препрег има лепљиви слој који даје чврстоћу сличну ФР4. Постоје многе верзије овог материјала према садржају смоле, СР - стандардна смола, МР - средња смола и ХР - висока смола. Ово се бира према потребној дебљини, структури слоја и импеданси. Овај материјал је такође доступан у високој температури преласка стакла и без халогена.

Софтвер за пројектовање ПЦБ-а:

Испод су неки од најпопуларнијих софтвера за дизајн ПЦБ-а. Овде можете сазнати више о овом софтверу за дизајн ПЦБ-а.

Орао:

ЕАГЛЕ је најпопуларнији и најлакши начин за дизајн ПЦБ-а. ЕАГЛЕ је скраћеница од Лако применљиви графички распоред уређивача који је претходно развио ЦадСофт Цомпутер, а тренутно је Аутодеск програмер овог софтвера. За дизајнирање дијаграма кола, ЕАГЛЕ има уређивач шема. ЕАГЛЕ екстензија датотеке је.СЦХ и различити делови и компоненте су дефинисани у екстензији.ЛБР. Екстензија датотеке датотеке је.БРД.

Мултисим:

Мултисим је такође врло моћан и лак за учење софтвер. Који је првобитно развио Елецтроницс Воркбенцх, а сада је одељење Натионал Инструментс (НИ). Укључује симулацију микроконтролера (МултиМЦУ) и интегрисане функције увоза извоза у софтвер за распоред ПЦБ-а. Овај софтвер се широко користи у академским и такође у индустрији за кружно образовање.

ЕасиЕДА:

ЕасиЕДА је софтвер који се користи за дизајнирање и симулацију кола. Овај софтвер је интегрисани алат за схематско хватање, симулацију СПИЦЕ кола, заснован на распореду Нгспице и ПЦБ. Најважнија предност овог софтвера је та што је софтвер заснован на мрежи и користи се у прозору прегледача. Дакле, овај софтвер је независан од ОС-а.

Алтиум Десигнер:

Овај софтвер је развила аустралијска софтверска компанија Алтиум Лимитед. Главна карактеристика овог софтвера је шематско снимање, 3Д дизајн ПЦБ-а, развој ФПГА-е и управљање издавањем / подацима. Ово је први софтвер који нуди 3Д визуализацију и проверу клиренса ПЦБ-а директно из ПЦБ едитор-а.

КиЦад: Овај софтвер је развио Јеан-Пиерре Цхаррас. Овај софтвер има алате који могу створити БоМ (Предмет материјала), уметничко дело и 3Д приказ ПЦБ-а као и све компоненте које се користе у колу. Многе компоненте су доступне у библиотеци овог софтвера, а постоји и функција коју корисник може додати својим прилагођеним компонентама. Овај софтвер подржава многе људске језике.

ЦирцуитМакер: Овај софтвер је такође развио Алтиум. Уређивач шема овог софтвера укључује постављање основних компонената и овај софтвер се користи за дизајнирање напредних вишеканалних и хијерархијских шема. Сва шема се отпрема на сервер и ове датотеке су доступне за преглед свима, под условом да вам је потребан рачун ЦирцуитМакер.