印刷電路板:
印刷電路板(PCB)是物理基礎(chǔ)或可以焊接電子元件的平臺,銅跡線將這些元件相互連接,使印刷電路板(PCB)按照設(shè)計的方式發(fā)揮其功能。
印刷電路板是電子設(shè)備的核心,它可以是任何形狀和尺寸,具體取決于電子設(shè)備的應用。 PCB的最常見的基底/基底材料是FR-4。基于FR-4的PCB通常存在于許多電子設(shè)備中,并且其制造是常見的。與多層PCB相比,單面和雙面PCB易于制造。
FR-4 PCB由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂制成與層壓銅包層相結(jié)合。復雜多層(最多12層)PCB的一些主要示例是計算機圖形卡,主板,微處理器板,FPGA,CPLD,硬盤驅(qū)動器,RF LNA,衛(wèi)星通信天線饋電,開關(guān)模式電源,Android手機等等。還有許多例子,其中使用簡單的單層和雙層PCB,如CRT電視,模擬示波器,手持式計算器,計算機鼠標,F(xiàn)M無線電電路。
PCB的應用:
1。醫(yī)療設(shè)備:
今天的進步是醫(yī)學科學完全是因為電子行業(yè)的快速增長。大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備,如pH計,心跳傳感器,溫度測量,心電圖/腦電圖機,核磁共振成像儀,X射線,CT掃描,血壓機,血糖水平測量設(shè)備,培養(yǎng)箱,微生物設(shè)備和許多其他設(shè)備是單獨的基于電子PCB。這些PCB通常是致密的并且具有小的形狀因子。密集意味著更小的SMT元件放置在更小尺寸的PCB中。這些醫(yī)療設(shè)備做得更小,便于攜帶,重量輕,易于操作。
2。工業(yè)設(shè)備。
PCBs也廣泛用于制造業(yè),工廠,迫在眉睫的工廠。這些行業(yè)擁有高功率機械設(shè)備,這些設(shè)備由高功率運行且需要高電流的電路驅(qū)動。為此,在PCB上層壓了厚厚的銅層,這與復雜的電子PCB不同,這些高功率PCB的電流高達100安培。這在電弧焊,大型伺服電機驅(qū)動器,鉛酸電池充電器,軍用工業(yè),服裝棉花隱約機等應用中尤為重要。
3。照明。
在照明方面,世界正朝著節(jié)能解決方案的方向發(fā)展。這些鹵素燈泡現(xiàn)在很少被發(fā)現(xiàn),但現(xiàn)在我們看到周圍的LED燈和高強度LED。這些小型LED可提供高亮度的光,并安裝在基于鋁基板的PCB上。鋁具有吸收熱量并在空氣中消散的特性。因此,由于高功率,這些鋁PCB通常用于LED燈電路中等和高功率LED電路。
4。汽車和航空航天工業(yè)。
PCB的另一個應用是汽車和航空航天工業(yè)。這里常見的因素是飛機或汽車運動時產(chǎn)生的混響。因此,為了滿足這些高力振動,PCB變得靈活。因此使用一種稱為Flex PCB的PCB。柔性PCB可以承受高振動并且重量輕,這可以減少航天器的總重量。這些柔性PCB也可以在狹窄的空間內(nèi)進行調(diào)整,這也是一個很大的優(yōu)勢。這些柔性PCB用作連接器,接口,并且可以在緊湊的空間中組裝,如面板后面,儀表板下面等。還使用了剛?cè)峤Y(jié)合PCB的組合。
PCB類型:
印刷電路板(PCB)分為8大類。它們是
單面PCB:
單面PCB的組件僅安裝在一側(cè),另一側(cè)用于銅線。將薄銅箔層施加到一側(cè)RF-4基板上,然后施加焊接掩模以提供絕緣。最后,應用絲網(wǎng)印刷提供PCB上的C1,R1等元件標記信息。這些單層PCB非常容易大規(guī)模設(shè)計和制造,市場需求量大,購買起來也很便宜。非常常用于家用產(chǎn)品,如榨汁機/攪拌機,充電風扇,計算器,小型電池充電器,玩具,電視遙控器等。
雙層PCB:
雙面PCB是應用銅層的PCB在董事會的兩邊。鉆孔,帶引線的THT元件安裝在這些孔內(nèi)。這些孔通過銅軌道將一側(cè)部件連接到另一側(cè)部件。元件引線穿過孔,多余的引線被切割器切割,引線焊接在孔上。這一切都是手動完成的。還可以有SMT元件以及2層PCB的THT元件。 SMT元件不需要孔,但PCB上制作焊盤,通過回流焊接將SMT部件固定在PCB上。 SMT元件在PCB上占用的空間非常小,因此可以在電路板上使用更多的自由空間來實現(xiàn)更多功能。雙面PCB用于電源,放大器,直流電機驅(qū)動器,儀表電路等。
多層PCB:
多層PCB由多層2層PCB制成,夾在介電絕緣層之間,確保板和元件均為沒有因過熱而損壞。多層PCB有各種外形尺寸和不同層,從4層PCB到12層PCB。層越多,電路越復雜,PCB布局設(shè)計越復雜。
多層PCB通常具有獨立的接地層,電源層,高速信號層,信號完整性考慮,熱管理。常見的應用是軍事要求,航空航天和航空航天電子,衛(wèi)星通信,導航電子,GPS跟蹤,雷達,數(shù)字信號處理和圖像處理。
剛性PCB:
所有的上面討論的PCB類型屬于剛性PCB類別。剛性PCB具有固體基材,如FR-4,Rogers,酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂。這些板不會彎曲和扭曲,但可以保持多年的形狀長達10年或20年。這就是為什么許多電子設(shè)備的壽命很長,因為剛性PCB的剛度,堅固性和剛性。計算機和筆記本電腦的PCB是剛性的,許多家庭常用的電視,LCD,LED電視都是由剛性PCB制成。所有上述單面,雙面和多層PCB應用也適用于剛性PCB。
Flex PCB:
柔性PCB或柔性PCB不是剛性的,但它很靈活,可以輕松彎曲。它們具有彈性,具有高耐熱性和優(yōu)異的電氣特性。 Flex PCB的基板材料取決于性能和成本。 Flex PCB的常見基板材料是聚酰胺(PI)膜,聚酯(PET)膜,PEN和PTFE。
Flex PCB的制造成本不僅僅是剛性PCB。它們可以折疊或纏繞在角落里。與對應的剛性PCB相比,它們占用的空間更少。它們重量輕但撕裂強度非常低。
Rigid-Flex PCB:
剛性和柔性PCB的組合在許多空間和重量受限的應用中非常重要。例如,在相機中,電路很復雜,但剛性和柔性PCB的組合將減少部件數(shù)量并減小PCB尺寸。兩個PCB的布線也可以組合在單個PCB上。常見的應用是數(shù)碼相機,手機,汽車,筆記本電腦以及那些具有移動部件的設(shè)備
高速PCB:
高速或高頻PCB是用于涉及頻率高于1GHz的信號通信的應用的PCB。在這種情況下,信號完整性問題發(fā)揮作用。應仔細選擇高頻PCB基板的材料,以滿足設(shè)計要求。
常用材料為聚亞苯基(PPO)和聚四氟乙烯。它具有穩(wěn)定的介電常數(shù)和小的介電損耗。它們吸水率低但成本高。
許多其他介電材料具有可變介電常數(shù),導致阻抗變化,從而扭曲諧波和數(shù)字信號丟失以及信號完整性損失
鋁PCB:
鋁基PCBs基板材料具有有效散熱能的特性。由于低熱阻,鋁基PCB冷卻比其對應的銅基PCB更有效。它散發(fā)在空氣中以及PCB板的熱結(jié)區(qū)域中的熱量。
許多LED燈電路,高亮度LED由鋁背襯PCB制成。
鋁是一種豐富的金屬及其開采價格低廉,因此PCB成本也很低。鋁是可回收的,也沒有毒性,因此對環(huán)境友好。鋁是堅固耐用的,因此減少了制造,運輸和裝配過程中的損壞
所有這些特性使得鋁基PCB有利于電機控制器,重型電池充電器和高亮度LED燈等高電流應用。
結(jié)論:
近年來,PCB已從簡單發(fā)展單層版本適用于更復雜的系統(tǒng),例如高頻Teflon PCB。
PCB現(xiàn)在幾乎遍及現(xiàn)代技術(shù)和不斷發(fā)展的科學的每個領(lǐng)域。微生物學,微電子學,納米科學技術(shù),航空航天工業(yè),軍事,航空電子,機器人技術(shù),人工智能等領(lǐng)域都是基于各種形式的印刷電路板(PCB)的構(gòu)建模塊。
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