Płyty układów sztywnych odpornych na wysokie temperatury i niezdolnych do deformacji

Apłyty drukowane sztywne (PCB)jest płaską, niespokojną płytą wykonaną z trwałych materiałów izolacyjnych, takich jak:Epoxy wzmocnione włóknem szklanym(zwykle FR-4), z przewodzącymi szlakami miedzi wygrawerowanymi na jego powierzchni.Sztywne płytki PCB stanowią podstawę montażu i podłączenia elementów elektrycznychW przeciwieństwie do elastycznych alternatyw, utrzymują one stały kształt pod obciążeniem, co sprawia, że są idealne dostabilne, wydajne aplikacjeNa przykład są one zaprojektowane tak, aby radzić sobie ze standardowymi warunkami środowiskowymi, takimi jak wahania temperatury i wstrząsy fizyczne, bez deformacji.

• Skład materiału:Głównie wykonane z laminacji takich jak FR-4, które zapewniają opóźnienia płomienia, dobrą izolację i stabilność termiczną (działające do 130-140 °C).
• Sztywność konstrukcyjna:Jak sama nazwa wskazuje, są sztywne i nieuchwytne, zapewniając doskonałą wytrzymałość mechaniczną do montażu komponentów i zapobiegając wypaczeniu podczas montażu lub użytkowania.
• Wydajność elektryczna:Ślady miedzi umożliwiają efektywne trasowanie sygnału przy minimalnych zakłóceniach, wspierając zastosowania o wysokiej prędkości i wysokiej częstotliwości ze względu na niską utratę sygnału i kontrolę impedancji.
• Trwałość i długowieczność:Odporność na wilgoć, substancje chemiczne i zużycie fizyczne, zapewniająca długą żywotność w wymagających środowiskach (np. w środowiskach przemysłowych).
• Elastyczność projektowania:Dostępne w konfiguracjach jednowarstwowych, dwuwarstwowych lub wielowarstwowych (do 30+ warstw), umożliwiających złożone konstrukcje obwodu przy zachowaniu opłacalności produkcji masowej.
• Łatwość montażuSkładniki można łatwo lutować za pomocą zautomatyzowanych procesów, takich jak technologia montażu powierzchniowego (SMT), co ułatwia produkcję dużych ilości.

-W porównaniu z elastycznymi PCB:Flex PCB wykorzystują gięte materiały, takie jak poliamid, co pozwala im dostosować się do zakrzywionych przestrzeni (np. w urządzeniach noszonych).

• Efektywność kosztowaObniżenie kosztów materiału i produkcji ze względu na prostszą produkcję i szeroką dostępność FR-4.
• Stabilność mechaniczna:Najlepiej nadaje się do ciężkich komponentów lub środowisk o wysokich wibracjach (np. systemy motoryzacyjne), zmniejszając ryzyko uszkodzenia.
• Zarządzanie cieplne:Wyższa rozpraszanie ciepła, kluczowe dla energochłonnych aplikacji, takich jak serwery, ponieważ sztywne materiały obsługują wyższe temperatury bez degradacji.

-W porównaniu z sztywnymi i elastycznymi PCB:Wzornictwo sztywne i elastyczne łączy sztywne i elastyczne sekcje dla złożonych układów oszczędzających przestrzeń (np. w składanych telefonach).

• Prostota i niezawodność:Łatwiejsza konstrukcja i mniejsza liczba punktów awarii (np. brak gięć elastycznych do zmęczenia), co prowadzi do wyższych wydajności w produkcji masowej.
• Wydajność dla aplikacji statycznych:W urządzeniach, w których ruch nie jest wymagany, sztywne deski zapewniają lepszą integralność sygnału i mniejsze zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), idealne dla sprzętu komputerowego.

-Ogólna wyższość:PCB sztywne są zazwyczaj tańsze, łatwiejsze do prototypowania i bardziej wytrzymałe do codziennej elektroniki, obejmując około 80% światowego rynku PCB.Są mniej podatne na problemy takie jak delaminacja lub awarie wywołane elastycznością, co czyni je bezpieczniejszym wyborem dla urządzeń konsumenckich i przemysłowych.

Twardy PCB jest wszechobecny w sprzęcie elektronicznym ze względu na swoją wszechstronność.

• Informatyka i komunikacja:Używane w płytkach głównych, modułach pamięci RAM i routerach (np. laptopach i serwerach) do szybkiego przetwarzania danych.
• Elektronika użytkowa:Znajdują się w smartfonach (płyty wewnętrzne), telewizorach, konsolach do gier i urządzeniach gospodarstwa domowego, takich jak lodówki, zapewniając niezawodne obwody dla interfejsów użytkownika.
• Systemy motoryzacyjne:Integracja z jednostkami sterującymi silnikiem (ECU), systemami informacyjno-rozrywkowymi i elementami bezpieczeństwa (np. poduszkami powietrznymi), w których trwałość przed wibracjami jest kluczowa.
• Sprzęt przemysłowy i medyczny:Zastosowane w sterownikach maszyn, źródłach zasilania i urządzeniach diagnostycznych (np. urządzeniach MRI) do stabilnej pracy w trudnych warunkach.
• Lotnictwo i obrona:Używane w systemach lotniczych, satelitarnych i radarowych ze względu na ich zdolność do wytrzymania ekstremalnych temperatur i wstrząsów.

• Projekt i przygotowanie materiału:Inżynierowie tworzą układ płyt PCB za pomocą oprogramowania CAD, a następnie wybierają i cięwają podłoże (np. laminat FR-4).
• Przeniesienie wzorów i etycja:Proces fotolitografii obejmuje nakładanie na miedź maski fotorezystycznej, po której następuje ekspozycja na promieniowanie UV w celu zdefiniowania wzoru obwodu.
• Wiertarka i pokrycie:Wykonuje się wiercenie otworów do przewodów i przewodów (połączeń między warstwami), a następnie elektroplastyzowanie miedzią w celu zapewnienia ciągłości elektrycznej i wzmocnienia konstrukcji.
• Wykorzystanie maski lutowej i jedwabnicy:Ochronna maska lutowa (zwykle zielona) jest stosowana w celu izolacji śladów i zapobiegania szortom, podczas gdy drukowanie jedwabnym dodaje etykiety do umieszczania i identyfikacji komponentów.
• Badanie i wykończenie:Automatyczne testy (np. kontrole ciągłości elektrycznej i AOI) weryfikują funkcjonalność.HASL lub ENIG dla odporności na korozję) przed lutowaniem komponentów przez lutowanie falowym lub SMT.

Proces ten trwa zazwyczaj od kilku dni do kilku tygodni, w zależności od złożoności, i podkreśla wydajność ‒ wytwarzanie płyt wysokiej jakości z minimalnymi wadami dla skalowalnej produkcji.