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que es la definición de un PCB tablero?
2020/11/02

Qué está aPrintado placa de circuito (PCB)? Cómo ¿Está hecho? Qué ¿Lo hace?

a PCB no es solo una estructura diseñada para mantener los componentes electrónicos fijos y anclado. sus funcionalidades son más profundas y abarcan varios criterios. un interesante viaje para descubrir los circuitos impresos.

Printed Circuit Board

Diseño de PCB: Introducción
El los diseñadores de hace 40 años eran verdaderos héroes. Ellos no tenia computadoras o software para el diseño de placas de circuitos impresos. Sin embargo, hicieron alta calidad PCB, incluso para diseños y esquemas muy complejos.
Obviamente, en ese momento, no había circuitos y alta frecuencia necesidades de nuestros días. El productos manufacturados, ambos de una cara PCB y PCB de doble cara, pudieron satisfacer la mayoría de las necesidades de los clientes, incluso los más sofisticados.
hoy el discurso es completamente diferente. El alta calidad y rendimiento de los dispositivos electrónicos, la alta frecuencia, la miniaturización, y thevery Un gran número de componentes significa que el resultado final debe ser extremadamente sofisticado.
PCB diseño y creación de nuevos PCBs implica la construcción profesional de fábricas, gracias al uso de maquinaria especializada. es impensable, de hecho, manualmente crear circuitos impresos complejos de 4, 6 u 8 capas. Considere, por ejemplo, la alta tecnología contenida en los últimos modelos. de placas base de ordenador.


tipos de PCB o circuito impreso
existen diferentes tipos de PCB, dependiendo de las aplicaciones requeridas. Entre los más extendidos e importantes son los con:

Types of PCB


- monocapa

-doble capa

- multicapa

- flexible

- con aluminio apoyo, etc.

El el tipo más simple y barato es obviamente, el monocapa uno. El doble capa (o de doble cara) PCB es ya considerablemente más complejo y capaz de resolver varios problemas. está compuesto de dos capas delgadas de conductor alrededor de un material aislante.
El almohadillas (enlazadas juntas) debe coincidir perfectamente en los dos niveles. TheMultilayer PCB consta de al menos tres capas de material conductor. Este tipo permite realizaciones muy complejas, permitiendo extremadamente compacta montaje. flexibles PCB utilice un material plástico flexible y puede contener incluso varias capas. se utiliza en varios campos de aplicación.


tipos de PCB para diferentes fines y aplicaciones

Los circuitos electrónicos son muy diferentes. PCB diferir de entre sí en frecuencias de operación, velocidades de operación, potencias de corriente, para uso en el sector automotriz o doméstico, formical aplicaciones y más. Este la primera distinción ya es suficiente comprender la necesidad de un enfoque de implementación diferente.
dependiendo del uso final del dispositivo, los analistas deberán evaluar de manera diferente los criterios de diseño de una PCB. los circuitos necesitan ser examinados sobre diferentes escenarios prácticos y técnicos.
El el volumen de solicitudes y la reducción de los tiempos de espera también cambian cada vez más el PCB producción mercado. hoy el método de producción de circuito impreso tableros es extremadamente complejo.
Debido a las dimensiones muy pequeñas de los diversos elementos (por ejemplo, trazas y orificios), los sistemas de trabajo se apoyan en una instrumentación igualmente sofisticada:

- microscopios

- rayos X

- escáneres hr para control Gerber archivos

- metalográfico procesos

- láseres, etc.

todas las fases de diseño son seguidas por ordenadores y maquinaria programada. El la calidad final no la dicta únicamente del cliente necesidades pero también deben ser sometidas a la más estricta conformidad controles para la obtención de certificaciones.

De una cara PCB

Una cara tableros todavía constituyen una proporción significativa del placas de circuito. en la década anterior en Estados Unidos, contabilizaron por aproximadamente 70 % del volumen de producción de tableros en términos cuantitativos, sin embargo, sólo sobre 10 % en valor. en el Reino Unido, estos cuenta de tableros forabout una cuarta parte de toda la producción.

El ruta de fabricacion de una cara tableros tradicionalmente incluyen perforación, fotolitografía, grabado de láminas de cobre, protección de superficies y preparación para soldar y separar piezas de trabajo. El costo de tableros de una cara es 0,1 - 0,2 del costo de doble cara tableros, que los hace bastante competitivo, especialmente en el campo de la electrónica de consumo.

Sin embargo, tenga en cuenta que para los dispositivos electrónicos modernos, incluso para uso doméstico, los tableros de una cara a menudo requieren un fresado de contorno, la aplicación ofprotective revestimientos de enmascaramiento, y sus el montaje se realiza con los cristales colocándose directamente sobre la placa o mediante montaje en superficie.

single-siaded PCB

Doble cara PCB

Doble cara Actualmente, los directorios representan una parte significativa de la producción del tablero, por ejemplo en el Reino Unido hasta 47 %. Sin fingiendo no ser ambiguo, pero basándonos únicamente en nuestras propias estadísticas de los últimos tres años, podemos estimar cuota de doble cara tableros en la producción rusa en 65 - 75 %.


tanta atención de los desarrolladores a esto tipo de placa base se explica por una especie de compromiso entre sus costo relativamente bajo y bastante alto capacidades.

El proceso de fabricación para de doble cara tableros, así como de una cara, es parte del proceso de fabricación más general de Multicapa PCB. Sin embargo, para doble cara tableros, no se requiere el prensado de las capas, es mucho más fácil de limpiar los agujeros después de la perforación.

al mismo tiempo, para la mayoría de doble cara tableros en el extranjero, el "conductor / brecha" las normas de diseño son 0,25 / 0,25 mm (40 % del volumen de salida), 0,2 / 0,2 mm (18 %) y 0,15 / 0,15 mm (18 %).

Este permite utilizar estos tableros para la fabricación de una amplia gama de productos modernos; ellos son muy adecuados tanto para orificio pasante ysuperficie montaje.

Double-sided PCB

flexible PCB

El uso de materiales dieléctricos flexibles para la fabricación de PCB proporciona tanto el diseñador como el usuario de dispositivos electrónicos con un número único posibilidades. Este es, ante todo, una reducción del tamaño y peso de estructura, aumento de la eficiencia del montaje, aumento de las características eléctricas, transferencia de calor y confiabilidad general.

Si tomamos en cuenta la propiedad principal de tales juntas - flexibilidad dinámica - queda claro que el ámbito de aplicación cada vez mayor de suchboards en automóviles, electrodomésticos, medicina, defensa e ingeniería aeroespacial, computadoras, sistemas de control industrial y a bordo sistemas se convierte en claro.

Flexible PCB

placas de circuito impreso flexibles (FPC) se fabrica en poliimida orMylar película. Por lo tanto, puede deformarse fácilmente incluso después de la formación de aconductivo patrón. más flexible PCB los diseños son similares a los rígidos PCB diseños.

Una cara PCB son los más comunes en esto clase de tableros como theyexhibit la mejor flexibilidad dinámica. El almohadillas de contacto de estas placas en un lado; el cobre se utiliza con mayor frecuencia como material de lámina conductora.


Rígido-flexible PCB

Rígido-flexible PCB tiene diseños híbridos y contiene bases rígidas y flexibles, unidas entre sí en un solo conjunto y conectado eléctricamente byplated agujeros. Ellos son más comunes en equipos de defensa, pero applicationis también expandiéndose en electrónica industrial.


De alta densidad PCB

una característica de la producción moderna de dispositivos electrónicos es uso generalizado de circuitos integrados grandes y muy grandes (LSI y VLSI). al mismo tiempo, el número de terminales de cada circuito aumenta significativamente, la distancia entre los terminales disminuye de 2,5 mm hasta 0,625 mm o menos.

Rigid-flexible PCB

instalación de multipolo LSI y VLSI envolventes en placas de circuito impreso es técnica y económicamente más eficiente no en orificios pasantes, almohadillas de contacto ubicadas en la superficie de placas de circuito impreso.

Este explica la transición cada vez más generalizada componentes de montaje en agujeros (PTH - plateado a través Agujero) al montaje en superficie tecnología (SMT - montaje en superficie Tecnología).

al mismo tiempo, en la actualidad, en la mayoría de los bloques electrónicos en serie, bothsurface montaje y montaje agujeros pasantes se utilizan.

Este es porque algunos de los componentes no son adecuados para montaje en superficie. Además, en dispositivos que operan en condiciones de sobrecargas de choque y vibración, se prefiere el montaje a través de orificios porque de las fijaciones más fiables de componentes.

El proceso de ensamblaje de elementos en el RP no difiere significativamente de los procesos estándar. el montaje en agujeros y en la superficie es posible usando soldadura manual, soldadura por ola, horno de convección e infrarrojos única cosa que necesita ser tomada en cuenta cuando conformación e instalación de elementos es que las láminas de montaje están empotradas en 0.1 mm en relación con el tablero superficie.

High-density PCB

Qué es el conductor patrón?

El tablero sí mismo es un material aislante e inelástico. (Hay también flexibles PCB) El conexiones delgadas que se ven en la superficie de la placa arePart de la lámina conductora que cubre todo el tablero al comienzo del fase de producción.

Este la lámina conductora está parcialmente grabada y el cobre restante una red. Estos las rutas se denominan patrón conductor y proporcionan Conexión eléctrica entre las partes electrónicas montadas en la PCB.

es la máscara que da PCB's verde, azul, rojo o marrón. Este mascarilla es una capa aislante y protectora que protege thethin caminos de cobre y evita la soldadura tocar nada que no sea theconnection puntos de componentes.

la serigrafía está impresa en la máscara de soldadura. Este es la impresión de texto y símbolos en el PCB, indicando la ubicación de los diferentes componentes. para ser ensamblado. también puede denominarse leyenda.

circuito impreso por método de transferencia de calor

El La calidad de impresión de las fotocopiadoras e impresoras láser es muy buena. Sin embargo, ellos puede imprimir en materiales delgados como papel, papel de calco y acetato. como estos dispositivos no puede imprimir directamente sobre la placa de cobre, se utiliza el material de transferencia.

El El diagrama de circuito se imprime en papel de transferencia, se calienta y se transfiere a una placa de cobre. en esto método, la función de la transferencia materialis para sujetar la pintura en polvo (tóner) y transferirlo a la placa de cobre cuando itis calentado.


expliquemos brevemente el método de transferencia de calor en términos de sustancias .

El El diagrama de circuito impreso se prepara mediante un programa de dibujo. Desde el papel de transferencia se doblará y se pegará en la placa de cobre, las guías se colocarán aproximadamente 1 cm o 0.4 pulgadas fuera del circuito límites en el dibujo.

después de imprimir en un papel en blanco, el material de transferencia se pega directrices e impresas de nuevo. en el método propuesto, las líneas entre las directrices están cubiertas con cinta adhesiva.

después de limpiar la placa de cobre, el material de transferencia se pliega y se une en el plato. El plancha se plancha a la temperatura más alta (3ª etapa) sin vapor para 3 - 5 minutos.

después de que la placa de cobre se enfríe durante unos minutos en agua, las bandas se retiran y el material de transferencia se separa lentamente de theplate. el papel estucado se disuelve en agua durante esto proceso. Circuito impreso los caminos se forman fundiendo la placa en ácido.


Cómo placas de circuito impreso se producen?

proceso productivo

antes de explorar el PCI proceso de fabricación, es importante dejarlo claro que los pasos descritos en este El artículo puede variar entre fabricantes. cada empresa tiene sus procedimientos estipulados de acuerdo con su estructura y método de trabajo. Nosotros pretende mostrar cómo circuitos impresos placas producido genéricamente.


perforación

Con el PCI proyecto debidamente revisado, el primer procedimiento de fabricación está perforando. agrupados en grandes paneles, varias placas fibrosas (que formarán las capas del PCI) son perforados por grandes máquinas - algunos de los cuales son capaces de sobrepasar hasta seis paneles al mismo tiempo.

Se puede colocar una fina hoja de papel de aluminio sobre los paneles para absorber y ayudar. en la distribución del calor provocado por la perforación, evitando posible daños en la placa. El El número de taladros utilizados por las máquinas puede variar, pero en general, tienen cartuchos con 120 taladros.

baño químico y de cobre

después de retirar el papel de aluminio, se limpian los paneles. en esta etapa del proceso, las placas desaparecen contacto con corrientes eléctricas, restringidas al contacto con sustancias químicas Las sustancias utilizados se eligen según el material de las placas y películas metálicas.

Luego, los PCI todavía agrupados ir a contenedores llenos de cobre. Así, toda el área de las placas, incluido el interior de los orificios abiertos en la perforación, recibirá una capa muy fina de este metal.


Fotorresistente aplicación de película

El el siguiente paso es la aplicación de un fotorresistente película, un material sensible a la luz que tiene como objetivo crear un recubrimiento para proteger la capa de cobre de los PCI de la acción de los rayos uv, evitando posibles oxidaciones y cortocircuitos.

Este es un paso que requiere mucho cuidado. El entornos de almacenamiento paneles con el fotorresistente expuesto la película debe ser muy higiénica para que partículas (tales como polvo) no entre en contacto con las áreas de conducción de los platos.

enmascaramiento

Posteriormente, los paneles reciben una película que determinará la disposición de la "Pistas" que conducirá la corriente eléctrica a través del PCI. Este nueva capa actúa como una máscara. cubre las partes de thesurface de los platos que deberían no recibir actual.


aplicación de estaño

El placas de circuitos impresos pasan a recibir refuerzo en la capa de cobre en las partes que quedan expuestas, los “senderos” y los agujeros de la perforación. El aplicaciones de la sustancia metálica son muy delgados, con un grosor de milésimas de pulgada.

entra otro elemento metálico jugar: hojalata Este se añade sustancia a los puntos donde las áreas recientemente bañadas el cobre todavía está expuesto. servirá de protección para los contactos donde los componentes electrónicos se soldarán en el futuro.


mudanzas

Luego, los PCI proceda al procedimiento remoción el fotorresistente película. El las películas se eliminan con máquinas, como theprecision debe ser perfecto para no afectar a otras capas de las placas. Luego, los paneles se sumergen en tanques con componentes químicos para eliminar la lata. en ese momento, la estructura que se encargará de realizar la corriente eléctrica está terminada.

máscara de soldadura

El las placas entran el proceso en el que recibirá la denominada máscara de soldadura, un tipo de barniz compuesto de polímeros que dan un recubrimiento capaz de proteger permanentemente las coppertraces de los PCI. Finalmente, las placas adquieren el color verde que conocemos.

El los paneles están expuestos a luces ultravioleta de modo que máscara de soldadura seca y puede ser manipulado. El exceso de barniz se quita y las placas van a un invernadero u horno para curarlas a altas temperaturas.


serigrafía

El El proceso de fabricación comienza su fase final. El Las placas de circuitos impresos van a un dispositivo que se puede entender as impresora gigante, en la cual ellos tendrá la serigrafía (tal como el nombre del producto versión, indicaciones de las posiciones de los componentes, y otra información que será de utilidad en el montaje de los componentes electrónicos. ). Una vez más, los PCI se dejan reposar en invernadero u horno todry la serigrafía.


flujo de soldadura

Finalmente, las placas se bañan en un flujo de soldadura - una sustancia que facilita el procedimiento de soldadura. El fluxadheres sólo a la superficie donde el cobre todavía está expuesto. Con theexcess de esto elemento retirado, los paneles pueden pasar a la inspección de calidad final.


inspeccion de calidad
no es sólo al final del proceso de producción que se controlan las placas. inspecciones visuales, cuando el ser humano averigua imperfecciones en las placas, pueden ocurrir en diferentes momentos de la línea, variando según el fabricante.

Normalmente, además del último superficial comprobar, al final de la producción, los PCI pasar por máquinas que probará si la corriente eléctrica pasa por los puntos especificados en el proyecto inicial. Eso hecho, las placas de circuito impreso pueden ahora separarse o enviado en paneles para clientes - quién insertará los componentes electrónicos que compondrán los gadgets.


laminado estándar para Pcb tableros
El espesor de un estándar PCB tablero es 0.0629 pulgadas o aproximadamente 1,60 mm. hay una tolerancia nominal en esto espesor que tiene un límite de + o - 0,13 mm, pero en la gran mayoría de los casos, las variaciones se verificaron en la práctica son mucho más pequeños que esto tolerancia nominal.

Este espesor, además de encuentro físico y necesidades mecánicas, en la gran mayoría de los casos también trae mayor eficiencia en términos de aislamiento y rigidez dieléctrica.


otros espesores de laminado
hay varios espesores de materiales disponibles en el mercado, principalmente infiberglass (FR-4), en el caso de Fenolato (FR-1 o FR-2) o Compuesto (CEM-01) los factores mecánicos a menudo hacen imposible el uso de espesores pequeños.

dañado por la absorción de humedad y su composición propia, fenolato sufre tendencias de alabeo y mayor facilidad de ruptura a medida que se reduce el espesor. además, otras variaciones debidas totermia la disipación y la rigidez dieléctrica también empeoran el rendimiento del diluyente platos.

Eso es por eso que no es tan común encontrar fenolato losas con espesores por debajo de 1,60 mm en el mercado. aun así, existe la disponibilidad comercial de espesores de 1,20 mm, 1,00 mm, y 0,80 mm.


El espesor de cobre en el PCB

El espesor del cobre que se prensa a el laminado también varía. Cuando se trata de una cara circuitos impresos, se puede afirmar que más de 99 % de los circuitos se fabrican con 1Oz (una onza) cobre, que es equivalente a aproximadamente 35 micrones.

copper

en casos concretos se utilizan diferentes espesores, principalmente en circuitos con alto puntos actuales, es necesario utilizar 2Oz cobre (dos onzas) o incluso más.

debido al costo mucho más alto de dos onzas laminados de cobre, es muy común que en generaciones de diseño de tableros, los diseñadores intentan engrosar que conducen a corrientes más altas tanto como sea posible y, a menudo, eligen no proteger estos senderos con el anti-soldadura mascarilla para que sea posible reforzar esto sendero con la aplicación de estaño en él durante el proceso de montaje.

conclusión

El La diferente naturaleza de los dispositivos también dicta los requisitos para thechoice de materiales. dependiendo de la aplicación, de hecho, los diferentes tipos de sustrato puede afectar los resultados finales de manera diferente. no es posible para crear un circuito impreso ideal o perfecto según el rendimiento de cada placa electrónica un tipo de trabajo único, según las necesidades eléctricas y rendimiento.

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