Jak vybrat a použít materiál desek plošných spojů Roger v rádiových a mikrovlnných projektech

Jak vybrat a použít materiál desek plošných spojů Roger v rádiových a mikrovlnných projektech

Při výběru materiálu pro desky plošných spojů pro váš příští RF nebo mikrovlnný návrh byste měli zvážit několik důležitých aspektů. Patří mezi ně teplota ložiska, maximální a minimální provozní teploty a reverzibilita materiálu. Pokud například váš projekt vyžaduje vysokou teplotu ložisek, budete pravděpodobně chtít použít desku plošných spojů Rogers.
RF

Pokud váš návrh desky s plošnými spoji vyžaduje materiál s vysokou frekvencí a nízkou dielektrickou konstantou, možná vás zajímá, jak vybrat a použít materiál Roger PCB. Naštěstí máte několik možností. Jádra na bázi teflonu jsou k dispozici od mnoha společností. Tyto materiály mohou být velmi flexibilní. Díky tomu se skvěle hodí pro jednoohybové aplikace. Nabízejí také vysokou spolehlivost a elektrický výkon spojený s teflonovým substrátem.

Mikrovlnná trouba

Při rozhodování o tom, který materiál desek plošných spojů je pro váš návrh v oblasti rádiových nebo mikrovlnných vln nejvhodnější, zvažte typ frekvencí, které potřebujete pokrýt. Obecně byste pro tyto aplikace měli zvolit materiál s nízkou dielektrickou konstantou. Materiály s nízkou dielektrickou konstantou mají nízké ztráty signálu a jsou ideální pro VF mikrovlnné obvody.

Vysokorychlostní

Výběr správného materiálu desek plošných spojů je pro radiofrekvenční a mikrovlnné konstrukce zásadní. Materiál desek plošných spojů Rogers má vlastnosti potřebné pro odolávání vysokým teplotám a zachování spolehlivosti. Má vysokou teplotu skelného přechodu přibližně 280 stupňů Celsia a stabilní roztažnost v celém teplotním rozsahu zpracování obvodů.

Dielektrická vrstva

Při navrhování VF nebo mikrovlnných desek plošných spojů je dielektrická vrstva důležitým výkonnostním parametrem. Materiál musí mít nízkou dielektrickou konstantu a nejmenší tangens, aby odolal dielektrickým ztrátám, a musí mít vysokou tepelnou a mechanickou stabilitu. Teflon je pro tento účel vynikajícím materiálem. Je také známý jako teflonové desky plošných spojů. Pro stabilitu filtru nebo oscilátoru je nutný dielektrický materiál s nízkým koeficientem tepelné roztažnosti. Materiál by měl mít také odpovídající koeficienty tepelné roztažnosti v osách X a Z.

Trace width

Using Rogers PCB material is an excellent way to improve the performance of your designs. This dielectric material has a wide range of dielectric constant values, which makes it an excellent choice for high-speed applications. Besides, it is compatible with FR-4.

Signal loss tolerance

As PCB designs become more complex, smaller, and faster, the need for control over impedance becomes increasingly important. Controlling substrate impedance is essential to allowing signals to travel efficiently across the trace or reference plane. Improper substrate impedance can cause signals to fall outside of their specified range. By incorporating a Rogers 4000 Series laminate, designers can provide impedance control while still enhancing the overall design. This is particularly important in high-speed digital applications.

PTFE

When implementing RF or microwave PCBs, the dielectric constant (Dk) of the circuit board material is critical. The higher the dielectric constant, the shorter the wavelength of the circuit. A PTFE Rogers PCB material with a high Dk is a great choice for microwave PCBs.

Rogers RT/Duroid 5880

RT/Duroid 5880 is a glass microfiber reinforced PCB material, with low dielectric constant and low loss. This material is a good choice for microwave or RF designs. It has low density and is compatible with high-temperature soldering.

Jak se osazují oboustranné desky SMD? Úplný postup a srovnání

Jak se osazují oboustranné desky SMD? Úplný postup a srovnání

This article will compare the cost and assembly process of double-sided vs single-sided SMD boards. It will also cover the benefits and disadvantages of both types of boards. In addition, it will help you understand the differences between soldering and Solder paste printing.

Single-sided vs double-sided smd boards

Single-sided and double-sided SMD boards are different in many ways. Double-sided boards have more space and are capable of carrying more components and connections. They are a great choice for complicated electronics. Double-sided PCBs are generally more expensive and complex to assemble. Nevertheless, they have a few benefits.

Single-sided PCBs have a simpler process of manufacture. They do not require the use of a soldering iron and do not require a lot of complicated tools. Single-sided PCBs are available in a wide variety of materials and are less expensive in most cases. These boards can also be more flexible, resulting in lower production costs.

Double-sided boards have more surface area and are often preferred in complex circuits. Single-sided boards can be made with both through-hole and surface-mount components. However, in double-sided boards, the components are mounted on either the top or bottom side.

Double-sided boards offer better flexibility for complex circuits, but single-sided boards are a good option when space is an issue. Single-sided boards can accommodate larger circuits than double-sided PCBs, but a single-sided board can be too large. If you need to make an intricate circuit with many connections, you may have to install wire jumpers between components.

The benefits of double-sided boards include greater complexity in circuit layout and cost effectiveness. Double-sided PCBs are also more expensive because they require more stencils and additional equipment. Furthermore, double-sided PCBs may have higher overhead costs. Depending on the board’s design, double-sided PCBs may require more complex circuit design and more holes.

Solder paste printing vs soldering

Solder paste printing is a process that applies solder paste to bare boards and areas where components are mounted. The process can be complex and requires a detailed process. To ensure accuracy, solder paste is measured in 3D, allowing for a smaller margin of error. After the solder paste is applied to the bare board, the next step is to place the surface mount components. Machines are ideal for this, as they offer a precise and error-free process.

Solder paste comes in different types and qualities, and can be purchased in industrial quantities from large PCB assembly plants. It can also be purchased in smaller quantities from stencil vendors and solder paste suppliers. Both types of solder paste require proper storage, and must be kept in air-tight containers. Because solder paste has a large surface area, oxidation can be a serious problem.

Due to the complexity of electronic products, PCBA boards are becoming smaller. In addition, many PCBAs contain more than one type of component. Most PCBAs are packed with a combination of SMD and thru-hole components.

Too many different components can affect the soldering process.

Solder paste printing requires a precise printing process. The squeegee used for solder paste printing should be made of stainless steel and be at 45-60 degrees. The angle of the squeegee determines the amount of solder paste that is applied to the surface. Besides that, the pressure of the squeegee also determines the shape of the paste deposit. The speed of the stencil strip also affects the volume of solder paste that is printed. Too high a speed could result in high edges around the deposits.

Cost of assembling a double-sided smd board

Assembling a double-sided SMD board is more expensive and complicated than standard single-sided boards. The exact cost will depend on the specific setup. The two major differences are the number of through-holes and conductor placement. By comparing the two options, you can get a better idea of what the costs will be.

The process of double-sided SMD board assembly begins with the first side of the board being processed. Then the second side is soldered. During the reflow soldering process, the weight of the components will need to be considered. If the components are heavy, they can be secured with adhesive before soldering.

The average cost of PCB assembly ranges from three to four dollars to hundreds of dollars. However, the price depends on the design complexity and overhead expenses. Also, if the PCB requires drilling, the cost of manufacturing and assembly will be higher than the average.

The overall cost of assembling a double-sided SMD board depends on the design complexity and the performance requirements of the product. PCB assembly is a highly complex process that involves skilled human labor as well as automated machinery. Because the process involves many layers, the total cost increases with the number of components.

Různé typy procesů pájení desek plošných spojů

Různé typy procesů pájení desek plošných spojů

Pokud jde o pájení desek plošných spojů, máte několik možností. Existuje pájení přetavením, technologie povrchové montáže a pájení vlnou. Přečtěte si o nich více. Každá z nich má své výhody i nevýhody. Která z nich je pro vaši desku plošných spojů nejlepší?

Pájení vlnou

Pájení vlnou se používá k pájení elektronických součástek na deskách s plošnými spoji. Při tomto procesu prochází deska plošných spojů nádobou s roztavenou pájkou a vytváří se stojaté vlny pájky, které slouží k vytvoření elektricky a mechanicky spolehlivých spojů. Tento proces se nejčastěji používá pro průchozí montáž součástek, ale lze jej použít i pro povrchovou montáž.

Zpočátku se k pájení průchozích otvorů používalo pájení vlnou. Tento proces umožnil vývoj oboustranných a vícevrstvých desek plošných spojů. Nakonec vedl k hybridním sestavám plošných spojů využívajícím jak průchozí, tak SMD součástky. Některé "desky" s plošnými spoji se dnes skládají z pružných pásků.

V počátcích pájení vlnou se používala tavidla s vysokou koncentrací kalafuny. Obvykle se tato tekutá tavidla používala pouze pro vlnové pájení sestav bez SMD. Tato metoda vyžadovala nákladné čištění po pájení.

Technologie povrchové montáže

Technologie povrchové montáže je oblíbeným způsobem výroby desek plošných spojů. Umožňuje miniaturizaci součástek, které pak mohou být na desce plošných spojů osazeny blíže k sobě. Díky tomu jsou integrované obvody menší a poskytují více funkcí. Vyžaduje však větší kapitálové investice.

Technologie povrchové montáže zahrnuje pájení součástek na povrch desky plošných spojů. Má výhody oproti jiným procesům pájení na DPS, jako je průchozí montáž a pájení vlnou. V porovnání s průchozí montáží lze u desek plošných spojů s povrchovou montáží dosáhnout vyšší hustoty a spolehlivosti balení. Mohou být také odolnější vůči vibracím a nárazům. Běžně se používají ve spotřební elektronice.

Technologie povrchové montáže byla poprvé představena v 60. letech 20. století a stala se v elektronice velmi populární. Dnes existuje široká škála součástek vyráběných technologií povrchové montáže. Patří sem široká škála tranzistorů a analogových a logických integrovaných obvodů.

Selektivní pájení

Selektivní pájení desek plošných spojů je nákladově efektivní proces, který umožňuje výrobcům rychleji a snadněji prodávat své výrobky. Mezi jeho výhody patří možnost chránit citlivé součástky před teplem a zkrátit dobu pájení. Kromě toho lze tento proces použít k opravě nebo přepracování desek poté, co byly připájeny.

Pro selektivní pájení se používají dvě hlavní metody. Patří mezi ně pájení tažením a pájení ponorem. Každý z těchto postupů má své výhody a nevýhody. V důsledku toho je důležité porozumět každému z nich, než se rozhodnete, který z nich je pro vás nejlepší.

Selektivní pájení má mnoho výhod a je upřednostňovanou metodou pro mnoho sestav DPS. Eliminuje nutnost ručního pájení všech součástek desky plošných spojů, což vede k rychlejšímu osazení. Kromě toho snižuje tepelné zatížení desky.

Typy a funkce desek plošných spojů

Typy a funkce desek plošných spojů

PCB ve zdravotnictví

Zdravotnický sektor se ve velké míře spoléhá na desky plošných spojů pro různé výrobky, včetně monitorů krevního tlaku, infuzních pump a monitorů srdečního tepu. Tato zařízení dodávají pacientům přesné množství tekutin prostřednictvím malých elektronických součástek. Se zdokonalováním technologií bude zdravotnický průmysl i nadále nacházet nová využití pro desky plošných spojů.

Desky s plošnými spoji

Desky s plošnými spoji jsou důležitou součástí mnoha průmyslových odvětví. Používají se v různých výrobcích, od masivních strojů až po spotřební zařízení. Zde je několik běžných způsobů použití těchto desek. V průmyslových aplikacích se od nich vyžaduje, aby odolávaly vysokému výkonu a extrémním teplotám. Mohou být také vystaveny působení drsných chemikálií a vibrujících strojů. Proto se mnoho průmyslových desek plošných spojů vyrábí ze silnějších a tepelně odolných kovů.

Využití desek s plošnými spoji je rozmanité, od napájení ledničky po umožnění internetu věcí. Dokonce i zařízení, která dříve nebyla elektronická, nyní využívají elektronické součástky. Desky s plošnými spoji se také hojně využívají v průmyslovém prostředí, kde napájejí většinu zařízení v distribučních centrech a výrobních závodech.

Dopad na životní prostředí

PCB jsou plastové chemikálie, které se hojně používají při výrobě mnoha výrobků. Poprvé byly vyrobeny v roce 1929 a hojně se používaly v tmelu, inkoustech a řezných olejích. V roce 1966 byly zjištěny ve Velkých jezerech a způsobily zákaz jejich výroby a dovozu v celé Severní Americe. Hladiny PCB začaly klesat až do konce 80. let 20. století, kdy začaly opět stoupat.

Kromě chemických sloučenin obsahují PCB také analogy, které u lidí způsobují endokrinní poruchy a neurotoxicitu. Tyto analogy jsou polybromované bifenyly a sdílejí mnoho stejných environmentálních problémů. Mají podobné chemické vlastnosti a odolávají hydrolýze, kyselinám a teplotním změnám. Kromě toho mohou při působení vysokých teplot a chemických látek vytvářet dibenzodioxiny.

Vícevrstvé desky plošných spojů

Vícevrstvé desky plošných spojů jsou oblíbeným typem desek s plošnými spoji a používají se v široké škále aplikací. Vícevrstvé provedení je ideální pro elektroniku, která vyžaduje flexibilitu, nízkou hmotnost a odolnost. Tyto desky mohou plnit funkce pružných i pevných desek plošných spojů a používají se téměř v každém moderním složitém elektronickém zařízení.

PCB se běžně používají také ve zdravotnictví. Používají se v rentgenových zařízeních a zařízeních pro počítačovou tomografii, jakož i v přístrojích pro měření krevního tlaku a cukru. Vícevrstvé desky plošných spojů jsou v těchto aplikacích obzvláště užitečné, protože mohou být extrémně malé, a přesto poskytují vysoký výkon.

Účinky na zdraví

Je nepravděpodobné, že by nízká úroveň expozice PCB měla negativní účinky na zdraví. Velké expozice však mohou vést k vyššímu riziku nepříznivých zdravotních účinků. Zvláště ohroženi jsou domorodci, lovci a rybáři a rodiny. Naštěstí existuje několik způsobů, jak expozici PCB snížit. Patří mezi ně konzumace potravin, které neobsahují PCB, časté mytí rukou a vyhýbání se kontaminované vodě a rybám.

Studie prokázaly, že PCB mohou mít nepříznivé účinky na zdraví lidí a zvířat. Byly klasifikovány jako pravděpodobný karcinogen a mohou ovlivňovat vývoj mozku a neurologické funkce. Vystavení PCB může také vést ke zhoršení krátkodobé paměti a snížení IQ.