Mikä on PCB-valmistus?

Mikä on PCB-valmistus?

FR-4

FR-4 is the most common substrate used in PCB manufacturing. It is made from a glass cloth impregnated with a hybrid epoxy resin. It has excellent electrical, mechanical, and thermal properties, making it a popular choice for a variety of applications. Typical uses of FR-4 PCBs include computers, communications, and aerospace. This material is easy to work with, and offers designers a number of benefits.

FR4 is an ideal material for high-density multi-layers. Its advantages include low-expansion rates and high thermal resistance. It is a good choice for applications where temperatures exceed 150 degrees Celsius. It is also known for its ease of processing and electrical characteristics.

FR-6

FR-4 is a low-cost, flame-retardant industrial laminate that has a paper substrate and a phenolic resin binder. It is a common choice for printed circuit board laminates. It is also less expensive than woven glass fabrics. Its dielectric constant is 4.4 to 5.2 at frequencies below microwaves, gradually decreasing at higher frequencies.

PCB manufacturing requires a variety of substrates. The most common materials used are FR-4 and FR-6. Other common materials include G-10, aluminum, and PTFE. These materials are used for their mechanical and electrical properties and can be molded to fit specific specifications.

FR-4 is used in PCB manufacturing for its low cost and versatility. It is an electrical insulator with high dielectric strength and a high strength-to-weight ratio. It is also a lightweight material and resists moisture and extreme temperature. FR-4 is typically used for single-layer PCBs.

FR-8

There are several different materials used for PCB manufacturing. Each material has different properties and a different set of properties can affect the performance of the board. Generally, PCBs are classified into three different classes, Class 1 and Class 2. Class 1 PCBs have limited life, Class 2 PCBs have extended life, and Class 3 PCBs have high performance on demand, and Class 3 PCBs can’t tolerate failure.

The first step in PCB manufacturing is to design the PCB. This is typically done with the help of a computer program. A trace width calculator is helpful for determining the thickness of the various layers, such as the inner and outer layers. The inner and outer layers are typically printed with black ink to indicate conductive copper traces and circuits. In some cases, a color is used to indicate the surface finish of the components.

FR-4 + FR-4 + FR-4

FR-4 is a common substrate used in PCB manufacturing. It is composed of glass cloth impregnated with a hybrid epoxy resin. Its excellent electrical, thermal, and mechanical properties make it an ideal material for printed circuit boards. These boards are used in a variety of industries including computers, communications, aerospace, and industrial control.

When choosing a PCB material, consider the amount of moisture the circuit board is likely to absorb. Moisture absorption is the measurement of how much moisture a circuit board can hold without degrading. FR4 exhibits very low moisture absorption, averaging 0.10% after 24 hours of immersion. Because of its low moisture absorption, FR4 is an ideal choice for PCB manufacturing.

While FR4 is not a single material, it is a group of materials designated by the National Electrical Manufacturers Association (NEMA). FR4 PCBs are typically composed of a tera-function epoxy resin and woven fiberglass cloth with filler. This combination of materials provides a superior electrical insulator and high mechanical strength. FR4 PCBs are used in a variety of fields, and are among the most common circuit boards in many industries.

Piirilevyn etsiminen

Piirilevyn etsiminen

Piirilevyn ja sen komponenttien määrittämiseen on useita tapoja. Ensimmäinen vaihe on tietää komponenttien nimet, jotka ovat osanumeroita. Seuraavaksi määritetään, minkä tyyppisestä komponentista on kyse. Nämä komponentit voivat olla vastuksia, kondensaattoreita, induktoreja tai potentiometrejä. Vastukset merkitään ohmimittausmerkillä. Ohmimerkki näyttää kreikkalaiselta kirjaimelta Omega. Yksi esimerkki on 100MO, joka tarkoittaa sata megaohmia. Muita piirilevyllä mahdollisesti olevia komponentteja ovat oskillaattorit ja diodit, jotka merkitään D-kirjaimella. Releet taas merkitään yleensä K-kirjaimella.

Osanumerot

Osanumeroita käytetään piirilevyjen osien tunnistamiseen. Ne helpottavat korjaamista tai vaihtamista ja auttavat varmistamaan elektronisten laitteiden eheyden. Piirilevyjä valmistetaan kuukausien tai vuosien ajan, ja niiden mallit muuttuvat usein. Joissakin piirilevyissä on myös yksittäisiä sarjanumeroita, jotka auttavat teknikkoja tunnistamaan oikean osan ongelman tai korjauksen yhteydessä.

Kuparikerros

Piirilevyä suunniteltaessa on tärkeää ottaa huomioon kuparikerroksen paksuus. Kuparin paksuus voi vaihdella siirrettävän virran määrästä ja piirin tyypistä riippuen. Esimerkiksi piirilevyt, joissa virran määrä on suuri, vaativat enemmän kuparia kuin matalajännitteiset piirilevyt. Yleensä kuparikerroksen paksuus ilmoitetaan unssina neliöjalkaa kohti. Joissakin piirilevyissä käytetään kuitenkin kaksi tai kolme unssia neliöjalkaa kohti suuritehoisten piirien osalta. Normaali unssia neliöjalkaa kohti laskettu kuparilevy on 34 mikrometrin paksuinen.

Substraatti

Piirilevyjä valmistetaan yleisesti erityyppisistä substraateista. Piirilevyn suorituskyky riippuu siitä, millaisesta materiaalista se on valmistettu. Substraatit valitaan yleensä niiden sähköisten ominaisuuksien, ympäristöominaisuuksien ja muotokertoimen perusteella.

Virtakiskot

Kun rakennat virtapiirejä, sinun on usein kytkettävä virta eri paikkoihin. Tämä on helppoa virtakiskojen avulla. Jokaisessa virtakiskossa on merkintä + tai -, ja siinä voi olla punainen, sininen tai musta raita.

Transistorit

Jos haluat varmistaa, että transistori on yhteensopiva tietyn piirin kanssa, sinun on osattava etsiä sen osanumero piirilevystä. Useimmilla transistoreilla on osanumero, joka alkaa yleensä kirjaimella "2N". Tämä osanumero ilmoittaa yleensä transistorin tyypin, eikä se välttämättä ole vakiomuotoinen.

LEDit

LED-piirilevyt ovat yksi suosituimmista piirilevytyypeistä. Niitä käytetään nykyään lähes kaikentyyppisissä piireissä. Piirilevyn etsimistä varten sinun on ensin ladattava Kicad-ohjelmisto. Kun olet ladannut sen, sinun on purettava Kicad-suunnittelutiedostot. Nämä tiedostot sisältävät Pro-, CMP-, Kicad PCB-asettelun ja kaavion.

Vastukset

Piirilevyllä olevilla vastuksilla on ratkaiseva rooli piirissä. Jos vastukset vaurioituvat, se voi johtaa vikaan. Kun valitset vastusta, sinun on otettava huomioon sen suurin virrankantokyky. Jos vastusten kapasiteetti on liian pieni, ne eivät suojaa sähkökomponentteja suurilta virranvaihteluilta. Suuritehoisia vastuksia on saatavana suurten virtojen sovelluksiin.

Induktorit

Induktoreiden valinnassa on muutamia keskeisiä ominaisuuksia, jotka on hyvä tietää. Ensinnäkin sinun on tiedettävä induktorin itseresonanssitaajuus. Sen on oltava vähintään 1,5 kertaa käyttötaajuus. Lisäksi sinun on tiedettävä tasavirtavastus ja impedanssi. Nämä ominaisuudet ovat ratkaisevia, kun valitaan induktoreita, jotka suodattavat sähkömagneettisia häiriöitä.

Mikä on PCB-kokoonpano?

Mikä on PCB-kokoonpano?

PCB assembly is a complex process that involves the building of circuit boards. Circuit boards are typically made from plastic and require a high level of precision. The process of assembly is often performed by hand. However, some circuit boards are so intricate that a machine is required to handle them. This process can be costly and time-consuming.

Printed circuit board assembly

Printed circuit board assembly is an essential process in the creation of electronic devices. It is a process in which printed circuit boards are placed onto a non-conductive substrate. Then, components are attached to the PCB. Depending on the type of board and its application, different processes are used.

One of the most important factors in PCB assembly is the component footprint. Ensure the footprint matches the datasheet exactly. Otherwise, the component will be positioned improperly and receive uneven heat during the soldering process. In addition, a wrong footprint can cause the component to stick to one side of the PCB, which is not desirable. Moreover, the wrong land pattern can cause problems when using passive SMD components. For example, the width and magnitude of the tracks connecting pads can affect the soldering process.

The process of PCB assembly starts with printing a circuit board design onto copper-clad laminate. This is followed by etching the exposed copper to leave a pattern. Upon placement of the components, the circuit board is then placed on a conveyer belt. After the board is placed in a large over, it undergoes reflow soldering. Reflow soldering is an important step in PCB assembly. The reflow process involves placing the circuit board on a conveyor belt, and then putting it inside a heated chamber. During this time, solder melts and shrinks.

Techniques

There are several different techniques for PCB assembly. One of these techniques is automated optical inspection, which incorporates a machine with cameras to examine the boards from various angles and detect any errors. Another technique is visual inspection, which involves a human operator checking the boards manually. These techniques are useful for PCBs made in small quantities, but they have their limitations.

Orienting the parts in the same direction is another technique for making the PCB assembly process faster and easier. This method helps minimize the chances of cross-connecting components, which can lead to soldering problems. Another technique is placing the edge components first. The reason for this is to guide the layout of input connections on the board.

Costs

The costs of PCB assembly vary greatly between companies. This is because the basic materials used to manufacture PCBs are expensive. In addition, some companies will charge much more than others for the same PCB assembly services. However, the quality of the finished product remains unaffected. So, if you are unable to afford the high cost of PCB assembly, you can always look for cheaper alternatives.

PCB assembly costs are dependent on the volume of PCBs that you need assembled. Low-volume orders will incur higher costs, while medium-sized orders will incur lower costs. Moreover, the quality of the design and components used in the PCB assembly process will also play a role in determining the overall cost.

Downfalls of manual pcb assembly

Manual PCB assembly is a labor-intensive process that requires skilled technicians. It also takes a lot of time and has high risk of human error. For this reason, manual assembly is not recommended for large-scale PCB assembly projects. It is also not an ideal option for some components, such as fine-pitch pins and dense SMT parts.

Another disadvantage of manual PCB assembly is the lack of automation. Even the most seasoned hands will struggle to achieve the same level of precision as a machine. It is also difficult to achieve consistent and residue-free soldering. As a result, hand-made boards have inconsistent quality. Moreover, smaller components are more difficult to assemble by hand.

In-Circuit testing

In-Circuit testing (ICT) is a process in which the PCB is put through a number of steps in order to ensure that all components are properly seated. It is a very useful test, but has some limitations, such as limiting test coverage. Some PCB components are too small for this method, or have a large number of components. Nevertheless, this method can provide high levels of confidence in the build quality of the board and its functionality.

PCBAs can be tested in many different ways, including in-circuit testing, which uses electrical probes attached to specific points on the board. The probes can detect component failures such as lifts, shifts, or bad soldering. They can also measure voltage levels and resistance, as well as other related factors.

Miten piirilevyt valmistetaan?

Miten piirilevyt valmistetaan?

Yksi painetun piirilevyn tärkeimmistä komponenteista ovat liitäntäreiät. Nämä reiät porataan tarkasti, jotta piirit voivat liittyä toisiinsa. Automaattiset porakoneet käyttävät numeerisesti ohjattuja poraviiloja, joita kutsutaan myös excellon-viiloiksi, määrittämään, mihin reikiin porataan ja kuinka suuria reikiä tehdään. Piirilevyn rakenteesta riippuen poraus voidaan tehdä kerros kerrallaan tai kerroksittain ennen laminointia.

Monikerroksiset PCB:t

Monikerroksinen piirilevy on piirilevy, jossa on enemmän kuin kolme kerrosta. Näitä levyjä käytetään monenlaisissa laitteissa kodinkoneista lääkinnällisiin laitteisiin. Tyypillisesti piirilevy tarvitsee vähintään neljä kerrosta toimiakseen kunnolla. Tämä tekniikka on yleistymässä kodinkoneissa ja yleistymässä lääketieteellisissä laitteissa, kuten röntgenlaitteissa ja tietokonetomografialaitteissa.

Monikerroksisen piirilevyn valmistusprosessissa käytetään kudottua lasikangasta ja epoksihartsia. Epoksihartsit kovetetaan, jolloin ne muodostavat levyn ytimen. Sen jälkeen ydin ja kuparilevy liimataan yhteen lämmön ja paineen avulla. Näin saadaan monikerroksinen piirilevy, jolla on yhtenäiset ominaisuudet.

Toinen valmistusprosessi on panelointi, jossa yhdistetään useita pieniä piirilevyjä yhdeksi paneeliksi. Tässä tekniikassa yhdistetään useita eri malleja yhdelle suurelle levylle. Kukin paneeli koostuu ulommasta työkalukaistaleesta, jossa on työkalureikiä, paneelin kiinnityspisteet ja testikuponki. Joihinkin paneeleihin kuuluu myös kuparivalu, joka auttaa estämään taivutuksen paneelointiprosessin aikana. Panelointi on yleistä, kun komponentit asennetaan lähelle levyn reunaa.

Luokan 2 ja 3 PCB:t

Vaikka useimmat luokan 2 ja luokan 3 piirilevyjen valmistajat noudattavat samoja standardeja, näiden kahden luokan välillä on muutamia keskeisiä eroja. Luokan 2 piirilevyjä valmistetaan tyypillisesti tuotteisiin, jotka eivät altistu äärimmäisille ympäristöolosuhteille, jotka eivät ole loppukäyttäjän kannalta kriittisiä ja joita ei testata tiukasti. Luokan 3 piirilevyt taas on suunniteltu täyttämään korkeimmat vaatimukset, ja niiden on tarjottava jatkuva suorituskyky ja mahdollisimman vähän seisokkiaikaa. Suurin ero näiden kahden luokan välillä on piirilevyn suunnittelua ja valmistusprosessia koskevissa vaatimuksissa.

Luokkien 2 ja 3 piirilevyt valmistetaan IPC-6011-standardien mukaisesti. Näissä standardeissa kuvataan luokan 1, 2 ja 3 piirilevyjä koskevat vaatimukset. On olemassa myös uudempia IPC-standardeja, joita kutsutaan luokaksi 3/A. Nämä on suunniteltu sotilaslentokoneita ja avaruussovelluksia varten. Luokan 1 ja 2 piirilevyjen on täytettävä IPC:n Rigid-, Flex- ja MCM-L-standardit.

Yksipuoliset PCB:t

Yksipuoliset painetut piirilevyt (PCB) ovat yleisiä ja suhteellisen helposti suunniteltavia piirilevyjä. Tämän vuoksi useimmat valmistajat ja suunnittelijat voivat suunnitella ja rakentaa näitä levyjä. Yksipuoliset piirilevyt ovat myös helpompia valmistaa kuin monikerroksiset piirilevyt. Tämän seurauksena lähes mikä tahansa piirilevyjä valmistava yritys voi valmistaa niitä. Yksipuolisia piirilevyjä tilataan useimmiten suuria määriä.

Yksipuoliset piirilevyt on yleensä valmistettu FR4-materiaalista, joka on epoksilla sekoitettu lasikuitumainen aine. Materiaali on muodostettu useiksi kerroksiksi, ja jokainen kerros sisältää yhden kerroksen johtavaa materiaalia. Johtimet juotetaan sitten komponenttien puolella oleviin kuparikappaleisiin. Yksipuolisia piirilevyjä käytettiin alun perin prototyyppipiirilevyjen valmistukseen, mutta kun pinta-asennettavien komponenttien kysyntä kasvoi, ne korvattiin monikerroksisilla piirilevyillä.

Yksipuoliset piirilevyt ovat yksinkertaisin ja halvin painettujen piirilevyjen muoto. Niissä on yksi kerros johtavaa kuparia alustan yläpuolella. Lisäksi yksipuolisissa piirilevyissä ei ole läpivientireikiä. Näin ollen ne soveltuvat parhaiten matalan tiheyden malleihin. Ne ovat helppoja valmistaa, ja ne ovat usein saatavilla lyhyellä toimitusajalla.

Flex PCB:t

Joustopiirilevyjen valmistuksessa on useita vaiheita. Ensimmäisessä vaiheessa suunnitellaan levyn ulkoasu. Tämä voidaan tehdä CAD-työkaluilla, kuten Proteus, Eagle tai OrCAD. Kun asettelu on suunniteltu, kokoonpanoprosessi voi alkaa.

Seuraava vaihe on johtimien reititys. Johtimien leveys on asetettava laitteelle sopivaksi. Johtimien määrä voi kuitenkin vaihdella suunnittelusta riippuen. Standardijohtimien leveys on tarpeen piirille, joka vaatii tietyn prosenttiosuuden piirivirrasta. Suunnittelusta riippuen myös reikien halkaisijat voivat vaihdella.

Kun malli on syövytetty, joustopiiri leikataan käyttämällä prosessia nimeltä "blanking". Tässä prosessissa käytetään hydraulisia reikiä ja muotteja, mutta sen työkalukustannukset voivat olla korkeat. Toinen vaihtoehto on käyttää leikkuuveitsen käyttöä. Leikkausveitsi on pitkä partaterä, joka taivutetaan joustopiirin ääriviivan muotoon. Se työnnetään sitten taustalevyssä, yleensä MDF- tai vanerilevyssä, olevaan aukkoon.