Miten valitsen oikean PCB-levyn projektiini?

Ennen kuin ostat PCB-levyn projektiisi, on tärkeää tietää tarkalleen, mitä tarpeitasi on. Huomioon on otettava useita tekijöitä, kuten materiaali, jäljen leveys ja komponenttien etäisyys toisistaan. Piirilevymateriaali määrittää levyn lujuuden ja kestävyyden. Se vaikuttaa myös kustannuksiin. Eri piirilevyvalmistajilla on piirilevyilleen erilaiset tekniset tiedot. On tärkeää määrittää tarpeesi ennen piirilevyn ostamista, jotta valmistaja voi ehdottaa oikeanlaisia piirilevyvaihtoehtoja projektiisi.

Halvemmat PCB:t

Jos sinulla on tiukka budjetti, saatat haluta valita halvemman piirilevyn projektillesi. Tähän on monia eri tapoja. Hyödyntämällä erikoistarjouksia ja arvohinnoittelua voit saada tarvitsemasi piirilevyt rikkomatta pankkia. Lisäksi voit saada niitä erilaisilla toimitusajoilla, jotka vaihtelevat päivästä kolmeen viikkoon.

Piirilevyjä on monen kokoisia ja muotoisia. Jotkut ovat litteitä ja niissä on suuret reiät komponenttien juottamista varten, kun taas toisissa on vain pieniä tyynyjä. Näissä juotospinnoissa elektroniikka liitetään levyyn. Juotostyyppejä on kahdenlaisia: läpireikä- ja pinta-asennustyyppejä. Läpireikäisissä komponenteissa on johdot, jotka kulkevat niiden läpi, kun taas pintaliitoskomponenteissa on nastat, ja ne liitetään levyyn sulatetulla juotteella.

Jos etsit halvempaa PCB-levyä projektillesi, kannattaa harkita läpivientiä tyynyissä tai upotettuja läpivientejä. Nämä ovat hyvin pieniä reikiä, jotka ovat tyypillisesti alle 0,15 mm. Nämä läpiviennit vaativat kuitenkin lisäkäsittelyä, kuten laserporausta, mikä lisää levyn kustannuksia.

Monikerroksiset PCB:t

Kun suunnittelet monikerroksista painettua piirilevyä, sinun on varmistettava, että noudatat tiettyjä varotoimia signaalin ja virran eheyden varmistamiseksi. Tähän kuuluu kerrosten yhdistämiseen käytettävien kuparijohtojen paksuuden säätäminen, mikä vaikuttaa virran laatuun. Lisäksi sinun on huolehdittava siitä, että vältät epäsymmetristen tai eripaksuisten mallien luomista, koska tämä johtaa vääntymiseen ja taipumiseen. Pinoaminen on monikerroksisen piirilevysuunnittelun keskeinen painopiste, ja sitä olisi ohjattava valmistuksen ja käyttöönoton vaatimusten mukaisesti.

Monikerroksisen piirilevyn valmistuksessa yhdistetään johtavan materiaalin kerroksia korkeissa lämpötiloissa ja paineessa. Kerrokset liimataan toisiinsa hartsilla tai eksoottisilla keraamisilla aineilla, kuten epoksilasilla ja teflonilla. Ydinkerros ja prepreg-kerrokset liimataan sitten yhteen korkeissa lämpötiloissa ja korkeassa paineessa, minkä jälkeen koko levy jäähdytetään, jotta saadaan aikaan kiinteä levy.

Kaksipuoliset PCB:t

Elektronisia piirejä suunniteltaessa huomaat, että kaksipuoliset piirilevyt ovat edullisia sekä virran hankinnan että nielemisen kannalta. Kaksipuoliset piirilevyt valmistetaan ylä- ja pohjakerroksesta, jossa pohjakerros on maadoitettua kuparia. Näitä piirilevyjä on helpompi suunnitella, ja ne ovat myös joustavampia.

Käytä piirilevyjen leikkaamiseen mekaanista poraa, jonka halkaisija on vähintään 0,30 mm tai 0,20 mm. Seuraava vaihe on pintakäsittelyn valitseminen. Valittavana on useita vaihtoehtoja, kuten upotuskulta (ENIG), upotushopea (IAg) ja upotustina (ISn). Kukin tarjoaa eriasteisen suojan, ja ENIG on kallein. Upotustina on edullisin viimeistely.

Kaksipuolisia piirilevyjä on vaikeampi koota kuin yksipuolisia piirilevyjä. Ne ovat kuitenkin myös kestävämpiä ja tiheämpiä. Tämä johtuu siitä, että kuparikerros laminoidaan piirilevyn molemmille puolille, toisin kuin yksi piirilevyn kummallekin puolelle. Tämä kerros peitetään sitten juotosmaskilla.

Lämpöön liittyvät ongelmat

Kun valitset oikeaa PCB-levyä projektiisi, on tärkeää ottaa huomioon lämpöön liittyvät kysymykset. Jos käytät suuritehoisia komponentteja, ne kannattaa sijoittaa lähelle levyn keskiosaa. Reunoille sijoitetut komponentit keräävät lämpöä ja hajottavat sitä kaikkiin suuntiin. Levyn keskellä on alhaisempi pintalämpötila ja se haihduttaa lämpöä helpommin. Varmista lisäksi, että komponentit on sijoitettu tasaisesti koko levylle.

Piirilevyjen lämmönkestävyyteen voivat vaikuttaa monet tekijät, kuten käytetty materiaalityyppi. Parhaat piirilevyt on valmistettu materiaaleista, joilla on hyvät lämpöominaisuudet ja jotka kestävät luotettavasti korkeita lämpötiloja. Jotkin materiaalit eivät kuitenkaan kestä korkeita lämpötiloja hyvin. Materiaalin lämmönkestävyys voidaan määrittää sen lasisiirtymälämpötilan perusteella. Esimerkiksi FR-4:n lasisiirtymislämpötila on 135 celsiusastetta.

Oikean komponenttivälin valitseminen piirilevylle voi olla haastavaa. Liian lähellä toisiaan olevat komponentit voivat aiheuttaa ihovaikutuksen ja ristikkäisääniä. Nämä ongelmat voivat lisätä paljon lämpöä projektiisi. Tämä on ongelma erityisesti nopeiden piirien kanssa. Näiden ongelmien lieventämiseksi voit lisätä piirilevyyn lämpöputkia. Lämpöputket voivat auttaa hajottamaan lämpöä ja estää komponenttien vaurioitumisen.