Kun piirilevyjä käytetään laitteen valmistuksessa

Kun piirilevyjä käytetään laitteen valmistuksessa, niitä kutsutaan painetuiksi piirilevyiksi. Painettuja piirilevyjä on saatavana monia erilaisia. Näitä ovat esimerkiksi kuparipinnoitettu piirilevy, pinta-asennustekniikka ja galvanoidut reiät. Eri piirilevytyyppien välisten erojen ymmärtäminen auttaa sinua tekemään tietoon perustuvan päätöksen siitä, minkä tyyppisiä piirilevyjä tarvitset tiettyyn laitteeseesi.

Langan kääriminen

Langan kääriminen on yksi nopeimmista tavoista asentaa piirilevy. Se edellyttää kuitenkin tiettyä asiantuntemusta. Oikein tehtynä langalla käärityn liitoksen kosketusresistanssi on samanlainen kuin juotetun liitoksen. Sitä on myös suhteellisen helppo muuttaa. Kun käytetään langankäärintätyökalua, on tärkeää käyttää vain kolmea käämitystä per pylväs. Johtoja käärittäessä on myös vältettävä ketjujen muodostamista.

Lankakäämitys on prosessi, jossa kaksi sähkökontaktia liitetään toisiinsa käärimällä kuparilanka niiden ympärille. Tämä on erittäin luotettava kytkentämenetelmä, ja se on usein elektroniikan aloittelijoiden ensimmäinen askel. Voit käyttää joko käsityökalua tai langankäärintäkonetta.

Kuparipäällysteinen levy

Kuparipinnoitettua levyä käytetään yleisesti elektronisten laitteiden valmistuksessa, koska se voi tarjota mekaanista tukea ja sähköisiä yhteyksiä piirin komponenttien välillä. Kupari johtaa hyvin sähköä, joten se on ihanteellinen materiaali piirilevyjen verhoiluun. Sen käyttö elektroniikkalaitteissa lisääntyy, ja monissa piirilevyissä on nykyään kuparipäällysteisiä piirilevyjä.

Kuparipäällysteisen laminaatin valmistusprosessiin kuuluu laminaatin hehkutus. Tämä menettely pienentää lämpölaajenemiskerrointa ja pienentää dielektrisyysvakiota.

Pinta-asennustekniikka

Pinta-asennustekniikka on uusi tapa valmistaa piirilevyjä. Tekniikka on tehokkaampaa ja vaatii vähemmän vaiheita piirilevyn valmistamiseksi. Sen ansiosta suunnittelijat voivat sijoittaa enemmän elementtejä pienempään levytilaan. Tämä tekee prosessista kustannustehokkaamman. Lisäksi pinta-asennettavia komponentteja on laajalti saatavilla ja ne ovat suhteellisen edullisia. Ne voidaan myös valmistaa paljon nopeammin kuin muut tekniikat.

Pinta-asennustekniikkaa käytetään laajalti piirilevyjen valmistuksessa. Prosessi alkaa suunnitteluvaiheella, jossa valitaan komponentit ja suunnitellaan SMT. Suunnitteluprosessin avuksi on saatavilla erilaisia ohjelmistotyökaluja. Tämän jälkeen piirilevyn tiedot lähetetään valmistusyritykselle. Myös pintakäsittelyn tiedot lähetetään.

Galvanoidut reiät

Pinnoitus on prosessi, joka tekee piirilevyissä olevista rei'istä johtavia. Kupari kerrostetaan reikiin galvanoimalla. Prosessi on tarkoin valvottu, ja siinä piirilevyt kastetaan vuorotellen puhdistusliuoksiin ja pinnoitusliuoksiin. Tämän jälkeen ylimääräinen kupari poistetaan. Prosessi tunnetaan myös nimellä läpipinnoitus.

Piirilevyjen galvanoidut reiät ovat tärkeitä ulkoasun kokonaisvaltaisen onnistumisen kannalta. Virheellinen sijoittelu voi aiheuttaa valmistusongelmia ja heikentää lopputuotteen suorituskykyä. Näiden ongelmien välttämiseksi on tärkeää käyttää reikiä oikein.

Tangentti tappio

Häviötangentin määrittämiseksi signaalin eheyden insinöörien on tiedettävä piirilevyjen valmistuksessa käytetty materiaali. Käytetyt materiaalit ovat usein lasin ja hartsin yhdistelmiä. Eri tyyppisillä materiaaleilla on erilaiset häviötangentit. Joissakin tapauksissa valmistaja ei välttämättä anna käyttämiensä materiaalien häviötangentin arvoja, joten signaalin eheyden suunnittelijoiden on määritettävä ne itse.

Materiaalin häviötangentti on mitta, joka kertoo, kuinka paljon sähkömagneettista energiaa se absorboi tietyllä taajuudella. Materiaalit, joiden häviötangentti on alhainen, vähentävät siirtohäviöitä. Muita tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa suorituskykyyn, ovat pinnan karheus ja kerrosten kerrostamisresoluutio. Lisäksi lämmönjohtavuus on toinen tärkeä tekijä, sillä se määrittää, kuinka hyvin materiaali johtaa lämpöä. Huono lämmönjohtavuus rajoittaa laitteen suorituskykyä ja voi rajoittaa pinon suorituskykyä.

Dielektrisyysvakio

Piirilevyjen valmistuksessa on tärkeää ymmärtää käytettyjen materiaalien dielektrisyysvakio. Tämä on tärkeä parametri, koska se auttaa valitsemaan oikean laminaatin. Useimmat laminaattitoimittajat antavat tämän tiedon, samoin kuin taajuuden ja hartsipitoisuuden. Voit myös laskea piirilevyn dielektrisyysvakion käyttämällä sovellusta, kuten Altium Designer. Vaihtoehtoisesti voit käyttää Simberianin kaltaista simulointityökalua.

Piirilevymateriaalit valmistetaan yleensä lasikudoksesta, kuparista tai muovista. Näiden materiaalien eri tyypeillä on erilaiset dielektrisyysvakiot, jotka vaikuttavat niiden sähköisiin ominaisuuksiin. Dielektrisyysvakio (jota kutsutaan myös häviökertoimeksi) määrittää varauksen määrän, joka voi olla kahden johtimen välillä, kun niiden väliin kytketään jännite. Tämä ominaisuus määrittää, kuinka nopeasti virta kulkee johtimessa.

Piirilevyjen ympäristötestit

Elektroniikkalaitteiden, kuten piirilevyjen, valmistuksessa on suoritettava useita ympäristötestejä, kuten kosteus- ja lämpöshokkitestejä. Näissä testeissä määritetään, kestääkö piirilevy kosteuden ja korroosion vaikutukset. Piirilevylle voidaan tehdä myös toiminnallinen testi. Tämäntyyppinen testi simuloi todellisia käyttöolosuhteita ja antaa välitöntä palautetta projektin laadusta. Sitä käytetään yhä useammin piensarjatuotannossa sen varmistamiseksi, että jokainen piirilevy täyttää kaikki kenttäkäytön laatuvaatimukset.

Elektroniikan valmistuksessa käytettävien piirilevyjen ympäristötestit ovat olennaisen tärkeitä niiden luotettavuuden varmistamiseksi. Vaikka näitä testejä ei aina vaadita laissa, ne ovat välttämättömiä elektroniikkatuotteiden luotettavuuden kannalta ja varmistavat, että ne toimivat tarkoitetulla tavalla. On tärkeää valita kokenut elektroniikan sopimusvalmistaja, jolla on tarvittavat sisäiset tilat näiden testien suorittamiseen.