A nyomtatott áramköri lapok áttekintése

A nyomtatott áramköri lapok áttekintése

Ez a cikk áttekintést nyújt a nyomtatott áramköri lapokról, és az anyagokról, a tervezési koncepciókról és a vizsgálati pontokról szóló cikkeket tartalmaz. A példák és esettanulmányok kombinációjával az olvasó megértheti a nyomtatott áramköri lapok tervezésének alapjait és a gyártás folyamatát. Emellett fontos tippeket ad a kiváló minőségű nyomtatott áramköri lapok fejlesztéséhez.

Nyomtatott áramköri lapok

A nyomtatott áramköri lap egy lapos összetett lap, amely egy vagy több rézréteggel rendelkezik. Az alkatrészeket ezekre a lapkákra szerelik fel, és forrasztják rájuk. A nyomtatott áramköri lapok méretüktől és összetettségüktől függően egy, két vagy akár több rétegű áramkörrel is rendelkezhetnek.

Mielőtt egy nyomtatott áramkört összeszerelhetnének, meg kell tervezni és jóvá kell hagyni. Ez a lépés kulcsfontosságú, mivel a nyomtatott áramköri lap tervezésében elkövetett hibák a termék leszállításának késedelmét okozhatják. A tervezés véglegesítése után kerül sor a NYÁK gyártására. Ez általában rezet, dielektromos anyagot, selyemnyomást és forrasztási maszkot tartalmaz.

Anyagok

A PCB-k különböző tulajdonságokkal rendelkező kémiai vegyületek. A környezetbe kerülve nem bomlanak le könnyen, hanem hosszú ideig ott maradnak. Sőt, akár nagy távolságokra is eljuthatnak, gyakran hóban vagy tengervízben is megtalálhatók. Bár széles körű használatuk miatt sokak számára aggodalomra ad okot, még mindig sok mindent kell megtudni a PCB-kről és hatásaikról.

A PCB-k leggyakoribb felhasználási területei közé tartoznak a nagy teljesítményű ipari gépek. Ezek a rendszerek nagy feszültséget és nagy áramerősséget képesek kezelni. Emellett nagyon könnyűek lehetnek, és szűk helyeken is elférnek. Egy másik népszerű felhasználási terület a LED-es világítási megoldások. A LED-ek közvetlenül a NYÁK-ra helyezhetők, és az anyag hajlítható.

Tervezési koncepciók

A PCB tervezési koncepció az alapja egy elektronikus eszköz áramköri lapjának létrehozásának. Meghatározza az elektronikus alkatrészek funkcióit, jellemzőit, összekapcsolásait és elhelyezését. Meghatározza továbbá a hozzávetőleges méreteket, a hőmérsékleti tartományt és a környezeti szempontokat. A végső koncepció egy áramköri rajz, amely minden szükséges információt megad egy elektromos eszköz megfelelő működéséhez. A kapcsolási rajz tartalmazza az alkatrészek nevét, értékét, névleges értékét és a gyártó alkatrészszámát.

A nyomtatott áramköri lap tervezése összetett folyamat, és számos fontos elemet kell figyelembe venni. Az áramköri lap elrendezése kritikus szempont. Ha ez nem megfelelően történik, elektromágneses interferenciához vagy alkatrész-konfliktusokhoz vezethet. Ez korlátozhatja a lap működését, vagy akár teljes meghibásodását is okozhatja. Emellett többlet gyártási időt és költséget is eredményezhet.

Tesztelési pontok

A tesztelési pontok a NYÁK-on lévő vezető felületek, amelyek az áramkör működőképességének ellenőrzésére szolgálnak a felszerelés előtt. Ezek lehetnek tömör rézkörök, fúrt padok, rövidre tekert csapok vagy eltolt vezetékek, amelyek egy alkatrészhez csatlakoznak. A tesztpontokat általában feszültség és/vagy áramerősség értékkel jelölik, amely feszültségmérővel mérhető.

Egy nyomtatott áramköri lapnak lehet néhány tesztpontja, amelyek alapvetően a lapon lévő nyomtatott elemek. Egyes esetekben a tesztpont egy via, amely egy belső nyomvonalhoz csatlakozik. A PCB tervezője egy tesztberendezés segítségével hozzáférhet ezekhez a pontokhoz az elektromos tesztelés során. Ezeken a pontokon különböző típusú elektromos tesztek végezhetők el, például folytonossági vizsgálat, áramkörön belüli vizsgálat vagy repülő szondás vizsgálat.

Stack-up

A többrétegű PCC stack-up kialakítása összetett téma, és rengeteg variációval rendelkezik. Bár a példa stack-upok nem a kritikus követelmények teljesítésére szolgálnak, hasznos és könnyen érthető áttekintést nyújthatnak a tervezőknek a NYÁK-építési folyamatról, és biztosíthatják a következetes eredményeket.

A nyomtatott áramköri lap dielektromos tulajdonságai az építés során használt dielektromos anyag típusától függnek. A drágább NYÁK-ok általában csúcskategóriás dielektromos anyagokat tartalmaznak. A nyomtatott áramköri lapok azonban olcsó dielektromos anyagok felhasználásával is gyárthatók.

Formafaktor

A NYÁK tervezők talán azt kérdezik maguktól, hogy "Mi a Form Factor?". A nyomtatott áramköri lap formafaktora a fizikai tulajdonságaira utal, beleértve a lap vázának méretét, a lap belső konfigurációját, a szerelési sémát és így tovább. Számos különböző NYÁK-formafaktor létezik, ezért fontos tudni, hogy mindegyik hogyan befolyásolja a tervezést.

Például a 3,5 hüvelykes lapok nem 3,5 hüvelyk méretűek, hanem nagyobbak, mint az általuk befogadott meghajtó. Ez a típusú NYÁK tökéletes a helyszűkében lévő és sok SWAP-ot használó ipari PC-khez. Egy ilyen formájú lap akár négy különböző interfészt is támogathat.

4 aranyszabály a PCB tervezéshez

4 aranyszabály a PCB tervezéshez

A nyomtatott áramkör tervezésekor számos aranyszabály van, amelyet be kell tartania. Ezek közé tartozik a tervezési szabályellenőrzés (DRC), amilyen gyakran csak lehet, az alkatrészek csoportosítása, a nyomvonalak elválasztása és a hőelvonási minta. Ezek mindegyike gördülékenyebbé teszi a tervezési folyamatot és csökkenti a költségeket. Ráadásul ezek a szabályok segítenek időt és pénzt megtakarítani azáltal, hogy megkönnyítik a készletezési döntéseket.

Tervezési szabályellenőrzés (DRC), amilyen gyakran csak elviselhető

A tervezési szabályok ellenőrzése (DRC) fontos folyamat, amely segít a mérnököknek elkerülni a költséges tervezési hibákat. Segít nekik azonosítani a hibákat, mielőtt azok a NYÁK-tervekbe beépülnének. A tervezési szabályok ellenőrzése hatékony módja annak ellenőrzésére, hogy a terv megfelel-e a specifikációknak, és hogy nem okoz-e problémákat a végső összeszerelés során.

A NYÁK-tervezők DRC-t futtathatnak a kapcsolási rajzokon és az elrendezési terveken a hibák azonosítása és javítása érdekében. Ezek az eszközök átfogó jelentést generálnak, amely részletesen tartalmazza a szabálytalanságokat. Ezek a jelentések olyan részleteket tartalmaznak, mint a megsértett szabályok és az érintett konkrét alkatrészek referenciakijelölés szerint. Ezek az eszközök manuálisan is használhatók. Ne feledje azonban, hogy ezek nem helyettesítik a DRC-t.

Bár a DRC a nyomtatott áramköri lapok tervezésénél időigényes, később sok fejfájástól kímélheti meg Önt. Még ha a NYÁK-tervezése egyszerű is, a gyakori ellenőrzéssel órák fárasztó munkáját spórolhatja meg. Ez egy jó szokás, amit érdemes elsajátítani, különösen, ha összetett NYÁK-on dolgozik.

Alkatrészek csoportosítása

Az alkatrészek csoportosítása a NYÁK tervezés fontos része. A hasonló funkciójú alkatrészeket együtt kell elhelyezni. Például a teljesítménykezelő IC-ket az LDO-kkal és más hasonló eszközökkel kell csoportosítani. Ezenkívül a teljesítménykezelő IC-ket és más, nagy áramerősségű eszközöket el kell különíteni az analóg és digitális alkatrészektől. A magas kapcsolási frekvenciájú és nagy elektromágneses zajjal rendelkező alkatrészeket is tartsa elkülönítve más alkatrészektől. Az alkatrészek funkció szerinti csoportosításával jobban ellenőrizheti a visszatérési útvonalat, és elkerülheti bizonyos alkatrészek túlmelegedését is.

Az alkatrészek csoportosítása a nyomtatott áramköri tervben alapvető fontosságú a digitális és analóg jelek közti keresztbeszólások és interferenciák elkerülése érdekében. Az áthallás olyan probléma, amely veszélyeztetheti a jel integritását. E probléma megelőzésére a legegyszerűbb megoldás a nem homogén alkatrészek különálló területekbe való csoportosítása. Így az analóg és digitális tömegek nem fogják összezavarni egymást.

Az alkatrészek elhelyezése azért fontos, mert befolyásolja a teljes folyamatot és a termék általános kialakítását. A helytelen elhelyezés rossz funkcionalitást, gyárthatóságot és karbantartást eredményezhet. Egyes jelek is elronthatók, ha helytelenül vannak elhelyezve. Az alkatrészek helyes elhelyezése javíthatja a tervezési folyamatot, és sok időt takaríthat meg.

Nyomok szétválasztása

A nyomtatott áramköri lap tervezésének folyamata magában foglalja a nyomvonalak szétválasztását. A nyomvonalak pontos szélessége és száma a továbbítandó jel jellegétől függ. A vékony nyomvonalakat általában az alacsony áramú TTL jeleknél használják, amelyeknek nincs szükségük zajvédelemre vagy nagy áramfelvevőképességre. Ezek a leggyakoribb nyomvonaltípusok az áramköri lapon. Egyes NYÁK-kialakításoknál azonban vastagabb nyomvonalakra van szükség a nagy teljesítményű jelek és más, a tápellátással kapcsolatos funkciók továbbításához.

A nyomvonalgeometria nagy jelentőséggel bír a megfelelő áramköri működés szempontjából. Mivel a nyomvonalak az elektromos jelek továbbítására szolgálnak, megfelelő szélességűnek kell lenniük a túlmelegedés megelőzése és a nyomtatott áramköri lap területének minimalizálása érdekében. Az interneten számos kalkulátoreszköz áll rendelkezésre, amelyek segítenek a nyomvonal megfelelő szélességének kiszámításában.

A NYÁK tervezésénél elengedhetetlen az analóg jelek és a digitális jelek elkülönítése. Ezek a jelek zavarhatják egymást, és fontos, hogy elkülönítve tartsuk őket, hogy megakadályozzuk a keresztbeszólásokat.

Hőelvonási minta

A hőelvezető minta segít az áramköri lapok hőelvezetésében nagy területen. Ez hasznos az átmenő lyukú eszközök forrasztásakor. Fontos, hogy az áramköri lapot úgy tervezzék meg, hogy a forrasztási folyamat során a lehető legkisebb legyen a hőfelhalmozódás kockázata.

A hőelvezető mintákat minden olyan helyen alkalmazni kell, ahol az alkatrészlemez találkozik egy átjáróval vagy egy alaplapi síkkal. Ezek további támasztékot nyújtanak az alkatrésznek, és segítenek csökkenteni a hőterhelést. A termikus reliefeket a tervezési fázisban rendszeresen ellenőrizni kell. Korán észlelve a problémák minimalizálhatók vagy teljesen elkerülhetők.

Azt is fontos megjegyezni, hogy a hőelvezető nyílások méretének meg kell egyeznie a tápnyomvonal szélességével. A túl kicsi hőelvezetés túlzott hőt és kiégett csatlakozást eredményezhet. A jobb hőelvezető kialakítás az, amely elegendő fémet és kevesebb küllőt tartalmaz.

5 tipp az egyedi nyomtatott áramköri lapok létrehozásához

5 tipp az egyedi nyomtatott áramköri lapok létrehozásához

Ha egyedi nyomtatott áramköri lapot szeretne készíteni, négy kulcsfontosságú tippet kell követnie. Ezek közé tartozik a megfelelő áramköri tervezőszoftver és alkatrészek kiválasztása a tervezési folyamat korai szakaszában. A megfelelő anyagok kiválasztása egy másik fontos lépés. Végül győződjön meg arról, hogy az alkatrészek fizikailag és elektromosan közel vannak egymáshoz a kapcsolási rajzban.

A megfelelő áramköri tervező szoftver kiválasztása

Számos különböző szoftveres megoldás közül lehet választani. A projektjéhez megfelelő szoftver kiválasztása megkönnyítheti a nyomtatott áramköri lapok tervezését. Egyes lehetőségek fejlettebb funkciókat biztosítanak, mint mások. Az OrCAD PCB Designer például tartalmaz könyvtárakat a jelintegritáshoz, a kapcsolási rajzok rögzítéséhez, az automatikus útválasztáshoz és a korlátok kezeléséhez. Emellett támogatja az elektronikai megoldások széles választékát, az angol nyelvet és a Windows operációs rendszereket.

Az áramköri lap tervezőszoftver minden elektronikus termék tervezésének elengedhetetlen része. Segít a mérnököknek az elektronikus áramkörök megjelenítésében és elemzésében. Segít nekik abban is, hogy megosszák terveiket a gépészmérnökökkel. Egy jó NYÁK-tervezési szoftver széleskörű alkatrészkönyvtárral rendelkezik, amelyből választhat. Az előre definiált alkatrészek könyvtárával nem kell minden alkalommal újra feltalálni a kereket, amikor új alkatrészt hoz létre.

Bár sok EDA-eszköz létezik, a legjobbak nem ingyenesek. Ezek prémium kategóriás eszközök, robusztus funkciókkal. Nehéz lehet kiválasztani az Ön igényeinek megfelelőt. A legfontosabb dolog, amit figyelembe kell vennie, az a választott szoftver közösségi támogatása. A megfelelő szoftver kiválasztása az egyedi nyomtatott áramköri lapokhoz megkönnyítheti a tervezés elkészítését.

Az alkatrészek kiválasztása a tervezési folyamat korai szakaszában

Egyedi nyomtatott áramköri lapok készítése során alapvető fontosságú az alkatrészek kiválasztása a tervezési folyamat korai szakaszában. Az alkatrészek korai kiválasztása segít elkerülni a nyomtatott áramköri lapok elrendezésével és gyártásával kapcsolatos problémákat. A tervezési folyamat több lépést tartalmaz annak biztosítására, hogy a lap megfeleljen az Ön igényeinek. Az első lépés a nyomtatott áramköri lap terjedelmének meghatározása. Ez az a folyamat, amelynek során meghatározza az összes alkatrészt és azok helyét a lapon.

Az egyedi áramköri lap mérete határozza meg a legmegfelelőbb alkatrészeket. A megfelelő méret kiválasztása az áramkör végső funkcionalitásától függ. Például előfordulhat, hogy egy bizonyos méretű áramköri lapot szeretne választani annak érdekében, hogy az egész eszköz elférjen. Az is előfordulhat, hogy a nagyobb áramkörök nem férnek el egyetlen rézrétegen, ezért lehet, hogy két rézréteget kell választania. Ilyen esetben a nyomvonalakat a NYÁK mindkét oldalán el kell vezetni.

Az alkatrészek korai kiválasztása kritikus fontosságú a NYÁK teljesítménye és hosszú élettartama szempontjából. Az alkatrészek elhelyezése befolyásolhatja a hőeloszlást, a súlyt és a teljesítményt. Bár az egyedi nyomtatott áramkörök tervezésekor be kell tartania az iparági legjobb gyakorlatokat, jó ötlet, ha a tervezési folyamatba némi személyes stílust is belecsempész. Azzal, hogy személyes ötleteit, stílusát és kreativitását beépíti a tervezési folyamatba, képes lesz arra, hogy egyedi nyomtatott áramköri lapjait kiemelje a versenytársak közül.

Tervezési szabály ellenőrzésének elvégzése

A tervezési szabályellenőrzés (DRC) fontos folyamat az egyedi nyomtatott áramköri lapokat készítő mérnökök számára. Ez lehetővé teszi számukra a lehetséges hibák azonosítását és kijavítását a gyártás megkezdése előtt. A tervezési szabályellenőrzéseket gyakran kell elvégezni annak biztosítása érdekében, hogy a laptervezés megfeleljen minden gyártási paraméternek. A DDR-szabályok például ellenőrzik, hogy a NYÁK tartalmaz-e olyan nyomvonalakat, amelyeknek differenciális impedanciával rendelkeznek, és amelyeknek szimmetrikusnak kell lenniük.

A tervezési szabályok ellenőrzésével a mérnökök megállapíthatják, hogy a lap megfelel-e a megrendelő követelményeinek. A tervezési szabályellenőrzés segíthet az egyedi lap gyárthatóságának javításában is. A modern NYÁK-tervezés során több ezer alkatrészt és csatlakozást kell kezelni. Egyes lapok több rétegűek lehetnek, ezért a tervezési szabályellenőrzés elengedhetetlen az elfogadható gyártási hozam biztosításához.

A DRC együtt végzi a tervezést és az elrendezést, lehetővé téve a kettő szoros együttműködését. Ezáltal a tervezők biztosíthatják, hogy a NYÁK megfeleljen az előírt tervezési szabályoknak, és elkerülhetik a váratlan SI, EMI vagy biztonsági szabálytalanságokat. A teszteket is módosíthatják a tervezési követelményekhez igazodva, és minimalizálhatják a költséges laphibákat. Ezek a fejlesztések növelhetik a termék piacra kerülésének idejét és maximalizálhatják a nyereségességet.

Anyagok kiválasztása

Az egyedi nyomtatott áramköri lapok anyagának kiválasztásakor több tényezőt is figyelembe kell vennie, beleértve a környezetet és az alkalmazást, ahol a nyomtatott áramkört használni fogják. Figyelembe kell vennie az iparágspecifikus szabványokat és a szabályozási követelményeket is. Előfordulhat például, hogy meg kell felelnie a tűz- és hővédelemmel kapcsolatos szigorú követelményeknek. A megfelelő tulajdonságokkal rendelkező anyagok kiválasztásával elérhető áron érheti el a kívánt teljesítményt.

A nyomtatott áramköri lapokhoz használt anyag döntő fontosságú a késztermék általános teljesítménye szempontjából. A különböző NYÁK-anyagok különböző elektromos tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek meghatározzák alkalmasságukat az adott alkalmazáshoz. Ha például nagyfrekvenciás átvitelre tervez áramköri lapot, akkor alacsony hőtágulási (CTE) értékekkel rendelkező anyagot kell választania.

Az egyedi nyomtatott áramköri lapok anyagának kiválasztásához az első lépés az, hogy megértsük, hogyan készül az áramköri lap. A nyomtatott áramkör két összetevőből, egy hordozóból és egy laminátumból áll. A szubsztrát adja az áramköri lap szerkezetét és alapját, amely magában foglalja a rézfóliát és más felületi anyagokat. Egyes lapok maganyagot is tartalmaznak.

Mit csinálnak az áramköri lapok?

Mit csinálnak az áramköri lapok?

Az áramköri lapot számos alkatrész és rész alkotja. Ez a cikk a nyomtatott áramköri lapok összetevőit és funkcióit tárgyalja. Kitér az áramköri lapok elrendezésére is. Ha már alapvetően ismeri ezeket az alkatrészeket és részeket, jobban megértheti az áramköri lapok működését. Ha bármilyen kérdése van, forduljon hozzánk bizalommal! Barátságos munkatársaink mindig szívesen válaszolnak kérdéseire! Reméljük, hogy ez a cikk hasznos lesz az Ön számára!

Nyomtatott áramköri lapok

A nyomtatott áramköri lapok alkotják a legtöbb elektronikus eszköz gerincét, a mobiltelefonoktól a számítógépekig. Ezek az áramköri lapok fémrétegekből készülnek, amelyek között vezető utak húzódnak. Általában külön-külön maratott és egymásra rétegelt rétegekből készülnek, hogy egy mintázatot hozzanak létre. A nyomtatott áramköri lapok nyomvonalakat is tartalmaznak, amelyeken keresztül a jelek áthaladnak a lapon, és információt továbbítanak a különböző alkatrészek között.

Ezeket a rétegeket plottereknek nevezett speciális berendezésekkel hozzák létre. Ez a gép fotófilmeket készít a nyomtatott áramköri lapról, és pontos részletesség és kiváló minőségű nyomtatás érhető el vele. A plotter olyan tintát nyomtat, amely a NYÁK különböző rétegeire hasonlít. A hordozó általában üvegszálból vagy epoxigyantából készül. Ezután a panel egyik vagy mindkét oldalára rezet ragasztanak. Miután ez megtörtént, a panelre kerül a fényérzékeny fólia.

Funkciók

Az áramköri lap különböző alkatrészekből áll, amelyek együttesen egy adott funkciót látnak el. A fő alkatrészek a kondenzátorok, ellenállások és tranzisztorok. Ezek az alkatrészek lehetővé teszik az elektromos áram áramlását egy magasabb feszültségről egy alacsonyabb feszültségre, biztosítva, hogy egy készülék megfelelő mennyiségű energiát kapjon.

Alkatrészek

Az áramköri lap egyik legfontosabb alkatrésze a transzformátor. A feszültség megváltoztatásával átalakítja az elektromos energiát, lehetővé téve az áramkör működését. Ezek az eszközök számos különböző konfigurációval rendelkezhetnek, és a szakértő áramköri tervezők gyakran figyelembe veszik a feszültség átalakításának folyamatát az áramkör tervezésekor. A transzformátor jellemzően egy fémmagból áll, amelyet egy sor tekercs vesz körül. Az egyik ilyen tekercset szekunder tekercsnek, míg a másikat primer tekercsnek nevezik.

Egyéb NYÁK-alkatrészek közé tartoznak a kapcsolók és a relék. Ezek az eszközök a teljesítmény szabályozására és be- és kikapcsolására szolgálnak. A félvezető kapcsolók egyik típusa a szilíciumvezérlésű egyenirányító (SCR), amely kis bemenettel nagy teljesítményt képes szabályozni. Passzív eszközök, például kondenzátorok és ellenállások szintén megtalálhatók a NYÁK-on.

Elrendezés

Az áramköri lapok elrendezése a NYÁK-tervezés fontos része. Ez egy összetett folyamat, amely magában foglalja a különböző alkatrészek és lyukak elhelyezésének meghatározását a lapon. Sokféle áramköri lap létezik, beleértve az ipari és a fogyasztói elektronikai áramköröket is. Bár ezek a típusú áramköri lapok többnyire hasonlóak, a NYÁK elrendezés tervezőjének figyelembe kell vennie az egyes technológiák sajátos követelményeit és azt a környezetet, amelyben a lapokat használni fogják.

Elektromágneses kompatibilitás

Az elektromágneses összeférhetőség (EMC) fontos fogalom az elektronikus áramkörök tervezésekor. Az elektromágneses zaj problémájával foglalkozik, amely zavarhatja az áramkörben lévő jeleket. Az EMC-t már a tervezés korai szakaszában figyelembe kell venni, mivel jelentős hatással lehet a késztermékre. A megfelelő NYÁK-tervezéssel elkerülhetők az EMC-problémák, és biztosítható a rendszer működőképessége.

Az áramköri lapoknak meg kell felelniük az EMC szabványoknak és irányelveknek, hogy az elektromágneses interferencia ne befolyásolja a működésüket. A leggyakoribb EMC-problémák a nem megfelelően tervezett áramkörökből erednek. Ezek azt eredményezhetik, hogy az inkompatibilis jelek interferálnak egymással, és az áramköri lap meghibásodását okozhatják. Ez elkerülhető az EMC tervezési elvek betartásával, amelyeket az áramköri tervben kell felvázolni.

Tartósság

A nyomtatott áramkörök tartóssága fontos szempont az elektronikai tervezés során, különösen akkor, ha a nyomtatott áramkörök zord környezetnek lesznek kitéve. Az ipari NYÁK-oknak például robusztusnak és tartósnak kell lenniük. Szükség lehet arra is, hogy ellenálljanak a magas hőmérsékletnek. Az ipari NYÁK-ok speciális összeszerelési eljárásokat is igényelhetnek, például az átmenő lyukak technológiáját. Az ipari NYÁK-okat gyakran használják olyan berendezések, például elektromos fúrók és présgépek meghajtására. Más felhasználási területek közé tartoznak az egyenáramú-váltó áramváltók és a napenergia kapcsolt energiatermelő berendezések.

A NYÁK tartóssága passzív alkatrészek és eszközök beépítésével javítható. Az impulzusállóság az egyik legfontosabb paraméter, amelyet a passzív és aktív eszközök kiválasztásakor figyelembe kell venni. Segít meghatározni a maximális teljesítményleadást és az impulzushullámzás után fellépő ellenállásváltozást. Ez segíthet az impulzusáramkörök hasznosságának meghatározásában is. Az áramköri lapok tartósságának javítása érdekében a vékonyréteg-ellenállások a NYÁK felületén vagy a NYÁK-ba ágyazva gyárthatók. Egy példa erre egy FR-4 laminátumra helyezett nikkel-foszfor ötvözet. Ennek lapellenállása 25 O/négyzetméter.

Biztonság

Az áramköri lapok minden elektronikus eszköz fontos alkotóelemei. Egy hibásan működő áramköri lap miatt a készülék nem működik megfelelően, vagy akár teljesen meghibásodhat. A fogyasztói piac növekvő igényei miatt a mérnökök kisebb, hatékonyabb és rugalmasabb áramköri lapok tervezésén dolgoznak. Emellett szigorú piacra kerülési határidőket is be kell tartaniuk. Ez hibákhoz vezethet a tervezés során, ami árthat a termék hírnevének.

Létfontosságú, hogy a munkahely biztonságos legyen, és a munkavállalók megfelelő képzésben részesüljenek. A PCB-knek való kitettség súlyos egészségügyi következményekkel járhat, beleértve a szem- és bőrirritációt és a légúti irritációt. A munkavállalóknak védőruházatot kell viselniük, beleértve a légzőkészüléket és a kesztyűt. A veszélyes vegyi anyagokat is megfelelően kell tárolniuk és ártalmatlanítaniuk az EPA iránymutatásainak megfelelően.

A nyomtatott áramköri lap - Minden elektronikus eszköz nélkülözhetetlen alkotóeleme

A nyomtatott áramköri lap - Minden elektronikus eszköz nélkülözhetetlen alkotóeleme

A nyomtatott áramköri lap számos elektronikus eszköz alapvető alkotóeleme. Rézből vagy más rugalmas anyagból készül, és lehetővé teszi az alkatrészek egyszerű hozzáadását vagy cseréjét. Íme néhány tény erről az alkatrészről. A nyomtatott áramköri lap minden elektronikus eszköz létfontosságú része, ezért fontos tudni, hogyan működik, mielőtt új készüléket vásárolna.

A nyomtatott áramköri lapok számos elektronikus eszköz alapelemei

A nyomtatott áramköri lapok (PCB) számos elektronikus eszköz alapját képezik. Ezek összetettsége az egyrétegű garázskapunyitótól a többrétegű nagysebességű szerverig terjedhet. A nyomtatott áramkör biztosítja a rögzítési felületet más elektronikus alkatrészek, például ellenállások, kondenzátorok, rádióeszközök és félvezetők számára.

A NYÁK egy vékony, téglalap alakú szubsztrát, amelyet finom rézvonalak és ezüst betétek borítanak. Számos elektronikus eszköz szíve, és fontos megérteni a különböző típusokat és alkatrészeket, amelyeket ezeken a lapokon használnak. Hasznos továbbá megérteni a nyomtatott áramköri lapok történetét és fejlődését, valamint a gyártási folyamatot.

A nyomtatott áramköri lapokat jellemzően az egyes alkalmazások igényeihez igazodva, egyedi igények szerint tervezik. Ezek lehetnek egyrétegű merev lapok vagy többrétegű rugalmas áramkörök. A nyomtatott áramköri lapokat speciális számítógépes szoftverrel, úgynevezett CAD (computer aided design) segítségével tervezik, amely az áramköröket és a csatlakozási pontokat optimális helyre helyezi a lapon. A szoftver azt is tudja, hogyan kell az alkatrészeket a NYÁK-ra forrasztani.

Könnyen hozzáadhatók és kicserélhetők az alkatrészek

A nyomtatott áramköri lapok (PCB) az elektronikus eszközök építőkövei. Gyors és egyszerű módot biztosítanak az elektronikus alkatrészek hozzáadására és cseréjére. Ezek a lapok különböző formákban készülnek, és számos alkalmazásuk van, az okosóráktól a számítógépes alkatrészekig. A többrétegű nyomtatott áramköri lapokat például gyakran használják a röntgenkészülékekben, szívmonitorokban és a CT-berendezésekben.

A nyomtatott áramköri lapok számos előnnyel rendelkeznek más csomagolási módszerekkel szemben. Az első a hagyományos huzalozás költséghatékonyabb alternatívája. A hagyományos kábelezéssel az alkatrészeket vezetékekkel kötötték össze, és merev hordozóra szerelték, amely általában rétegelt lemezből vagy bakelitből készült. Ezután forrasztóanyagot adtak hozzá, hogy vezető utakat alakítsanak ki. Végül ezek az áramkörök nagyon nagyok és bonyolultak lettek, ami megnehezítette a gyártásukat és a hibakeresést. Ráadásul a kézi forrasztás időigényes lehetett.

A nyomtatott áramköri lapok az alkatrészek hozzáadásának és cseréjének egyszerű módját is biztosítják bármely elektronikus eszközben. Ezek a lapok számos csatlakozóval rendelkeznek, amelyek az alkatrészeket egy nagyobb rendszerhez rögzítik. Ezek a csatlakozók tűs fejléceket és aljzatokat tartalmaznak. Egy nyomtatott áramköri lapot visszafordíthat, ha az elavult vagy hibás. A visszafejtés lehetővé teszi, hogy a NYÁK-ot új alkatrészekkel újrakészítsék, nagyobb teljesítményt nyújtva.

Rézből készülnek

A réz a nyomtatott áramkörökben használt egyik legfontosabb anyag. Gyakran galvanizálják vagy maratják, hogy különleges mintákat alakítsanak ki. A rádiófrekvenciás azonosítási (RFID) technológiában is használják a hatótávolság növelése érdekében. Ha például autót vezet, és RFID-vel szeretne fizetni, a benzin kifizetéséhez közel kell lennie a járműhöz. A réz azért használatos ebben a folyamatban, mert növeli a rádiófrekvencia hatótávolságát. A rézből nyomtatott áramköri lapokat is készítenek. A folyamat úgy kezdődik, hogy egy rugalmas fóliára rézréteget visznek fel, majd maratással vékony, tömör rézvonalakat hoznak létre. Manapság ezt a folyamatot gyakran tintasugaras nyomtatóval végzik, ami kiküszöböli a hulladékot és sokkal költséghatékonyabbá teszi az áramköröket.

A nyomtatott áramköri lapok gyártásához használt réz vastagsága a gyártó és a rendeltetésszerű használat szerint változik. A vastagságot általában négyzetlábanként unciában adják meg. A legtöbb NYÁK-nál négyzetlábanként egy uncia rézlemezt használnak, míg a nagy teljesítményterhelésű NYÁK-nál két vagy három unciát használnak négyzetlábanként. Egy tipikus uncia/négyzetláb rézlemez vastagsága körülbelül 34 mikrométer.

Rugalmas anyagokból készülnek

A nyomtatott áramköri lap az elektronikus eszközök egyik legfontosabb alkatrésze, amely rugalmas anyagokból készül, hogy csökkentse a helyigényt. Ezt az anyagot az összekötési pontok számának minimalizálására is használják, ami fontos lehet a teljesítmény szempontjából zord körülmények között. Napjainkban az FR-4 az egyik legelterjedtebb dielektromos anyag, amelyet áramköri lapok készítéséhez használnak. A nem szőtt üvegszálakat és a papírt is gyakran használják erősítőanyagként. Ezenkívül kerámiák is használhatók a nyomtatott áramköri lapok dielektromos állandójának növelésére.

A nyomtatott áramköri lapok különböző anyagokból készülnek, és az anyagválasztás az alkalmazástól függ. Minden anyag más-más tulajdonságokkal ruházza fel az áramkört. A tervezők általában a nagy sebességű alkalmazások elektromos teljesítménye, a mechanikai vagy termikus túlélőképesség és a kormányzati követelmények alapján választják ki az anyagokat. A RoHS-irányelv például megköveteli a gyártóktól, hogy ne használjanak olyan fémeket vagy vegyi anyagokat, amelyek az Európai Unióban betiltottak.

A merev PCB-k mellett a rugalmas PCB-k a rugalmas anyagok egy másik típusa. Ezeket textíliákra lehet rögzíteni, vagy mikroprocesszorok, érzékelők vagy adattároló egységek hordozójaként lehet használni. Néhány vállalat rugalmas alkalmazásokhoz való nyújtható PCB-k kifejlesztésén dolgozik.

Egyszerű tippek a PCB-k megismeréséhez

Egyszerű tippek a PCB-k megismeréséhez

A nyomtatott áramköri lapok a legtöbb modern elektronikai eszközben megtalálható alkatrészek. Olcsó, könnyen javítható és újrahasznosítható. Széles körben használják őket számítógépekben, nyomtatókban és még mobiltelefonokban is. Ha többet szeretne megtudni az áramköri lapokról, olvasson tovább. Megtudhatja, hogyan ismerheti fel a megfelelőket, és hol találja meg őket.

A nyomtatott áramköri lapokat a legtöbb modern elektronikus eszközben használják.

Az áramköri lapok a legtöbb modern elektronikus eszköz alapvető építőkövei. Különböző funkciókat látnak el, és különböző formákban és méretekben kaphatók. Egyes lapokat közvetlenül a felületükön helyeznek el alkatrészeket, míg másokon előre fúrt lyukakat használnak a nagyobb alkatrészek számára. Függetlenül attól, hogy milyen módszerrel szerelik fel az elektronikát, a nyomtatott áramkörök a modern technológia alapvető részét képezik.

A nyomtatott áramköri lapok kifejlesztése előtt a legtöbb elektronikus eszköz más megközelítést alkalmazott: a pont-pont konstrukciót, amelyben a vezetékeket közvetlenül az alkatrészekre forrasztották. Ennek a módszernek azonban megvoltak a maga hátrányai. Lassú és nehézkes volt a tömeggyártás, és nem volt ideális a kényes elektronikus alkatrészek kezelésére.

A nyomtatott áramköri lapoknak két típusa van: egyoldalas és többrétegű. Az egyoldalas nyomtatott áramköri lapok egyetlen rézréteggel rendelkeznek, míg a kétoldalas nyomtatott áramköri lapok két rézrétegből állnak, és két réteg hordozó közé vannak beágyazva. Mindkét típus rugalmas és hajlítható, és könnyen félbehajtható. Aszerint is kategorizálják őket, hogy hány rézréteg van az egyes rétegeken. A többrétegű nyomtatott áramköri lapok négy vagy több vezető réteggel rendelkeznek, ami több útválasztási lehetőséget és jobb funkcionalitást tesz lehetővé.

Könnyen javíthatóak

A NYÁK-ok több réteg rézből és üvegszálból készülnek. Ha megsérülnek, a javításukhoz forrasztóanyagot lehet használni. A NYÁK-ok azonban túlmelegedhetnek, és a rézréteg leválhat az üvegszálas lapról. Ez az illesztések törését okozhatja. Ha túlmelegedett a NYÁK, más módszerrel is megpróbálkozhat a javítással.

Az első módszer során kálium-permanganát alapú marószert alkalmaznak kémiai úton. Az így kapott oldat kioldja az üvegszálakat és a gyantát a táblából. A táblán lévő rézrétegek ezután a lyukba nyúlnak, így azok a táblával szerves egységet alkotnak. Ez azonban csak akkor lehetséges, ha rendelkezik a megfelelő szerszámokkal a tábla javításához.

A második technika a lap újraforrasztását jelenti. Sok esetben egy rossz forrasztás vagy olcsó alkatrészek okozhatják a NYÁK meghibásodását. Ez rossz csatlakoztathatósághoz és gyenge teljesítményhez vezethet. Ilyen esetekben új NYÁK-ra lehet szükség.

Gazdaságosak

Az áramköri lapok több szempontból is gazdaságosak. Az első természetesen az anyagköltség. Bár az árlisták és az adatlapok nyújtanak némi iránymutatást, nincs közvetlen kapcsolat a nyersanyagköltség és a lapkakihozatal között. Egyes anyagok olcsóbbak, mint mások, míg mások drágább feldolgozást igényelnek. Továbbá a nyersanyagárak általában nincsenek összefüggésben az előállítási költségekkel.

A második, kevésbé intuitív ok a felhasznált anyag típusa. A leggyakoribb anyag az FR-4, egy dielektromos kompozit anyag, amely polimer gyanta mátrixot és erősítőanyagot, általában nem szőtt üvegszálakat vagy papírt tartalmaz. Egyes anyagok titanátkerámiákat is tartalmaznak, amelyek növelik a dielektromos állandót.

Ráadásul a hőre keményedő gyanták olcsók lehetnek. Az epoxigyantát például széles körben használják az elektronikus áramköri lapoknál. Kiváló elektromos, mechanikai és termikus tulajdonságokkal rendelkezik. Az epoxi katalizátorok és keményítők segítségével keményíthető. Azonban gyúlékony, ezért gyakran használnak égésgátlókat a gyúlékonyságának csökkentésére. Ezek a vegyi anyagok azonban nem hatékonyak a szerves chipcsomagok esetében, és nem használhatók tengeri és ipari környezetben.

Újrahasznosíthatóak

A nyomtatott áramköri lap (PCB) az elektronikus eszközök gyártásának fő alkotóeleme. Egy vékony rézrétegből áll, amelyre egy chip vagy más alkatrész kerül. Ezeket az alkatrészeket a lapon végigfutó nyomvonalak kötik össze. Amikor kidobunk egy régi elektronikus eszközt, akkor egy nyomtatott áramkört is kidobunk. Ez rossz hatással van a környezetre, mivel a PCB-k nemesfémekből állnak. Az újrahasznosítási folyamat segít megőrizni ezeket az anyagokat és csökkenteni a fogyasztásukat.

Bár az áramköri lapok újrahasznosíthatók, számos mérgező fémet és más veszélyes anyagot tartalmaznak. Ezek közé tartozik az ólom, az ón és a cink. Kis mennyiségben alumíniumot, rezet és nikkelt is tartalmaznak. Ezenkívül tartalmaznak néhány veszélyes elemet, köztük ftalátokat, amelyek rákos megbetegedésekkel, valamint máj- és vesekárosodással hozhatók összefüggésbe.

Fontos, hogy az elektronikai eszközöket újrahasznosítsuk, ha már nem használjuk őket. Az Egyesült Államokban az összes elektronikai hulladéknak csupán tizenöt-húsz százalékát hasznosítják újra. Az elektronikai hulladék többi részét elégetik vagy elégetik, mérgező anyagokat és káros elemeket szabadítva fel. Sok áramköri lap olyan vegyi anyagokat is tartalmaz, mint a brómozott égésgátlók, amelyekről ismert, hogy rákot és reprodukciós rendellenességeket okoznak.

Mi az áramköri lap fő funkciója?

Mi az áramköri lap fő funkciója?

Az áramköri lapok számos funkciót töltenek be. Elektromos alkatrészeket kapcsolnak össze, zajszűrést végeznek, és mechanikus alkatrészeket támogatnak. A katonai és a távközlési iparban is használják őket. Segíthetnek a költségek csökkentésében és az energiafogyasztás mérséklésében. Tudjon meg többet a különböző funkcióikról. Íme néhány példa.

Mechanikusan támogatni

Az áramköri lapok a modern elektronikai berendezések legfontosabb részei, amelyek mechanikai támogatást és elektromos csatlakozásokat biztosítanak az elektronikus alkatrészek számára. Ezek a lapok jellemzően üvegszál és epoxi laminátumából készülnek, egyik vagy mindkét oldalukon rézzel. A nyomtatott áramköri lapokhoz használt anyagot az adott berendezés elektromos követelményei alapján kell kiválasztani.

Elektromos alkatrészek csatlakoztatása

Az áramköri lapokat a különböző eszközök táplálására szolgáló bemeneti és kimeneti áramok vezérlésére használják. Sokféle projekthez használhatók, az egyszerű akkumulátortöltőtől kezdve a számítógépes alaplapig. Az áramköri lapban használt alkatrészek többsége közös, és megvásárolható az elektronikai boltokban. Általában színkódolással jelzik a teljesítményt és az értéket.

Az áramköri lap számos különböző alkatrészt tartalmaz, köztük ellenállásokat és kondenzátorokat. A legfontosabb alkatrész az ellenállás, amely az elektromos áram vezetésére szolgál. További fontos alkatrészek közé tartoznak a tranzisztorok és a kondenzátorok, amelyek energiát tárolnak.

Zaj szűrése

Az elektronikai berendezésekben az áramköri lapok jelentik a zaj fő forrását, de vannak módszerek a zajkeltés minimalizálására. Az első lépés a fő zajforrások megértése, majd az ezek mérséklésére szolgáló technikák alkalmazása. Például a tápegységek egymáshoz közelebbi elhelyezésével csökkenthető a szomszédos nyomvonalak induktivitása. Ezenkívül a nagysebességű alkatrészek lehető legrövidebb útvonalon történő elhelyezése csökkenti az áram földre pattogását. Ezenkívül a teljesítménykomponensek közelében megkerülő kondenzátorokat kell elhelyezni, hogy csökkentsék a jelkapcsoláskor fellépő áramkiugrást.

A zajcsökkentés egyik leghatékonyabb módszere a többlépcsős szűrők használata. Ezek a szűrők bizonyos frekvenciákon csökkenthetik a zajt. Ráadásul felületre szerelhető eszközökként csomagolhatók.

Az elektromos vezetékezés egyszerűsítése

A nyomtatott áramköri lapok nagyszerű módja az elektromos vezetékezés egyszerűsítésének. Vezetékek és kábelek helyett az áramköri lapok rézsávokat használnak az alkatrészek összekapcsolására. Ez lehetővé teszi a könnyebb forrasztást és az automatikus útválasztást. Ez a módszer ráadásul tömeggyártású, és számos alkalmazáshoz használható.

Egy áramköri lap bekötése könnyű feladatnak tűnhet, de órákig vagy akár napokig is eltarthat. A vezetékezés legkisebb javítása is jelentős idő- és költségbeli különbséget jelenthet. Például egy vezetékvégződés csatlakoztatása egy DB-dobozban néhány másodpercet vesz igénybe ahhoz képest, hogy egy áramköri lapon több ezer vezetékvégződés csatlakoztatása. Ezért az elektromos vezetékezés egyszerűsítése nagyszerű módja az időmegtakarításnak és a munkaóra-költségek csökkentésének.

Egy áramköri lap bekötésekor fontos, hogy megértsük az alkatrészek kapcsolatait, és hogy hogyan működnek együtt. Az alkatrészek közötti elektromos kapcsolatokat gyakran egy kapcsolási rajz mutatja be. A diagramon szabványosított szimbólumok jelölik az alkatrészeket.

Hogyan válhatsz PCB tervezővé

Hogyan válhatsz PCB tervezővé

A cikkben a NYÁK-tervezők követelményeit, készségeit és karrierlehetőségeit tárgyaljuk. Nem valószínű, hogy az első műalkotásod a bilbaói Guggenheim Modern Művészeti Múzeumban fog kikötni, de egy YouTube-videóval lehet kezdeni.

Legyen PCB tervező

Ha mindig is a technológiai iparban akartál dolgozni, talán azon gondolkodsz, hogyan lehetsz NYÁK-tervezőként dolgozni. A jó hír az, hogy erre a pályára nagy a kereslet. Valójában a technológiai iparnak folyamatosan szüksége van nyomtatott áramköri lapokra. Még ha nem is vagy jó a műszaki aspektusban, akkor is élvezheted, hogy ennek az izgalmas iparágnak a részese lehetsz. Ez a karrierút lehetővé teszi számodra, hogy meglásd, hogyan válnak a terveid egy termék részévé.

A NYÁK tervező szerepe több, mint a nyomvonalak elhelyezése és hajlítása. Képesnek kell lennie a főnöke és az ügyfelek elvárásait is kezelni. A sikeres tervezési projekt nagyfokú csapatmunkát igényel. Ez megköveteli a belső és külső részlegekkel, valamint a marketinggel és a beszerzéssel való együttműködést.

Ha NYÁK-tervezőként szeretne dolgozni, előnyös egy műszaki területen szerzett alapdiploma. Ez a fajta tanulmány lehetővé teszi, hogy megszerezze a munkához szükséges tudást. Elvégezhet egy CAD, elektronikai tervezés vagy akár távközlési mérnöki szakot is. Ezeknek a képzéseknek a felvételi követelményei főiskolánként eltérőek.

Szükséges készségek

Az alapdiploma jó módja annak, hogy fejlessze készségeit és tudását azon a területen, amelyre szakosodni szeretne, de nem szükséges ahhoz, hogy nyomtatott áramköri tervező legyen. Egy távközlési mérnöki, számítógépes tervezési vagy elektronikai tervezési tanfolyam megadhatja azokat a készségeket, amelyekkel a NYÁK-tervezőként való kiemelkedő munkához szükségesek. Az Ön által választott kurzustípustól függően a felvételi követelmények eltérőek lehetnek.

Az idővel való jó gazdálkodás egy másik készség, amellyel egy NYÁK-tervezőtől elvárható, hogy rendelkezzen. Ez a képesség elengedhetetlen a határidők betartásához és a projekt követelményeinek teljesítéséhez. Ez biztosítja, hogy a tervezés pontos legyen és megfeleljen az ipari szabványoknak. A hatékony időgazdálkodás lehetővé teszi, hogy a projekteket időben befejezze, és minimalizálja a hibázás kockázatát. Ezenkívül segít abban, hogy jól kommunikáljon más szakemberekkel. Ez létfontosságú a NYÁK-tervezés területén, mivel sok vállalat támaszkodik arra, hogy Ön képes a határidők betartására és az elvárások teljesítésére.

A számítógépes szimuláció egy másik készség, amellyel a NYÁK-tervezőknek rendelkezniük kell. Az áramkör teljesítményének és hőterhelésének megértésével a NYÁK tervezője változtatásokat hajthat végre a terven, hogy javítsa annak hatékonyságát. Ehhez bonyolult matematikai képleteket és tudományos elveket kell alkalmazni. A kreativitás egy másik készség, amely fontos a NYÁK-tervezővé váláshoz, mivel lehetővé teszi, hogy újszerű megoldásokat találjon ki a tervezési problémákra.

Követelmények

Ha élénken érdeklődik az elektronika és a tervezés iránt, érdemes megfontolnia a NYÁK-tervezésben való karrierlehetőséget. Ez egy olyan terület, amely kihívásokkal teli, de kifizetődő karriert biztosíthat Önnek. NYÁK-tervezőként meg kell értened, hogyan működnek az áramkörök, és hogyan lehet őket hatékonyabbá tenni. Azt is tudnod kell, hogyan tervezz áramköröket RF jelátvitelre. A gyárthatósági tervezés megértése elengedhetetlen a sikerhez.

Az elektronikai tanulmányok mellett a mechanikai tervezéssel kapcsolatos ismereteket is el kell sajátítanod. Ez lehetővé teszi az elektronikus áramköri lapok 3D-s modelljeinek elkészítését. Meg kell tanulnia a tervezőszoftverek használatát is. Ez segít a változtatások elvégzésében, és abban, hogy lássa, hogyan fog kinézni a tervezete, amikor az fizikai formában lesz. Ezzel időt és pénzt takaríthat meg.

Elektronikai alapdiplomával kell rendelkeznie. Bár ez nem követelmény ahhoz, hogy NYÁK-tervezővé válj, az alapdiploma segít a karriered előrehaladásában. Választhatsz olyan szakot, amely magában foglalja a rajzolást, a számítógépes tervezést, az elektrotechnikát vagy akár a távközlési mérnöki szakot is. Az Ön által választott kurzusok határozzák meg a szükséges képzési szintet.

Karrierlehetőségek

A NYÁK-tervezésben való karrier iránt érdeklődőknek tudniuk kell, hogy a terület iránt nagy a kereslet. Számos vállalat keres képzett, villamosmérnöki háttérrel rendelkező mérnököket a nyitott pozícióik betöltésére. NYÁK-tervezőként a legkülönbözőbb környezetben dolgozhat, a laboratóriumtól a gyártósorig.

Ha szeretsz rejtvényeket megoldani és értékeled az elektronikát, a NYÁK-tervezés lehet a megfelelő karrierlehetőség számodra. Azonban nem biztos, hogy élvezni fogod ezt a területet, amíg nem szerzel némi tapasztalatot. Rengeteget kell tanulni, és ahhoz, hogy feljebb léphess a ranglétrán, hajlandónak kell lenned keményen dolgozni, és időt kell szánnod a szakma elsajátítására.

Ha van érzéke a tervezéshez, a NYÁK-tervezőként való karrier kifizetődő és kihívásokkal teli lehet. Kreativitását felhasználva láthatja, hogy tervei olyan termékekké válnak, amelyeket az emberek nap mint nap használnak. Ez a fajta munka magas szintű műszaki megértést igényel, és láthatja, ahogy munkája egy nagyobb termék részeként életre kel.

Az elektronikus eszközökben használt áramköri lapok típusai

Az elektronikus eszközökben használt áramköri lapok típusai

Az elektronikus eszközökben használt áramköri lapok négy fő típusa létezik. Ezek az egyoldalas, a többrétegű, a merev hajlékony és az alumíniumhátlapos. Az eszköz típusától függően az áramköri lap típusa is eltérő. Az alábbiakban felsoroljuk az áramköri lapok ezen típusai közötti különbségeket.

Egyoldalas PCB-k

Az egyoldalas áramköri lapok az elmúlt években számos változáson mentek keresztül, beleértve az anyagok és a gyártási folyamatok fejlődését. Ezek a változások előnyösek az egyoldalas áramköri lapok számára, amelyek gyakran megfizethetőbbek, mint kétoldalas társaik. A technológiai fejlődés ellenére az egyoldalas áramköri lapok egyik fő problémája továbbra is a megfizethetőségük.

Az egyoldalas NYÁK jó választás, ha az Ön igényei egyszerűek és alacsony sűrűségűek. Nagy gyártási sebességgel és alacsony átfutási idővel is előállíthatók. Azonban nem biztos, hogy alkalmasak összetett projektekhez. Ezért fontos, hogy az egyoldalas NYÁK megvásárlása előtt mérlegelje a projekt igényeit.

Az egyoldalas NYÁK egyik fő hátránya, hogy kevesebb csatlakozóval rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy lassabban futnak és több energiát igényelnek, mint a többrétegű NYÁK. Ezek az egyoldalas lapok több helyet igényelnek az új képességek hozzáadásához is, ami azt jelenti, hogy nem minden alkalmazáshoz alkalmasak.

Többrétegű PCB-k

A többrétegű áramköri lapok az elektronikai termékek tervezésének népszerű módja. Ez a fajta áramköri lap kiváló teljesítményt és rugalmasságot kínál a tervezésben. Alacsonyabb költséggel is elkészíthető, mint más konkurens technológiák. Előnyei számosak, többek között a magas funkcionalitás, a helytakarékosság és a megbízhatóság. A többrétegű NYÁK-okat általában minden típusú számítógépes termékben használják.

A többrétegű áramköri lapok sűrűbbek, mint a kétoldalas lapok, és több réteg hordozó és szigetelőanyagot tartalmaznak. Gyakran felületszerelési technológiával és átmenőfuratos technológiával készülnek. Az ilyen típusú lapok számos alkalmazása közé tartoznak a műholdas rendszerek, az időjáráselemző rendszerek, a GPS-vezérelt eszközök és az adattárolás. A többrétegű lapok számos elektronikus eszközzel is kompatibilisek. A kétoldalas és a többrétegű NYÁK közötti fő különbség a teljes vastagságukban van.

A többrétegű NYÁK gyakran kisebbek és könnyebbek, mint az egyoldalas NYÁK. Mivel több réteget tartalmaznak, tartósabbak, és kisebb helyre több funkciót tudnak belezsúfolni. A többrétegű NYÁK-ok több tervezést és fejlett gyártási módszereket igényelnek. Ugyanakkor olcsóbbak lehetnek, mint az egyoldalas lapok.

Merev hajlékony PCB-k

A merev hajlékony nyomtatott áramkörök a hajlékony és a merev áramkörök előnyeit ötvözve egyedi hibrid lapot hoznak létre. Ez a típusú lap nagy alkatrészsűrűséget, nagyobb pontosságot, kevesebb összeköttetést és rugalmas csomagolási geometriát kínál. Különösen hasznos az orvosi, űrkutatási és katonai alkalmazásokban, ahol a hely korlátozott. A merev hajlékony NYÁK-ok emellett könnyen tesztelhetők, és ideális választás prototípusok készítéséhez.

A merev-rugalmas áramkörök szerelésénél leggyakrabban használt vezetőanyag a réz. A réz nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik, és a vastagságok és súlyok széles skáláján kapható. Kémiai kezelésnek is alávethető a kötésszilárdság növelése és a kötésromlás csökkentése érdekében. A merev hajlékony NYÁK előállítására különböző technikákat alkalmaznak, beleértve az elektroleválasztást és a hengerelt izzítást. A merev hajlékony NYÁK tervezési irányelvek segíthetnek a tervezőknek a tervezési kritériumoknak megfelelő, kiváló minőségű merev hajlékony NYÁK elkészítésében.

A merev, hajlékony NYÁK-ok számos előnnyel rendelkeznek, többek között csökkentett gyártási költséggel és nagyobb megbízhatósággal. Gyakran használják őket orvosi eszközökhöz, gyógyszeradagoló rendszerekhez és vezeték nélküli vezérlőkhöz, valamint autóipari alkalmazásokhoz, intelligens eszközökhöz és tesztberendezésekhez. A merev hajlékony PCB-k hasznosak a repülőgépipari alkalmazásokban is.

Alumínium hátlapú PCB-k

Az üvegszálas hátlappal rendelkező PCB-khez képest az alumínium hátlappal rendelkező PCB-k nagyobb mechanikai stabilitást kínálnak. Ez a tulajdonsága miatt jobbak a szűk mérettűréseket vagy nagy hőelvezetést igénylő alkalmazásokhoz. Ezek az előnyök számos alkalmazáshoz teszik őket ideálissá. Ebben a cikkben az alumínium hátlapú NYÁK előnyeit és hátrányait tárgyaljuk.

Az alumínium hátlapú NYÁK egyre népszerűbbek a hatékony hőátadásra való képességük miatt. Ez jobbá teszi őket a LED-alkalmazásokhoz, mivel ezen eszközök áramsűrűsége növelhető anélkül, hogy hőhiba miatt kellene aggódni. Ezeknek a lapoknak az üzemi hőmérséklete is alacsonyabb, mint a hagyományos NYÁK-oknak, ami azt jelenti, hogy hosszabb ideig működhetnek károsodás nélkül.

Az alumínium hátlapú nyomtatott áramköri lapok másik előnye a könnyű, tartós és környezetbarát konstrukció. A könnyű anyag földelő rétegként is működik, és képes elvezetni a hőt bizonyos alkatrészekről. Előállításuk azonban nagyon drága. Az alumínium hátlapú NYÁK jellemzően egyoldalasak.

Nyomtatott áramköri lap újratervezése

Nyomtatott áramköri lap újratervezése

Egy NYÁK újratervezése gondos tervezést és a részletekre való odafigyelést igényel. A lapkakialakításnál egyensúlyt kell teremteni az összes alkatrész teljesítménye és a burkolat kialakítása között. A mechanikus alkatrészeket kell először elhelyezni, mivel azoknak illeszkedniük kell a burkolat nyílásaihoz. Miután ezeket az alkatrészeket elhelyeztük, a többi alkatrészt körülöttük kell elhelyezni, mégpedig a megfelelő sorrendben. Ezenkívül a fő alkatrészeket egymáshoz közel kell elhelyezni, de úgy, hogy körülöttük elegendő hely maradjon a többi alkatrész számára. Gondos egyensúlyt kell teremteni a hőkezelés és az áramkör teljesítménye között is.

Tesztpárnák hozzáadása

A tesztelési pontok hozzáadása a NYÁK-hoz nagyszerű módja annak biztosítására, hogy minden alkatrész megfelelően működjön. Ezek a tesztpontok a tervezéstől függően a NYÁK tetején, alján vagy mindkét oldalán elhelyezhetők. A tesztpontok hozzáadása azt is lehetővé teszi a gyártó számára, hogy automatizált tesztelőgépet használjon, ami felgyorsítja a gyártási folyamatot. Ezeknek a tesztpárnáknak a hozzáadása nemcsak a lap funkcionalitását javítja, hanem az újratervezés költségeit is csökkenti.

A tesztelési pontok a nyomtatott áramköri lapon található kis rézfelületek, amelyek a fejlesztés során egy oszcilloszkópos szondához, vagy a gyártás során egy érintkezőtűhöz csatlakoztathatók. Ezek általában a lap alján helyezkednek el, de bonyolultabb lapok mindkét oldalán lehetnek. A legtöbb esetben a tesztpontok hozzáadása a nyomtatott áramkörhöz segít a mérnököknek ellenőrizni annak működését, és biztosítani, hogy az megfeleljen a tervezési követelményeknek. A tesztelés megkönnyítése érdekében hasznos, ha az egyes tesztpontokat értelmes címkékkel látják el. Ha minden egyes ponthoz van egy numerikus hivatkozás, az szintén segítheti a hibakeresést.

A padok kráteresedésének kimutatására több módszer is létezik. Az egyik módszer az, hogy egy tűt forrasztunk a tesztpadjainkhoz, majd addig húzzuk, amíg el nem törik. Ez a módszer a legtöbb pad geometriánál hatékony, de érzékeny a lapkakialakításra és az anyagokra. Bizonyos esetekben a lap újratervezésére lehet szükség a padok krateresedésével kapcsolatos problémák megoldásához.

Rézgyűrű hozzáadása egy via-hoz

Egy rézgyűrű hozzáadása egy nyomtatott áramköri lapon egy átjáró lezárásához viszonylag egyszerű folyamat. A folyamat során eltávolítjuk a forrasztási maszkfelületet a via helyéről. Fontos megérteni, hogy a rézgyűrűnek teljesen körül kell vennie a lyukat ahhoz, hogy a forraszanyag átfolyhasson a lapon. Ezt kétféleképpen lehet elérni. Az első módszer, a via-sátorozás a legegyszerűbb módszer, és ingyenes. Fontos azonban megjegyezni, hogy ez az eljárás nem bolondbiztos. Előfordulhat, hogy a rézgyűrű nem veszi körül teljesen a lyukat, ami kitörést eredményez.

A tangencia elkerülése érdekében ügyeljen arra, hogy a rézgyűrű átmérője ne legyen szélesebb, mint a via átmérője. Egy túl nagy gyűrű hozzáadása gátolja a lap működését, különösen a kis rézlapoknál. Ez a kártya csatlakoztathatóságával kapcsolatos problémákhoz is vezethet.

Gyűrűs gyűrű hozzáadása egy via-hoz

Számos tényezőt kell figyelembe venni, amikor gyűrűs gyűrűt adunk egy átvezetéshez. Először is, a gyűrűnek kellően vastagnak kell lennie ahhoz, hogy biztonságos elektromos kapcsolatot biztosítson. Emellett elegendő hosszúságúnak kell lennie ahhoz, hogy egy alkatrész csatlakoztatható legyen a via megszakítása nélkül. Ellenkező esetben a kapcsolat megszakadhat, és az áramkör nem a tervezett módon fog működni.

A gyűrűs gyűrű mérete és szerkezete az átvezetés méretétől és elhelyezésétől függ. Általában a gyűrű átmérője akkora, mint a lap legnehezebb alkatrésze. Például egy kapcsoló nagyobb gyűrűt igényel, mint egy LED. A gyűrű ideális átmérője körülbelül 0,25 mm.

A gyűrűs gyűrű a rézbetétnek a via lyukat körülvevő területe. Általában a gyártási folyamat során jön létre. A via lyukat körülvevő rézbetét az áramköri rétegek közötti összekötő csomópontként szolgál. A gyűrűs gyűrű fontos annak biztosításához, hogy a réznyomok megfelelően csatlakozhassanak. A rézgyűrűnek nagyobbnak kell lennie, mint a lapon lévő rézpárnáknak, mivel egy kisebb rézpárna hajlamosabb lehet a törésre.