5 feiten over printplaten

5 feiten over printplaten

PCB-printplaten zijn dunne platen gemaakt van een isolerend materiaal bedekt met metaal. Het metaal wordt vervolgens geëtst in kleine patronen die paden creëren waarlangs elektriciteit zich kan verplaatsen. De printplaat wordt vervolgens gemonteerd met verschillende metalen onderdelen met behulp van soldeer. Zo ontstaat een printplaat. Er zijn verschillende soorten printplaten.

Onderdelen

Wanneer je een printplaat maakt, moet je rekening houden met de verschillende componenten waaruit de printplaat is opgebouwd. Elk onderdeel heeft zijn eigen rol, maar samen vormen ze een volledig functioneel elektrisch systeem. Als maker van een printplaat is het belangrijk om de juiste onderdelen voor het apparaat te gebruiken.

Er zijn veel manieren om componenten op een printplaat te monteren. Eén methode is montage door middel van gaten, waarbij de component in een gat in de printplaat wordt gestoken. Vervolgens worden de draden van de componenten aan de andere kant op de printplaat gesoldeerd. Een andere manier is opbouwmontage, waarbij de componenten rechtstreeks op de printplaat worden geplaatst. Deze optie bespaart ruimte op de printplaat.

Maat

De grootte van printplaten is een kritieke beslissing in het fabricageproces. De grootte bepaalt de verwerkingscapaciteit van een paneel. De dikte van een printplaat is ook een cruciale overweging. De standaarddikte voor printplaten is 1,57 mm. Er zijn echter verschillende alternatieven beschikbaar.

Een optie is het maken van panelen. Dit proces is gebruikelijk voor kleine platen. De fabrikant snijdt de plank uit een grotere plaat. De minimale afmeting van de plaat is meestal 2,0″, maar voor kleine platen is het waarschijnlijk nodig om ze te panelleren. Het aantal lagen is ook een belangrijke overweging. De standaard is één of twee lagen, maar sommige fabrikanten gaan tot 20 lagen. De dikte van de printplaat weerspiegelt zowel de printplaat zelf als de dikte van de afzonderlijke binnenlagen. Er zijn premies voor nauwere toleranties, zoals 0,030″.

Functie

Printplaten zijn een essentieel onderdeel van elektronica. Ze bieden een manier om stroom te geleiden in een elektrisch circuit en zijn zeer duurzaam. Ze zijn ontworpen om hitte, vocht en fysieke kracht te weerstaan. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in verschillende gevaarlijke omgevingen. Bovendien zijn ze extreem veilig. Door hun unieke ontwerp is het onmogelijk om per ongeluk twee of meer contacten tegelijk aan te raken.

Het materiaal dat gebruikt wordt om een printplaat te maken heeft een grote invloed op de prestaties. De dikte van een printplaat wordt bepaald door een aantal factoren, waaronder het kopergehalte. De dikte wordt vaak beschreven in termen van koper per vierkante voet, hoewel dit ook gemeten kan worden in termen van micrometers. Een typische printplaat met twee lagen bestaat uit koper aan de ene kant en een op epoxy gebaseerde laag aan de andere kant. Deze twee componenten worden dan verbonden door een bedrading op basis van koper.

Kleur

Er zijn een paar factoren die de kleur van printplaten bepalen. De eerste is de waarneming van de kleur door het menselijk oog. Het menselijk oog kan gemakkelijk rood, blauw en groen onderscheiden van wit. De tweede factor is het productieproces. Er zijn een aantal verschillende kleuren voor PCB's, maar groen is het gemakkelijkst te produceren. Het is ook milieuvriendelijker dan andere kleuren. Andere beschikbare kleuren zijn rood, geel, blauw en paars.

Aspecten zoals esthetiek en verkoopbaarheid kunnen ook worden beïnvloed door de kleur van printplaten. Doorschijnende printplaten kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat producten beter zichtbaar en aantrekkelijker zijn. Daarnaast kan de kleur de warmtegeleiding en het reflectievermogen beïnvloeden. Dit kan vooral belangrijk zijn voor producten die LED-verlichting gebruiken.

Geschiedenis

Printplaten hebben een lange weg afgelegd sinds hun prille begin. De eerste printplaten waren enkelzijdig, met de circuits aan de ene kant en de componenten aan de andere. Deze vroege printplaten waren zeer effectief in het vervangen van omvangrijke draden en het gebruik ervan werd steeds populairder in militaire en andere toepassingen. Tijdens de jaren 1950 was de ontwikkeling van PCB's grotendeels de verantwoordelijkheid van overheidsinstellingen die betrouwbare communicatie- en wapensystemen nodig hadden.

Eind jaren 1960 veranderde het ontwikkelproces drastisch. Ontwikkelaars stapten over van traditionele bedradingstechnieken naar een meer geavanceerd proces dat bekend staat als "Design for Test". Door de ontwikkeling van dit proces moesten ontwerpers hun ontwerpen plannen met het oog op toekomstige wijzigingen. Ook werden de productie- en ontwerpteams van elkaar gescheiden.

Soorten printplaten

Soorten printplaten

PCB-borden zijn er in vele soorten. Er zijn stijve, conventionele, meerlagige en enkelzijdige varianten. Elk heeft een specifiek doel en toepassing. Lees verder voor meer informatie over PCB's. Deze printplaten worden onder andere gebruikt in bulkproductie, radio, printers en solid-state drives.

Stijve PCB's

Stijve PCB's bestaan uit verschillende lagen, waarbij de eerste laag het substraat is. Meestal is deze laag gemaakt van FR4 glasvezel, dat stijver is dan fenol en epoxy. Het bevat ook koperfolie, dat helpt om gegevens langs verschillende paden te verzenden.

Stijve PCB's worden gebruikt in zware en lichte toepassingen en zijn zeer duurzaam. Ze zijn niet onderhevig aan vervorming en bestand tegen hoge temperaturen en stress. Dit maakt ze ideaal voor apparaten en elektronische apparaten. Bovendien voldoen ze aan de RoHS-normen. Ze kunnen ook gemakkelijk gerepareerd en geassembleerd worden.

Stijve PCB's hebben veel toepassingen in de auto-industrie. Ze kunnen worden gebruikt in voertuigen van gemiddelde tot grote afmetingen. Door hun hoge temperatuur laminaten beschermen ze de circuits tegen de ruwe omgeving en de hitte van de motor. Bovendien kunnen ze worden gebruikt in AC/DC-vermogensomzetters. Starre PCB's worden ook gebruikt voor luchtvaartelektronica, waaronder vliegtuiginstrumenten en hulpaggregaten.

Stijve printplaten zijn het meest gefabriceerde type printplaat. Deze zijn gemaakt van vaste substraatmaterialen die voorkomen dat de printplaat vervormt. Een moederbord van een computer is een voorbeeld van een stijve printplaat. Het bestaat uit vele lagen en verbindt alle computeronderdelen met elkaar. Stijve PCB's kunnen enkelzijdig, dubbelzijdig of zelfs meerlagig zijn.

Conventionele PCB's

Conventionele PCB's zijn aromatische koolwaterstofverbindingen die bestaan uit twee benzeenringen die met elkaar verbonden zijn door een koolstof-koolstofverbinding. Deze verbindingen bevatten tot tien chlooratomen en kunnen in verschillende vormen voorkomen, van gelige harsen tot viskeuze vloeistoffen. De resulterende materialen hebben uitstekende diëlektrische eigenschappen en zijn bestand tegen hoge temperaturen en chemische degradatie. Deze materialen breken niet af in aanwezigheid van licht, zodat ze veilig kunnen worden weggegooid zonder schade aan het milieu.

Conventionele PCB's kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdtypen: starre en flexibele. Stijve printplaten zijn het meest voorkomende type printplaat en worden het vaakst gebruikt voor apparaten die vereisen dat een printplaat in één vorm blijft. Deze printplaten kunnen enkel- of dubbelgelaagd zijn. Ze zijn over het algemeen minder duur dan flexibele printplaten.

Enkelzijdige en dubbelzijdige printplaten hebben beide hun voor- en nadelen. Enkelzijdige printplaten zijn gemakkelijk te ontwerpen en te maken en kunnen in bulk tegen een lage prijs worden gekocht. Ze zijn geschikt voor schakelingen met een gemiddelde complexiteit. Bekende voorbeelden zijn voedingen, instrumentatie en industriële besturingen.

PCB's met meerdere lagen

High-tech PCB's met meerdere lagen zijn ontworpen om te voldoen aan de eisen van complexe industriële opstellingen. Ze kunnen worden vervaardigd met vier, acht, tien, twaalf en veertien lagen. Meerlagige PCB's zijn geschikt voor toepassingen die robuustheid vereisen, zoals medische apparatuur en militaire hardware.

Meerlagige PCB's bestaan meestal uit koper en isolatielagen. Een goed ontwerp van deze printplaten is cruciaal voor betere elektrische prestaties. Een slecht ontworpen printplaat of een verkeerde materiaalkeuze kan echter de algemene prestaties verminderen en leiden tot hogere emissies en overspraak. Bovendien kunnen onjuiste lagen de gevoeligheid van de printplaat voor externe ruis verhogen.

Een printplaat met meerdere lagen is duurder dan een standaard printplaat. Het fabricageproces voor meerlaagse printplaten is complexer en vereist gedetailleerde fabricagetekeningen en extra grondvlakken. Het maken van deze uitvoerbestanden is efficiënter met moderne CAD-software. Op een printplaat met meerdere lagen passen meer circuits en is er meer ruimte beschikbaar.

Enkelzijdige PCB's

Enkelzijdige printplaten, ook wel enkelzijdige PCB's genoemd, zijn een type printplaat met slechts één laag geleidend materiaal. De printplaat heeft één zijde waarop de elektronische componenten worden gemonteerd en de andere zijde is waar het circuit wordt geëtst. Deze enkelzijdige printplaten zijn gemakkelijk te produceren en hebben lagere kosten dan dubbelzijdige printplaten. Enkelzijdige printplaten worden veel gebruikt in verschillende elektronische apparaten.

Enkelzijdige printplaten worden gebruikt voor zeer eenvoudige, goedkope elektrische apparaten. Voorbeelden van deze apparaten zijn LED-verlichtingsprintplaten, radio's, Timing Circuits en voedingen. Enkelzijdige printplaten worden echter niet aanbevolen voor complexe projecten. Ze kunnen mogelijk niet genoeg functionaliteit bieden voor uw project.

Enkelzijdige printplaten worden vaak gebruikt voor prototypes en hobbyprojecten. Ze zijn licht van gewicht en bestand tegen verschillende omstandigheden. Bovendien zijn ze gemakkelijk te vervangen. Enkele van hun voordelen zijn montage met hoge dichtheid, montage van elementen met hoge dichtheid en mechanische bevestiging.

Een printplaat laten maken

Een printplaat laten maken

Er zijn verschillende manieren om een printplaat te laten maken. Van het selecteren van een fabrikant tot het boren van gaten op de printplaat, er zijn veel verschillende methoden om uw printplaat te maken. Of u nu een eenvoudig prototype of een geavanceerde printplaat nodig hebt, er zijn verschillende stappen om uw printplaat te realiseren.

Informatie toevoegen aan een printplaat

Informatie toevoegen aan een printplaat kan verschillende taken inhouden. De informatie kan mechanisch of elektrisch zijn, zoals golfvormen of componentwaarden, of het kan zo eenvoudig zijn als een korte beschrijving van de werking van het circuit. Andere informatie die aan de printplaat kan worden toegevoegd zijn afstemmings- en temperatuurbereiken.

Een printplaat is een gedrukte plaat die verschillende elektronische componenten bevat. De printplaat is meestal gemaakt van geëtst koper en is gelijmd op een niet-geleidende folie. In basisontwerpen worden de componenten die op een printplaat worden aangesloten rechtstreeks op de printplaat gesoldeerd, maar geavanceerdere ontwerpen kunnen ingebedde componenten bevatten.

Gaten boren op een printplaat

Het boren van gaten op een printplaat vereist precisie. De grootte, locatie en het type gaten dat u nodig hebt, hangen af van het type printplaat waarmee u werkt en het type componenten dat u monteert. Het boren van gaten is een essentieel onderdeel van printplaatassemblage en het is essentieel om de ontwerpregels te volgen bij het boren van printplaten.

Als je gaten boort op een printplaat, moet je de printplaat schoon houden om te voorkomen dat metaalsplinters de gaten verstoppen. Als de gaten schoon zijn, kunt u soldeer aanbrengen. Gebruik een soldeerbout om het soldeer stevig rond de gaten aan te brengen. Dit proces zorgt ervoor dat het soldeer goed hecht aan de printplaat.

Als je een automatische boormachine wilt gebruiken, kun je boorkaarten en legenda's gebruiken om nauwkeurig te boren. Zo vermijd je problemen zoals extra gaten, ontbrekende gaten of verschuivingen van gaten, wat tot productieproblemen kan leiden.

Componenten op een printplaat plaatsen

Als je een printplaat laat maken, is het belangrijk om te weten hoe je componenten op de juiste plaats zet. De grootte van de printplaat bepaalt hoeveel ruimte er nodig is om elke component te plaatsen, en bij een assemblage aan een lopende band moeten de componenten uit de buurt van de rand van de printplaat worden geplaatst om schade tijdens de verwerking te voorkomen. De volgende tips helpen je te bepalen hoe je componenten op een printplaat plaatst.

Bij het bepalen van de lay-out van componenten moet je ook controleren op polariteit. Controleer de anode en kathode van elke condensator en de kop van elk IC. Controleer ook de ruimte tussen gaten en sporen. Je moet ook rekening houden met de afstand tussen een soldeerpad en een koperspoor en ervoor zorgen dat ze elkaar niet overlappen.

U zult ook een substraat willen kiezen voor uw printplaat. Sommige printplaten zijn gemaakt van glasvezel om ze bestand te maken tegen breuk, terwijl andere gemaakt zijn van koperfolie of een volledige koperen coating om ze te helpen elektrische signalen te geleiden.

Een PCB-fabrikant kiezen

Bij het kiezen van een fabrikant van printplaten zijn er veel factoren om rekening mee te houden. Kijk eerst naar de faciliteiten en mogelijkheden van het bedrijf. Bepaal vervolgens de markt voor uw product. Als u aan Noord-Amerika verkoopt, zoekt u misschien een andere PCB-fabrikant dan wanneer u aan Europa of Azië verkoopt.

Een andere belangrijke factor bij het kiezen van een printplatenfabrikant is de ervaring van het bedrijf. Dit zal je helpen om een bedrijf te kiezen dat de kennis en expertise heeft om je printplaten tijdig te produceren. Ten tweede, zorg ervoor dat je een bedrijf kiest dat een voldoende groot productievolume en een redelijke prijs biedt.

Ten derde, zorg ervoor dat de fabrikant van PCB's de juiste certificeringen heeft. Zoek naar de ISO 9001 of ISO 14001 certificeringen om er zeker van te zijn dat de productieprocessen op orde zijn. Als u een PCB-fabrikant met deze certificeringen gebruikt, bent u verzekerd van de hoogste kwaliteit en consistentie.

Een printplaat in elkaar zetten

Een printplaat in elkaar zetten

Voordat je begint met solderen, moet je een schematisch ontwerp maken. Dit zal je helpen bij het kiezen van de componenten die je nodig hebt en bij het kiezen van de juiste plaatsing. Je kunt ook een pick-and-place-machine gebruiken om je te helpen bij dit proces. Zodra je het schema en de componenten hebt gekozen, kun je beginnen met het assembleren van de printplaat.

Een schematisch ontwerp maken

Als je een ontwerp hebt voor een elektronisch circuit, moet je een schema maken. Deze schema's zitten boordevol informatie, zoals componenten, connectoren en pinnen. Ze moeten worden gelabeld en in de juiste volgorde worden gerangschikt. Deze schema's worden gebruikt door mensen die bekend zijn met elektronica en schakelingen.

Schema's worden gemaakt in een elektronisch CAD-systeem, speciaal gemaakt voor het ontwerpen van printplaten. Een schema is een diagram van het elektronische circuit en maakt gebruik van industriestandaard symbolen en notaties om verschillende componenten weer te geven. Elk fysiek onderdeel heeft een identificerend symbool op het schema.

Na het maken van het schematische ontwerp is de volgende stap het maken van de printplaat lay-out en BOM. Altium Designer kan de schematische gegevens automatisch koppelen aan de printplaatlay-out en BOM. Terwijl u de printplaatlay-out maakt, stelt Altium Designer de schematische gegevens samen. Vervolgens wordt het SchDoc-bestand automatisch omgezet in een PcbDoc-bestand. Vervolgens wordt een Engineering Change Order dialoog geopend, waarin u een lijst kunt maken van de individuele componenten in het schema.

Een pick-and-place-machine gebruiken

Pick-and-place-machines zijn een uiterst efficiënte manier om printplaten te assembleren. Ze kunnen componenten tot op de millimeter nauwkeurig op de printplaat plaatsen, waardoor er minder ruimte aan elke component moet worden toegewezen. De machines zorgen ook voor een hogere productiviteit, waardoor ontwerpers meer geavanceerde printplaten kunnen maken in een kortere tijd. Deze machines kunnen ook de productiekosten van printplaten verlagen.

De Pick and Place-machine wordt geladen met onderdelen en heeft meerdere toevoeren voor elk onderdeel. De verschillende toevoeren van de machine kunnen rollen, buizen of zelfs wafelpakketten aannemen. Hierdoor kan de machine automatisch de juiste onderdelen voor de printplaat pakken.

Een metalen plaat gebruiken

Als je klaar bent om je printplaat in elkaar te zetten, moet je beginnen met het overbrengen van je ontwerp op een metalen plaat. De plaat moet groot genoeg zijn om de hele printplaat te bedekken. Je moet er ook voor zorgen dat de openingen van de metalen plaat overeenkomen met het printplaatpatroon. De dikte van de metalen plaat moet uniform zijn, want zelfs een kleine ondersnijding kan later grote problemen veroorzaken.

De metalen kern van de printplaat is het dikste materiaal op de printplaat. Deze metalen laag zorgt voor stijfheid en houdt het circuit vlak. Het biedt ook voldoende dikte om de montagehardware te bevestigen. De blootliggende metalen plaatzijde van de printplaat is meestal onafgewerkt en heeft geen soldeermasker.

Soldeerpasta

Soldeerpasta is een belangrijk onderdeel van het assemblageproces van printplaten. Het wordt gebruikt om gaten in de printplaat te vullen zodat elektrische componenten kunnen worden bevestigd. De soldeerlaag moet op de juiste manier worden aangebracht om ervoor te zorgen dat de componenten goed vastzitten. Om ervoor te zorgen dat de soldeerlaag goed wordt aangebracht, moet de printplaat een vlak oppervlak hebben. Om gaten van verschillende grootte te vullen, moet de soldeerpasta selectief worden aangebracht. Een veelgebruikte techniek hiervoor is het afdrukken van soldeerpasta.

Bij het ontwerpen van de printplaat wordt een stencil gemaakt zodat de soldeerpasta nauwkeurig kan worden aangebracht. Deze stencils zijn vaak lasergesneden en worden van verschillende materialen gemaakt. De stencils kunnen gemaakt zijn van Mylar, roestvrij staal of polyimide.

Een sjabloon gebruiken

Het gebruik van een stencil om sporen op een printplaat te assembleren is een belangrijk onderdeel van het PCB assemblageproces. Het kan ervoor zorgen dat de sporen precies uitgelijnd zijn. Het sjabloon kan er ook voor zorgen dat soldeerpasta op de juiste plaats wordt aangebracht. Om een stencil te gebruiken, moet je het PCB-oppervlak op voorhand voorbereiden.

Er zijn verschillende sjabloonmaten en -vormen beschikbaar en het kiezen van de juiste sjabloon is essentieel voor een succesvolle soldeerverbinding. De sjabloongrootte en -dikte moeten gekozen worden in overeenstemming met de lay-out van de componenten. Daarnaast speelt de openingsmaat van het stencil een cruciale rol bij het bepalen van de hoeveelheid soldeerpasta die wordt overgebracht. Het gebruik van te weinig of te veel soldeerpasta kan leiden tot brugvorming en zwakke verbindingen, wat de functionaliteit van de uiteindelijke printplaat kan beïnvloeden.