Что такое производство печатных плат?

Что такое производство печатных плат?

FR-4

FR-4 - наиболее распространенная подложка, используемая при производстве печатных плат. Она изготавливается из стеклоткани, пропитанной гибридной эпоксидной смолой. Она обладает отличными электрическими, механическими и тепловыми свойствами, что делает ее популярной для различных применений. Обычно печатные платы FR-4 используются в компьютерах, средствах связи и аэрокосмической промышленности. С этим материалом легко работать, и он обладает рядом преимуществ.

FR4 - идеальный материал для многослойных конструкций высокой плотности. К его достоинствам относятся низкая скорость расширения и высокая термостойкость. Это хороший выбор для применения в условиях, когда температура превышает 150 градусов Цельсия. Он также известен своей простотой обработки и электрическими характеристиками.

FR-6

FR-4 - это недорогой огнестойкий промышленный ламинат, имеющий бумажную основу и связующее на основе фенольной смолы. Он часто используется для изготовления ламинатов печатных плат. Он также дешевле стеклоткани. Его диэлектрическая проницаемость составляет 4,4-5,2 на частотах ниже микроволновых, постепенно уменьшаясь на более высоких частотах.

Для изготовления печатных плат требуются различные подложки. Наиболее распространенными материалами являются FR-4 и FR-6. Другие распространенные материалы - G-10, алюминий и тефлон. Эти материалы используются благодаря своим механическим и электрическим свойствам и могут быть изготовлены по специальному заказу.

FR-4 используется в производстве печатных плат благодаря своей дешевизне и универсальности. Это электроизолятор с высокой диэлектрической прочностью и высоким соотношением прочности и веса. Кроме того, это легкий материал, устойчивый к влаге и экстремальным температурам. FR-4 обычно используется для изготовления однослойных печатных плат.

FR-8

Существует несколько различных материалов, используемых для изготовления печатных плат. Каждый материал обладает различными свойствами, и разный набор свойств может влиять на характеристики платы. Как правило, печатные платы делятся на три различных класса: класс 1 и класс 2. Печатные платы класса 1 имеют ограниченный срок службы, класса 2 - увеличенный, а класса 3 - высокую производительность по требованию, причем печатные платы класса 3 не терпят отказов.

Первым шагом в производстве печатных плат является их проектирование. Обычно это делается с помощью компьютерной программы. Для определения толщины различных слоев, таких как внутренний и внешний, можно воспользоваться калькулятором ширины трасс. Внутренний и внешний слои обычно печатаются черной краской для обозначения токопроводящих медных дорожек и цепей. В некоторых случаях цвет используется для обозначения качества поверхности компонентов.

FR-4 + FR-4 + FR-4

FR-4 - распространенная подложка, используемая при производстве печатных плат. Она состоит из стеклоткани, пропитанной гибридной эпоксидной смолой. Благодаря своим отличным электрическим, тепловым и механическим свойствам она является идеальным материалом для изготовления печатных плат. Эти платы используются в различных отраслях промышленности, включая компьютерную, коммуникационную, аэрокосмическую и промышленную.

При выборе материала печатной платы следует учитывать количество влаги, которое она может поглотить. Влагопоглощение - это показатель того, сколько влаги может впитать печатная плата, не разрушаясь. FR4 обладает очень низким влагопоглощением, составляющим в среднем 0,10% после 24 часов погружения в воду. Благодаря низкому влагопоглощению FR4 является идеальным выбором для производства печатных плат.

Хотя FR4 не является отдельным материалом, это группа материалов, обозначенная Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA). Печатные платы FR4 обычно состоят из эпоксидной смолы с терафункцией и тканого стекловолокна с наполнителем. Такое сочетание материалов обеспечивает превосходную электрическую изоляцию и высокую механическую прочность. Печатные платы FR4 используются в самых разных областях и являются одними из самых распространенных печатных плат во многих отраслях промышленности.

Как найти печатную плату

Как найти печатную плату

Существует несколько способов поиска печатной платы и определения ее компонентов. Прежде всего, необходимо знать названия компонентов, которые являются номерами деталей. Затем следует определить тип компонента. Это могут быть резисторы, конденсаторы, индуктивности или потенциометры. Резисторы будут обозначены знаком измерения ома. Символ ома выглядит как греческая буква Омега. Например, 100МО, что означает сто мегаом. Среди других компонентов, которые могут присутствовать на плате, - осцилляторы и диоды, которые маркируются буквой D. Реле же обычно маркируются буквой K.

Номера деталей

Номера деталей используются для идентификации деталей на печатных платах. Они облегчают ремонт или замену и помогают обеспечить целостность электронных устройств. Печатные платы изготавливаются в течение нескольких месяцев или лет, и их дизайн часто меняется. Некоторые платы также имеют индивидуальные серийные номера, которые помогают специалистам определить нужную деталь при возникновении проблемы или ремонте.

Медный слой

При проектировании печатной платы важно учитывать толщину медного слоя. В зависимости от величины передаваемого тока и типа схемы толщина меди может быть различной. Например, для печатных плат с высоким уровнем тока требуется больше меди, чем для низковольтных плат. Обычно толщина медного слоя указывается в унциях на квадратный фут. Однако в некоторых печатных платах для мощных схем используется две или три унции на квадратный фут. Стандартная толщина медного листа в унциях на квадратный фут составляет 34 микрометра.

Субстрат

Печатные платы обычно изготавливаются из различных типов подложек. Тип материала, из которого изготовлена плата, определяет ее эксплуатационные характеристики. Подложки обычно выбираются с учетом их электрических свойств, свойств окружающей среды и форм-фактора.

Силовые шины

При создании схем часто требуется подключать питание к различным точкам. Это легко сделать с помощью шин питания. Каждая шина питания имеет маркировку + или - и может иметь красную, синюю или черную полосу.

Транзисторы

Если вы хотите убедиться в том, что транзистор совместим с определенной схемой, необходимо знать, как найти его артикул на печатной плате. Большинство транзисторов имеют номер детали, который обычно начинается с "2N". Этот номер детали обычно указывает на тип транзистора и не обязательно имеет стандартный формат.

Светодиоды

Светодиодные печатные платы - один из самых популярных типов печатных плат. Сегодня они используются практически во всех типах схем. Чтобы найти печатную плату, сначала необходимо загрузить программу Kicad. После загрузки необходимо разархивировать файлы проектирования Kicad. Эти файлы включают в себя файлы Pro, CMP, Kicad PCB layout и схему.

Резисторы

Резисторы на печатной плате играют важнейшую роль в схеме. Если резисторы повреждены, это может привести к выходу из строя. При выборе резистора необходимо учитывать его максимальную токовую нагрузку. Если резисторы имеют слишком низкую мощность, они не смогут защитить электрические компоненты от сильных перепадов тока. Для сильноточных приложений выпускаются резисторы большой мощности.

Индукторы

При выборе индукторов необходимо знать несколько ключевых свойств. Во-первых, необходимо знать частоту саморезонанса индуктора. Она должна быть не менее чем в 1,5 раза больше рабочей частоты. Также необходимо знать сопротивление и импеданс по постоянному току. Эти характеристики очень важны при выборе индукторов для фильтрации электромагнитных помех.

Что такое сборка печатных плат?

Что такое сборка печатных плат?

Сборка печатных плат - это сложный процесс, включающий в себя изготовление печатных плат. Печатные платы обычно изготавливаются из пластика и требуют высокой точности. Процесс сборки часто выполняется вручную. Однако некоторые печатные платы настолько сложны, что для их обработки требуется машина. Этот процесс может быть дорогостоящим и трудоемким.

Монтаж печатных плат

Монтаж печатных плат - важнейший процесс при создании электронных устройств. Это процесс, в ходе которого печатные платы размещаются на непроводящей подложке. Затем к печатной плате крепятся компоненты. В зависимости от типа платы и ее применения используются различные процессы.

Одним из наиболее важных факторов при сборке печатной платы является площадь размещения компонентов. Необходимо убедиться в том, что площадь основания точно соответствует данным технического паспорта. В противном случае компонент будет располагаться неправильно и неравномерно нагреваться в процессе пайки. Кроме того, неправильная посадочная площадка может привести к прилипанию компонента к одной из сторон печатной платы, что нежелательно. Кроме того, неправильный выбор площадки может вызвать проблемы при использовании пассивных SMD-компонентов. Например, ширина и величина дорожек, соединяющих площадки, могут повлиять на процесс пайки.

Процесс сборки печатных плат начинается с печати рисунка печатной платы на ламинате с медным покрытием. Затем производится травление меди для получения рисунка. После размещения компонентов плата помещается на конвейерную ленту. После того как плата помещается в большую камеру, она подвергается пайке. Пайка оплавлением является важным этапом сборки печатных плат. В процессе пайки печатная плата помещается на конвейерную ленту, а затем помещается в нагревательную камеру. В это время припой плавится и сжимается.

Техника

Существует несколько различных технологий сборки печатных плат. Один из них - автоматизированный оптический контроль, при котором используется машина с камерами, позволяющая осматривать платы под разными углами и выявлять ошибки. Другой метод - визуальный контроль, при котором человек-оператор проверяет платы вручную. Эти методы удобны при изготовлении печатных плат в небольших количествах, однако они имеют свои ограничения.

Ориентация деталей в одном направлении - еще один прием, позволяющий ускорить и упростить процесс сборки печатной платы. Этот метод позволяет свести к минимуму вероятность перекрестного соединения компонентов, что может привести к проблемам с пайкой. Еще один метод заключается в том, что сначала размещаются крайние компоненты. Это делается для того, чтобы направить расположение входных соединений на плате.

Затраты

Стоимость сборки печатных плат у разных компаний существенно различается. Это связано с тем, что основные материалы, используемые для изготовления печатных плат, являются дорогостоящими. Кроме того, одни компании берут за одни и те же услуги по сборке печатных плат гораздо больше, чем другие. При этом качество готовой продукции остается неизменным. Поэтому, если вы не можете позволить себе высокую стоимость монтажа печатных плат, вы всегда можете поискать более дешевые альтернативы.

Стоимость сборки печатных плат зависит от объема требуемых печатных плат. При небольших объемах заказа стоимость будет выше, а при средних - ниже. Кроме того, качество конструкции и компонентов, используемых в процессе сборки печатных плат, также играет определенную роль в определении общей стоимости.

Недостатки ручной сборки печатных плат

Ручная сборка печатных плат - трудоемкий процесс, требующий привлечения квалифицированных специалистов. Он также требует много времени и сопряжен с высоким риском человеческой ошибки. По этой причине ручная сборка не рекомендуется для крупных проектов по сборке печатных плат. Кроме того, он не является идеальным вариантом для некоторых компонентов, таких как штыри с мелким шагом и плотные SMT-детали.

Еще одним недостатком ручной сборки печатных плат является отсутствие автоматизации. Даже самые опытные руки не смогут добиться такой же точности, как при использовании машины. Кроме того, трудно добиться равномерной пайки без остатков припоя. В результате качество плат, изготовленных вручную, оказывается нестабильным. Кроме того, мелкие компоненты сложнее собирать вручную.

Внутрисхемное тестирование

Внутрисхемное тестирование (ICT) - это процесс, в ходе которого печатная плата проходит ряд этапов, чтобы убедиться, что все компоненты установлены правильно. Это очень полезный тест, однако он имеет ряд ограничений, например, ограничение охвата тестирования. Некоторые компоненты печатных плат слишком малы для этого метода или содержат большое количество компонентов. Тем не менее, этот метод может обеспечить высокий уровень уверенности в качестве сборки платы и ее функциональности.

PCBA можно тестировать различными способами, включая внутрисхемное тестирование, при котором используются электрические щупы, прикрепленные к определенным точкам платы. Щупы позволяют обнаружить такие неисправности компонентов, как подъемы, смещения или плохая пайка. Они также могут измерять уровни напряжения и сопротивления, а также другие сопутствующие факторы.

Как изготавливаются печатные платы?

Как изготавливаются печатные платы?

Одним из важнейших компонентов любой печатной платы являются соединительные отверстия. Эти отверстия сверлятся по точной схеме, чтобы обеспечить соединение микросхем друг с другом. Автоматические сверлильные станки используют сверлильные файлы с числовым программным управлением, называемые также экселлоновыми файлами, для определения места сверления и размера отверстий. В зависимости от структуры печатной платы сверление может производиться по одному слою или послойно перед ламинированием.

Многослойные печатные платы

Многослойная печатная плата - это печатная плата с более чем тремя слоями. Такие платы используются в самых разных устройствах - от бытовой техники до медицинских приборов. Как правило, для нормального функционирования платы требуется не менее четырех слоев. Эта технология получает все большее распространение в бытовой технике и становится все более распространенной в медицинских приборах, таких как рентгеновские аппараты и оборудование для компьютерной томографии.

В процессе изготовления многослойных печатных плат используется стеклоткань и эпоксидная смола. Затем эпоксидная смола отверждается, образуя сердцевину платы. После этого сердечник и медная пленка соединяются под воздействием тепла и давления. В результате получается многослойная печатная плата с однородными свойствами.

Другой производственный процесс - панелезация, представляющая собой объединение нескольких небольших печатных плат в одну панель. При этом на одной большой плате совмещается несколько различных дизайнов. Каждая панель состоит из внешней инструментальной полосы с отверстиями для инструмента, контрольных точек и тестового купона. Некоторые панели также включают в себя медную заливку со штриховкой, которая помогает предотвратить изгиб в процессе изготовления панелей. Панелизация часто используется при установке компонентов близко к краю платы.

ПХБ классов 2 и 3

Хотя большинство производителей печатных плат классов 2 и 3 придерживаются одних и тех же стандартов, между этими двумя классами существует несколько ключевых различий. Платы класса 2 обычно производятся для изделий, которые не подвергаются воздействию экстремальных условий окружающей среды, не являются критичными для конечного пользователя и не подлежат жесткому тестированию. Платы класса 3, напротив, разрабатываются в соответствии с самыми высокими стандартами и должны обеспечивать непрерывную работу и минимальное время простоя. Основное различие между двумя классами заключается в требованиях к конструкции платы и процессу ее изготовления.

Печатные платы классов 2 и 3 изготавливаются в соответствии со стандартами IPC-6011. Эти стандарты описывают требования к печатным платам класса 1, класса 2 и класса 3. Существуют также более новые стандарты IPC, называемые Class 3/A. Они предназначены для военной авионики и космических приложений. Печатные платы классов 1 и 2 должны соответствовать стандартам IPC Rigid, Flex и MCM-L.

Односторонние печатные платы

Односторонние печатные платы (ПП) - это распространенные и относительно простые в проектировании печатные платы. В результате большинство производителей и конструкторов могут проектировать и изготавливать такие платы. Односторонние печатные платы также проще в производстве, чем многослойные. В результате практически любая компания, производящая печатные платы, может их изготовить. Односторонние печатные платы чаще всего заказываются в больших количествах.

Односторонние печатные платы обычно изготавливаются из материала FR4, представляющего собой стекловолокно, смешанное с эпоксидной смолой. Материал формируется в несколько слоев, каждый из которых содержит один слой проводящего материала. Затем проводники припаиваются к медным дорожкам со стороны компонентов. Односторонние печатные платы первоначально использовались для изготовления прототипов печатных плат, но по мере роста спроса на компоненты для поверхностного монтажа они были заменены многослойными.

Односторонние печатные платы являются наиболее простым и дешевым видом печатных плат. Они имеют один слой проводящей меди над подложкой. Кроме того, в односторонних печатных платах отсутствуют сквозные отверстия. Поэтому они наиболее подходят для конструкций с низкой плотностью размещения. Они просты в изготовлении и часто выпускаются в короткие сроки.

Гибкие печатные платы

Производство гибких печатных плат включает в себя несколько этапов. На первом этапе выполняется проектирование разводки платы. Это можно сделать с помощью таких инструментов САПР, как Proteus, Eagle или OrCAD. После разработки макета можно приступать к монтажу.

Следующий этап связан с прокладкой проводников. Ширина проводников должна быть стандартной для данного устройства. Однако количество проводников может варьироваться в зависимости от конструкции. Стандартная ширина проводников необходима для схемы, требующей определенного процента тока в цепи. В зависимости от конструкции могут меняться и диаметры отверстий.

После травления шаблона гибкая схема вырезается с помощью процесса, называемого "заготовка". Для этого используется гидравлический пуансон и матрица, но стоимость инструмента может быть высокой. Другой вариант - использование заготовительного ножа. Заготовительный нож представляет собой длинное лезвие, которое сгибается по форме контура гибкой цепи. Затем оно вставляется в прорезь в подложке, обычно из МДФ или фанеры.