Tips för att lära känna kretskort

När du tittar på en elektrisk krets kommer du att märka att den består av en mängd olika komponenter. Kondensatorer, till exempel, används för att hålla en elektrisk laddning i ett kretskort och släpper ut den när det behövs. Induktorer lagrar energi i ett magnetfält. Slutligen finns det dioder, som gör att en elektrisk ström bara kan flöda i en riktning, vilket förhindrar skador som orsakas av felaktigt flöde.

Vanliga typer av kretskort

Det finns två vanliga typer av kretskort: PCB och breadboards. PCB används för prototyper och gör det möjligt att återanvända komponenter. De är dock inte lika styva eller kompletta som perfboards. Båda typerna kan ta lång tid att tillverka och kosta pengar att köpa. Breadboards är ett bra sätt att testa dina kretsar innan du använder dem på ett helt mönsterkort.

Det vanligaste materialet som används för att tillverka kretskort är FR-4. Detta material har goda isolerande egenskaper och är motståndskraftigt mot ljusbågar. FR-4 finns i en mängd olika kvaliteter med olika elektriska egenskaper. Vanligtvis är FR-4 klassat för 130 grader Celsius. En annan typ av kretskort är så kallade aluminiumkretskort, som ofta lamineras mot FR-4. Denna typ av PCB används för elektroniska kretsar som kräver en hög nivå av kylning.

Gemensamma komponenter

De vanligaste komponenterna på ett kretskort är resistorer, kondensatorer och transistorer. Dessa enheter lagrar och överför elektrisk laddning samtidigt som de avger den som värme. De tillverkas av en mängd olika material och är färgkodade efter sitt resistansvärde. Transistorer överför elektrisk energi och används som förstärkare i kretskort. Det finns flera olika typer, bland annat bipolära och radiella typer.

De huvudsakliga materialen som används för att tillverka kretskort är koppar och FR-4. Kopparpläterat laminat är en typ av kretskort med oetsad koppar. FR-4-materialet är den vanligaste typen som används idag. Kopparpläterade laminat är en nyare utveckling. Icke-homogeniteter blir allt viktigare vid tillverkning av kretskort. Dessa skillnader kan resultera i variationer i kretskortets dielektriska konstant.

Vanliga användningsområden

Kretskort spelar en viktig roll i tillverkningen av många elektroniska apparater, t.ex. datorskärmar, inspelningsutrustning och tv-apparater. De finns också i underhållningssystem som videospel och DVD-spelare. På samma sätt används de i hushållsapparater som kaffebryggare, mikrovågsugnar och väckarklockor. Utöver dessa vanliga användningsområden används PCB även inom industrin, bland annat i maskiner som kräver hög effekt och som utsätts för hårdhänt hantering och starka kemikalier.

PCB har många fördelar jämfört med traditionella trådbundna kretsar. De är lätta, kan enkelt repareras och är ett kostnadseffektivt sätt att skapa och underhålla komplexa system. Deras mångsidighet har lett till betydande framsteg inom elektronik på områden som sträcker sig från datorer till medicinsk utrustning. Idag förlitar sig till och med bilar på PCB för att de ska fungera smidigt.

Gemensamma material

Det finns många olika material som används i kretskort. FR4 är till exempel ett vanligt laminat. Detta material har en glasövergångstemperatur (GTT) på ca 135 grader Celsius och en CTE på ca 3,8 till 4,6. Andra laminat använder polyimid, ett högtemperaturmaterial med hög elektrisk hållfasthet. Vissa andra material är speciellt framtagna för högfrekvens- och mikrovågsapplikationer.

Koppar är det vanligaste ledande materialet som används på kretskort. Detta material används i basskiktet och appliceras på kretskorten för att ge den nödvändiga styvheten. Alternativt används epoxier för att tillverka substratskiktet. De har dock inte samma hållbarhet som glasfiber.

Gemensamma processer

Vanliga processer vid montering av kretskort är lödning, etsning och ytbehandling. Ytbehandling skyddar kretskortet från korrosion och underlättar lödningsprocessen. Ett exempel på ytbehandling är lödutjämning med varmluft, vilket innebär att kortet beläggs med flussmedel och doppas i smält lödmetall. En högtrycksblåsning av varmluft används sedan för att avlägsna överflödigt lod från kortets hål och jämna ut lodytan.

Det första steget i kopparplätering innebär att panelen placeras i ett kopparpläteringsbad som innehåller kopparsulfat och svavelsyra. Ett tunt skikt av koppar avsätts sedan på panelen. Detta skikt skyddas sedan med ett tennpläteringsbad. När kopparskiktet har härdat avlägsnas det förtennade kretskortet från förtenningsbadet, som fungerar som en etsbarriär.

Vanliga tillverkningsproblem

Otillräcklig kopparplätering kan leda till defekta kretskort. Kopparplätering är avgörande för att elektrisk ström ska kunna passera genom kortet. Otillräcklig kopparplätering kan enkelt upptäckas med hjälp av programvara för kretskortsdesign eller av en kretskortstillverkare. Det är också viktigt att rengöra hålen noggrant efter borrning för att undvika luftbubblor.

PCB-design är det första försvaret mot vanliga tillverkningsproblem. Med en bra PCB-design kan man förhindra elektrostatiska urladdningar och lödfel. Tillverkningsingenjörer och designers bör kommunicera med varandra för att förutse problem och skapa en plan som tar itu med dessa problem. Enkla fel kan förvandlas till kostsamma misslyckanden, så det är viktigt att få bästa möjliga design. Att anlita en erfaren konstruktör kan dessutom bidra till att undvika misstag som kanske inte upptäcks.