Sztywna płytka drukowana: Wszystko, co powinni wiedzieć początkujący, jest tutaj

Najbardziej sztywna płytka PCB powszechny typ PCB, zapewniają solidne mechaniczne wsparcie dla zamontowanych komponentów elektronicznych, umożliwiając jednocześnie wydajną produkcję z wykorzystaniem zautomatyzowanych procesów montażu. Te cechy sprawiły, że sztywne płytki drukowane są standardowym wyborem w przypadku gadżetów konsumenckich, elektronika samochodowa, sprzęt przemysłowy, urządzenia medyczne, awioniki lotniczej, i systemy wojskowe. W tym poście na blogu, przedstawimy przegląd technologii sztywnych PCB, włączając w to korzyści, ograniczenia, Aplikacje, i tak dalej. Zacznijmy od jego definicji.

Co to jest sztywna płytka PCB?

Sztywna płytka drukowana, lub sztywna płytka PCB, odnosi się do typu płytki drukowanej wykonanej ze sztywnej izolacji materiały podłoża które zapewniają mechaniczne wsparcie dla zamontowanych komponentów elektronicznych. Sama płyta nie wygina się ani nie wygina.

Sztywne płytki PCB zawierają przewodzące ścieżki miedzi wytrawione lub wydrukowane na podłożu w celu utworzenia połączeń elektrycznych między elementami. Podłoże jest zwykle wykonane z arkuszy materiałów, takich jak szklany laminat epoksydowy FR-4, ale inne materiały, takie jak CEM-1 lub poliimid, są również używane w bardziej wymagających zastosowaniach.

Sztywne podłoża z płyt są dostępne w różnych standardowych grubościach, zwykle od 0,4 mm do 3,2 mm, aby zapewnić odpowiednią wytrzymałość i sztywność. Tablice mogą składać się z jednostronnej warstwy miedzi, dwustronny z miedzią po obu stronach, lub konstrukcje wielowarstwowe z miedzią umieszczoną pomiędzy warstwami izolacyjnymi.

Zalety sztywnej płytki PCB

• Sztywne płytki drukowane zapewniają idealne wsparcie mechaniczne do montażu i zabezpieczania komponentów, umożliwiające niezawodne lutowanie i mocowanie części.
• Stabilność wymiarowa sztywnych płytek drukowanych jest odporna na wypaczenia i zniekształcenia, zachowując dokładne tolerancje i odstępy pomiędzy stykami elektrycznymi.
• Sztywne płytki PCB utrzymują stałą wydajność i promują niezawodność, zachowując precyzyjne odstępy między ścieżkami elektrycznymi i stykami.
• Ustalone procesy produkcyjne umożliwiają opłacalną produkcję sztywnych płytek PCB nawet w przypadku produktów konsumenckich o dużej objętości.
• Sztywność i wytrzymałość sztywnych płytek PCB pozwalają im wytrzymać naprężenia, takie jak wibracje, zaszokować, i różne temperatury, nadaje się do wymagających środowisk.

Ograniczenia sztywnej płytki PCB

• Brak elastyczności sztywnych płytek PCB ogranicza potencjalne zastosowania w sytuacjach wymagających dynamicznego zginania lub unikalnych obudów.
• Płyty sztywne są podatne na pękanie lub pękanie w wyniku pewnych naprężeń fizycznych lub różnic temperatur.
• Stała grubość sztywnych płytek PCB może ograniczać routing w przypadku bardzo złożonych projektów o małej gęstości ścieżek.
• Wiercenie otworów przelotowych w sztywnych płytach ogranicza możliwości trasowania i może z czasem osłabić konstrukcję.
• Prototypowanie sztywnych płytek PCB zazwyczaj wiąże się z dłuższym czasem realizacji w porównaniu z innymi typami płytek, lubić elastyczne płytki drukowane

Materiały sztywnych PCB

Najpopularniejszymi materiałami stosowanymi w sztywnych konstrukcjach PCB są szklane laminaty epoksydowe FR-4 na podłoże, miedź na ścieżki przewodzące i podkładki, maska ​​lutownicza do izolacji, oraz złocenie lub cynowanie miedzianych podkładek.

Szkło epoksydowe FR-4 jest standardowym materiałem podłoża dla sztywnych płytek PCB. FR-4 zapewnia sztywność mechaniczną i wytrzymałość, aby wspierać komponenty zamontowane na płycie, jednocześnie izolując elektrycznie pomiędzy przewodnikami.

Arkusze miedziane laminowane na FR-4 są trawione w celu utworzenia ścieżek przewodzących, naramienniki, sposoby, oraz funkcje przenoszące sygnały pomiędzy komponentami. Miedź jest stosowana ze względu na jej wysoką przewodność i łatwość obróbki.

Soldermask to powłoka polimerowa nakładana na całą powierzchnię PCB, z wyłączeniem obszarów przeznaczonych do lutowania. Zapobiega mostki lutownicze przed powstawaniem pomiędzy blisko rozmieszczonymi śladami miedzi.

Miedziane podkładki pokrywane są cienką warstwą złota lub cyny, co ułatwia lutowanie i zapobiega utlenianiu się miedzi. Poprawia to lutowność i zwiększa integralność połączenia lutowanego pomiędzy komponentami a płytką.

Najlepsze praktyki dotyczące produkcji sztywnych płytek PCB

• Zoptymalizuj projekt płytki pod kątem możliwości produkcyjnej. Skonsultuj się z fabryką PCB podczas procesu projektowania, aby zrozumieć ich możliwości i uniknąć elementów trudnych do wyprodukowania, takich jak małe odstępy i otwory o dużych proporcjach.
• Starannie dobieraj materiały. Stosuj odpowiednie materiały podłoża, takie jak żywica szklana FR-4 do zastosowań ogólnych lub laminaty wysokiej częstotliwości do bardziej wymagających zastosowań RF.
• Stosuj wysokiej jakości laminowanie. Połącz folię miedzianą z podłożem poprzez precyzyjnie kontrolowany proces laminowania pod wysokim ciśnieniem i pod wysokim ciśnieniem, aby stworzyć solidny fundament.
• Stosuj precyzyjną fotolitografię. Dokładnie nadrukuj wzory obwodów na warstwach miedzi. Uzyskaj wysoką rozdzielczość linii i pierścieniowość otworów. Sprawdź wyrównanie warstw.
• Przeprowadź dokładną kontrolę. Przeprowadzać coś zautomatyzowana inspekcja optyczna po fotolitografii, aby wcześnie zidentyfikować wszelkie defekty w celu ich skorygowania.
• Wyczyść prawidłowo. Stosuj procesy czyszczenia w celu usunięcia pozostałości z produkcji, które mogą prowadzić do problemów z jakością.
• Zastosuj obróbkę powierzchniową. Zabezpiecz odsłonięte powierzchnie miedziane, aby zapobiec utlenianiu i zapewnić gotowość do nałożenia warstwy maski lutowniczej.
• Zaizoluj maską lutowniczą. Nałóż maskę lutowniczą, która będzie pełnić funkcję izolacji pomiędzy przewodnikami z otworami pozostawionymi do lutowania elementów.
• Wydrukuj oznaczenia w sposób czysty. Użyj sitodruku, aby dokładnie zastosować oznaczenia brandingowe, montaż, i identyfikacja.
• Rygorystycznie kontroluj jakość. Wdrażaj kompleksowe procedury kontroli jakości, testowanie, oraz statystyczne monitorowanie procesu na każdym jego etapie.

Zastosowania sztywnej płytki PCB

Sztywne płytki PCB są integralną częścią wielu komponentów komputerowych, które działają w trudnych warunkach. Dyski twarde obracają się z niewiarygodnie dużą prędkością, generując z czasem znaczne wibracje. Długotrwałe użytkowanie prowadzi również do intensywnego gromadzenia się ciepła we wnętrzu. Sztywne płytki drukowane zachowują integralność w tak wibrującym i gorącym środowisku, aby zapewnić niezawodny odczyt i zapis danych.

1. Elektronika komputerowa

Sztywne płytki PCB są integralną częścią wielu komponentów komputerowych, które działają w trudnych warunkach. Dyski twarde obracają się z niewiarygodnie dużą prędkością, generując z czasem znaczne wibracje. Długotrwałe użytkowanie prowadzi również do intensywnego gromadzenia się ciepła we wnętrzu. Sztywne płytki drukowane zachowują integralność w tak wibrującym i gorącym środowisku, aby zapewnić niezawodny odczyt i zapis danych.

2. Elektronika samochodowa

Elektronika samochodowa w ogromnym stopniu czerpie korzyści z kompaktowej, ale wytrzymałej, sztywnej płytki drukowanej. Kształt dopasowany do ciasnych przestrzeni, unikają nieporęcznego okablowania, spełniając jednocześnie wymagania stawiane lekkim pojazdom. Sztywne płytki drukowane są odporne na wibracje, dramatyczne zmiany temperatury, i wilgoć w ograniczonych komorach silnika i deskach rozdzielczych. Ich trwałość jest kluczowa dla układów sterujących hamulcami, poduszki powietrzne, i więcej.

3. Smartfony

Szczupły, lekkie smartfony mieszczą ogromną moc obliczeniową w przenośnej obudowie. Sztywne płytki PCB skutecznie łączą podstawowe komponenty w solidną konstrukcję, która jest w stanie przetrwać codzienne użytkowanie. Smartfony muszą wytrzymać częste upadki, wahania temperatury, a nawet zanurzenie w wodzie. Sztywne płytki PCB spełniają te wyzwania dzięki trwałej konstrukcji, która jest znacznie bardziej odporna na zginanie i uszkodzenia spowodowane wilgocią niż konwencjonalne płytki PCB.

Kiedy niezawodność i trwałość mają największe znaczenie, nie szukaj dalej niż Technologia MOKO dla wyjątkowych sztywnych płytek PCB. Dzięki szerokiemu doświadczeniu w branży i reputacji firmy oferującej najwyższą jakość, MOKO posiada specjalistyczną wiedzę niezbędną do dostarczania produktów na najwyższym poziomie Usługa produkcji PCB. Nasze szerokie możliwości produkcyjne pozwalają na masową produkcję sztywnych płytek PCB według najwyższych standardów. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz konfiguracji typowych, czy specjalistycznych, możemy dostosować sztywne płytki PCB do Twoich dokładnych specyfikacji. Zapraszamy do kontaktu w celu uzyskania wyceny lub dalszych pytań.