Trükkplaat:
Trükkplaat (PCB) on füüsiline alus või platvorm, millele saab keevitada elektroonilisi komponente. Vasejäljed ühendavad need komponendid üksteisega ja võimaldavad trükkplaadil töötada nii, nagu see on kavandatud.

Trükkplaat on elektroonikaseadme tuum, see võib olla mis tahes kuju ja suurusega, sõltuvalt elektroonilise seadme rakendusest. PCB kõige tavalisem substraat/põhimik on FR-4. FR-4-põhiseid trükkplaate leidub tavaliselt paljudes elektroonikaseadmetes ja nende tootmine on tavaline. Võrreldes mitmekihiliste trükkplaatidega on ühe- ja kahepoolseid trükkplaate lihtsam valmistada.

FR-4 trükkplaat on valmistatud klaaskiust ja epoksüvaigust koos lamineeritud vaskkattega. Mõned keerukate mitmekihiliste (kuni 12 -kihiliste) trükkplaatide peamised näited on arvuti graafikakaardid, emaplaadid, mikroprotsessoriplaadid, FPGA -d, CPLD -d, kõvakettad, RF -LNA, satelliitside antennivood, lülitusrežiimi toiteallikad, Android -telefonid ja palju muud . Samuti on palju näiteid, kus kasutatakse lihtsaid ühekihilisi ja kahekihilisi trükkplaate, näiteks kineskoopteleviisoreid, analoogostsilloskoope, käeshoitavaid kalkulaatoreid, arvutihiiri, FM-raadioahelaid.

PCB kasutamine:
1. Meditsiiniseadmed:
Tänapäeva edusammud arstiteaduses on täielikult tingitud elektroonikatööstuse kiirest kasvust. Enamik meditsiiniseadmeid, nagu pH-meetrid, südamelöögisensorid, temperatuuri mõõtmised, EKG/EEG-aparaadid, MRI-seadmed, röntgenikiirgus, CT-skannimine, vererõhumasinad, glükoositaseme mõõteseadmed, inkubaatorid, mikrobioloogilised seadmed ja paljud teised seadmed põhinevad eraldi elektroonilised trükkplaadid. Need trükkplaadid on tavaliselt kompaktsed ja neil on väike kuju. Tihedus tähendab, et väiksemad SMT komponendid paigutatakse väiksematesse trükkplaatide suurustesse. Need meditsiiniseadmed on väiksemad, kaasaskantavad, kerged ja hõlpsasti kasutatavad.

2. Tööstusseadmed.
PCB -sid kasutatakse laialdaselt ka tootmises, tehastes ja peatsetes tehastes. Nendel tööstusharudel on suure võimsusega mehaanilised seadmed, mida juhivad ahelad, mis töötavad suure võimsusega ja vajavad suurt voolu. Selleks pressitakse trükkplaadi peale paks vasekiht, mis erineb keerukatest elektroonilistest trükkplaatidest, kus nende suure võimsusega PCB-de vool on kuni 100 amprit. See on eriti oluline kaarkeevituse, suurte servomootorite juhtide, pliiakude laadijate, sõjatööstuse, puuvillast riiete kangaste ja muude rakenduste jaoks.

3. Valgustus.
Valgustuse osas liigub maailm energiasäästlike lahenduste poole. Neid halogeenpirne leidub praegu harva, kuid nüüd näeme ümber LED -tulesid ja suure intensiivsusega LED -e. Need väikesed valgusdioodid pakuvad suure heledusega valgust ja on paigaldatud alumiiniumist substraadil põhinevale trükkplaadile. Alumiiniumil on omadus soojust neelata ja õhku hajutada. Seetõttu kasutatakse neid alumiiniumist trükkplaate suure võimsuse tõttu tavaliselt keskmise ja suure võimsusega LED -ahelate LED -lampide ahelates.

4. Auto- ja kosmosetööstus.
Teine PCB -de rakendus on auto- ja kosmosetööstus. Ühine tegur on siin õhusõiduki või auto liikumisel tekkiv kaja. Seetõttu muutub trükkplaat nende suure jõu vibratsioonide rahuldamiseks paindlikuks. Seega kasutatakse PCB -d, mida nimetatakse Flex PCB -ks. Painduvad trükkplaadid taluvad suurt vibratsiooni ja on kerged, mis võib vähendada kosmoselaeva kogumassi. Neid paindlikke trükkplaate saab reguleerida ka kitsas ruumis, mis on veel üks suur eelis. Neid paindlikke trükkplaate kasutatakse ühenduste, liideste kujul ja neid saab kokku panna kompaktsetesse ruumidesse, näiteks paneelide taha, armatuurlaudade alla jne. Kasutatakse ka jäiga ja paindliku trükkplaadi kombinatsiooni.
PCB tüüp:

Trükkplaadid (PCB -d) jagunevad kaheksaks suureks kategooriaks. Nemad on

Ühepoolne trükkplaat:
Ühepoolse trükkplaadi komponendid on paigaldatud ainult ühele küljele, teist külge kasutatakse vasktraadi jaoks. RF-4 substraadi ühele poolele kantakse õhuke vaskfooliumikiht ja seejärel rakendatakse isolatsiooni tagamiseks jootmismask. Lõpuks kasutatakse siiditrükki C1, R1 ja muude PCB komponentide märgistusteabe edastamiseks. Neid ühekihilisi trükkplaate on lihtne projekteerida ja suures mahus toota, neil on suur nõudlus ja neid on odav osta. Väga sageli kasutatakse majapidamistoodetes, nagu mahlapressid/segistid, laadimisventilaatorid, kalkulaatorid, väikesed akulaadijad, mänguasjad, teleri kaugjuhtimispuldid jne.

Kahekordne trükkplaat:
Kahepoolne trükkplaat kantakse vase kihi PCB-le plaadi mõlemal küljel. Puurige augud, millesse on paigaldatud juhtmetega THT elemendid. Need augud ühendavad vasest rööbaste kaudu ühe osa teisega. Komponentjuhtmed läbivad auku, üleliigsed juhtmed lõigatakse lõikuriga ja juhtmed keevitatakse augu külge. Seda kõike tehakse käsitsi. Teil võib olla ka SMT komponente ja THT komponente kahe kihi PCB -ga. SMT komponentide jaoks ei ole vaja auke, kuid padjad on valmistatud trükkplaadil ja SMT komponendid kinnitatakse trükkplaadile tagasijooksuga jootmise teel. SMT -komponendid võtavad trükkplaadil väga vähe ruumi, nii et nad saavad plaadil kasutada rohkem vaba ruumi, et saavutada rohkem funktsioone. Kahepoolset trükkplaati kasutatakse toiteallika, võimendi, alalisvoolumootori draiveri, instrumendiahela jne jaoks.

Mitmekihiline trükkplaat:
Mitmekihiline trükkplaat on valmistatud mitmekihilisest kahekihilisest trükkplaadist, mis on paigutatud dielektriliste isolatsioonikihtide vahele, et tagada plaadi ja komponentide ülekuumenemine. Mitmekihilised trükkplaadid on saadaval erineva kuju ja kihina, ulatudes 4-kihilisest kuni 12-kihiliseks. Mida rohkem kihte, seda keerulisem ahel, seda keerulisem on trükkplaadi paigutus.
Mitmekihilistel trükkplaatidel on tavaliselt eraldi maanduskihid, võimsuskihid, kiire signaali kihid, signaali terviklikkuse kaalutlused ja termiline juhtimine. Tavalised rakendused on sõjalised nõuded, lennundus- ja kosmosetehnika, satelliitside, navigatsioonielektroonika, GPS -i jälgimine, radar, digitaalne signaalitöötlus ja pilditöötlus.

Jäik PCB:
Kõik ülalkirjeldatud trükkplaatide tüübid kuuluvad jäikade trükkplaatide kategooriasse. Jäikadel PCB-del on tahked substraadid nagu FR-4, Rogers, fenool- ja epoksüvaigud. Need lauad ei paindu ega väänata, kuid võivad vormis püsida mitu aastat kuni 10 või 20 aastat. Seetõttu on paljudel elektroonikaseadmetel jäiga trükkplaadi jäikuse, vastupidavuse ja jäikuse tõttu pikk kasutusiga. Arvutite ja sülearvutite trükkplaadid on jäigad ning paljud kodutelerid, LCD- ja LED -telerid on valmistatud jäigast PCB -st. Kõik ülaltoodud ühepoolsed, kahepoolsed ja mitmekihilised trükkplaatide rakendused kehtivad ka jäikade trükkplaatide kohta.

Paindlik trükkplaat või paindlik trükkplaat ei ole jäik, kuid paindlik ja seda saab kergesti painutada. Neil on elastsus, kõrge kuumuskindlus ja suurepärased elektrilised omadused. Flex PCB alusmaterjal sõltub jõudlusest ja maksumusest. Flex PCB tavalised põhimaterjalid on polüamiidkile (PI), polüesterkile, PEN ja PTFE.
Flex PCB tootmiskulud ei ole ainult jäigad trükkplaadid. Neid saab kokku murda või nurkade ümber keerata. Nad võtavad vähem ruumi kui nende jäigad kolleegid. Need on kerged, kuid neil on väga väike rebenemiskindlus.

Jäikade ja paindlike trükkplaatide kombinatsioon on oluline paljudes ruumi- ja kaalupiiranguga rakendustes. Näiteks kaameras on vooluringid keerulised, kuid jäikade ja paindlike trükkplaatide kombinatsioon vähendab osade arvu ja vähendab trükkplaatide suurust. Kahe PCB juhtmestikku saab kombineerida ka ühele PCB -le. Tavalised rakendused on digitaalsed kaamerad, mobiiltelefonid, autod, sülearvutid ja liikuvate osadega seadmed

Kiire trükkplaat:
Kiir- või kõrgsageduslikud PCB -d on PCB -d, mida kasutatakse rakendustes, mis hõlmavad signaaliühendust sagedustel üle 1 GHz. Sel juhul tulevad mängu signaali terviklikkuse probleemid. HF PCB substraadi materjal tuleb hoolikalt valida, et see vastaks disaininõuetele.
Tavaliselt kasutatavad materjalid on polüfenüleen (PPO) ja polütetrafluoroetüleen. Sellel on stabiilne dielektriline konstant ja väike dielektriline kadu. Nad imavad vähem vett, kuid maksavad rohkem.
Paljudel teistel dielektrilistel materjalidel on muutuvad dielektrilised konstandid, mis põhjustavad impedantsi muutusi, mille tulemuseks on harmooniliste ja digitaalsete signaalide moonutamine ning signaali terviklikkuse kadumine

Alumiiniumil baseeruval PCBS substraatmaterjalil on efektiivse soojuseralduse omadused. Madala soojustakistuse tõttu on alumiiniumipõhine PCB jahutus tõhusam kui vaskpõhine analoog. See kiirgab soojust õhus ja PCB kuuma ristmiku piirkonnas.

Paljud LED -lampide ahelad, suure heledusega LED -id on valmistatud alumiiniumist tahvliga.

Alumiinium on rikkalik metall ja seda on odav kaevandada, seega on PCB kulud madalad. Alumiinium on ringlussevõetav ja mittetoksiline, mistõttu on see keskkonnasõbralik. Alumiinium on vastupidav ja vastupidav, vähendades seega kahjustusi tootmise, transportimise ja kokkupaneku ajal
Kõik need omadused muudavad alumiiniumipõhised trükkplaadid kasulikuks suure vooluga rakendustes, nagu mootorikontrollerid, suure koormusega akulaadijad ja suure heledusega LED-tuled.

Järeldus:
Viimastel aastatel on PCBd arenenud lihtsatest ühekihilistest versioonidest, mis sobivad keerukamate süsteemide jaoks, näiteks kõrgsageduslikest teflon-PCB-dest.
PCB läbib nüüd peaaegu kõiki kaasaegse tehnoloogia ja areneva teaduse valdkondi. Mikrobioloogia, mikroelektroonika, nanoteadus ja -tehnoloogia, lennundustööstus, sõjavägi, lennundus, robootika, tehisintellekt ja muud valdkonnad põhinevad trükkplaadi (PCB) eri vormidel.