Комплексное обслуживание для электронного производства Мы специализируемся на изготовлении PCB, сборке PCBA, услугах ODM.
sales@ipcb.com
sales@ipcb.com
PCB Печатная плата = Печатная плата с печатным монтажом, поскольку печатная плата - это печатная плата, состоящая из одной подложки, изоляции и медной фольги, а затем изготовленная в виде схемы с использованием процесса печати и травления, мы называем ее печатной платой или монтажной печатной платой с печатным монтажом. В Соединенных Штатах и Соединенном Королевстве он также известен как PWB (печатная плата).
Печатная плата - это важный электронный компонент, который служит опорой для электронных компонентов на плате PCBA, а также обеспечивает схемные соединения для различных электронных компонентов. Печатная плата соединяет все компоненты, необходимые для работы, такие как конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и микросхемы, в единое целое, поэтому мы также называем печатную плату материнской платой.
Практически во всех типах электронных устройств, от наушников, аккумуляторов, калькуляторов, фонарей, бытовой техники до компьютеров, средств связи, самолетов, спутников, автомобилей, кораблей, медицинского оборудования и т.д., почти во всех продуктах, требующих электричества, используются печатные платы.
PCBA = Печатная плата+сборка, что означает сборку печатной платы. То есть оптические платы без установленных компонентов являются печатными платами, в то время как печатные платы с напечатанными или собранными электронными компонентами являются PCBA.
PCB vs PCBA
Происхождение печатных плат
В 1925 году Чарльз Дукас (пионер метода сложения) в Соединенных Штатах напечатал схемы на изолированных подложках и успешно изготовил провода для электропроводки с использованием гальванических труб.
В 1936 году австриец Пауль Эйслер (основатель subtraction) первым применил печатную плату в радиоприемниках.
В 1943 году американцы применили технологию печатных плат в военных радиоприемниках.
В 1948 году Соединенные Штаты официально признали коммерческое использование ПХД.
В 1950-х годах, благодаря решению проблем адгезионной прочности и стойкости к припою CCL и ламинированных плат, стабильной и надежной работе, а также внедрению крупномасштабного промышленного производства, травление медной фольгой стало основным направлением технологии изготовления печатных плат, и печатные платы начали широко использоваться. В настоящее время печатные платы занимают абсолютное доминирующее положение в электронной промышленности. Начните выпускать отдельные панели.
В 1950-х годах началось производство односторонних печатных плат.
В 1960-х годах была осуществлена металлизация отверстий на двусторонних печатных платах и налажено крупномасштабное производство.
В 1970-х годах многослойные печатные платы быстро развивались и продолжали продвигаться в направлении высокой точности, высокой плотности, тонкой проволоки и небольших отверстий, высокой надежности, низкой стоимости и автоматизированного непрерывного производства.
В 1980-х годах технология поверхностного монтажа (SMT) постепенно вытеснила встраиваемые печатные платы и стала основным направлением производства. Быстрое развитие многослойных печатных плат сверхвысокого качества и печатных плат с высокой плотностью межсоединений HDI.
В 1990-х годах технология упаковки получила дальнейшее развитие - от плоской упаковки (QFP) до упаковки в виде шариковых и рулонных матриц (BGA), и печатные платы начали вытесняться схемами меньшего размера.
После вступления в 21 век быстрыми темпами развивались BGA-материалы высокой плотности, упаковка на уровне чипов и микросхемные подложки с данными из органического ламината в качестве подложек для печатных плат.
Печатные платы PCB эволюционировали от однослойных печатных плат к двухсторонним печатным платам, многослойным печатным платам, гибким печатным платам, R-FPCB, металлическим печатным платам, керамическим печатным платам и т.д. И по-прежнему сохраняют свои соответствующие тенденции развития. Благодаря постоянному совершенствованию высокоплотных, высокоточных устройств с тонкой апертурой, тонкой проволокой, малым расстоянием между ними, высокой надежности, многослойности, высокоскоростной передаче, легкости и тонкости, объем постоянно сокращается, снижаются затраты и повышается производительность. В то же время, что касается производства, мы развиваемся в направлении повышения производительности, снижения затрат, уменьшения загрязнения окружающей среды и регулирования производства различных видов и небольших партий. Изготовление печатных плат по-прежнему сохраняет свою актуальность в будущем развитии электронных устройств.
Какова функция печатной платы?
До появления печатных плат взаимосвязи между электронными компонентами соединялись напрямую с помощью проводов, образуя целостную схему. Печатная плата обеспечивает механическую поддержку для крепления и сборки различных электронных компонентов, таких как интегральные схемы. Используйте проводку и силовые соединения (для передачи сигналов) или силовую изоляцию между различными электронными компонентами, такими как интегральные схемы. Обеспечьте требуемые электрические характеристики, такие как характеристический импеданс.
После использования печатных плат в электронных устройствах, благодаря однородности аналогичных печатных плат, можно избежать ошибок при ручном подключении, а электронные компоненты можно автоматически вставлять или склеивать, паять и проверять, что обеспечивает качество электронных устройств, повышает производительность труда, снижает затраты и облегчает техническое обслуживание.
Печатные платы могут обеспечивать механическую поддержку для крепления и сборки различных электронных компонентов, таких как интегральные схемы, полную проводку и силовые соединения или электрическую изоляцию между различными электронными компонентами, такими как интегральные схемы, обеспечивать требуемые электрические характеристики, такие как характеристический импеданс, графические изображения паяльной маски для автоматической пайки, а также идентификационные символы и графические изображения компонентов. установка, осмотр и техническое обслуживание.
Печатная плата может заменить сложную проводку и помочь обеспечить подключение питания между компонентами схемы. Эта функция не только упрощает сборку и сварку электронных изделий. Она также может эффективно снизить нагрузку на традиционную трубопроводную проводку и снизить трудоемкость работников.
Печатная плата уменьшает объем всего оборудования и снижает стоимость продукта. Это позволяет эффективно повышать качество и надежность электронных устройств. Печатная плата также позволяет создавать стандартизированные практические конвейеры, обеспечивая механизацию и автоматизацию производства.
Классификация печатных плат
1. Классификация по применению печатных плат
Потребительские печатные платы: печатные платы, используемые в игрушках, фотоаппаратах, телевизорах, аудиотехнике, мобильных телефонах, светильниках, бытовой технике и т.д.
Промышленная печатная плата (тип оборудования): печатная плата, используемая в системах безопасности, автомобилестроении, компьютерах, машинах связи, приборах, приборостроении, промышленных контроллерах и т.д.
Военная печатная плата: печатная плата, используемая в аэрокосмической промышленности, космосе, радарах, военных кораблях, военном оборудовании связи и т.д.
2. Классификация по материалу подложки печатной платы
Печатная плата на бумажной основе: Печатная плата на основе фенольной бумаги, печатная плата на основе эпоксидной бумаги и т.д.
Печатная плата на основе стеклоткани: печатная плата на основе эпоксидной стеклоткани, печатная плата на основе политетрафторэтиленовой стеклоткани и т.д.
Печатная плата из синтетического волокна: печатная плата из эпоксидного синтетического волокна и т.д.
Печатная плата на основе органической пленки: печатная плата из нейлоновой пленки и т.д.
Печатная плата на керамической подложке.
Печатные платы на основе металлических сердечников, такие как железные, алюминиевые и медные подложки.
Печатная плата из углеводородов.
Печатная плата из керамического порошка.
ПТФЭ, тефлон, печатная плата из тефлона, печатная плата из ПТФЭ.
3. Классификация по структуре печатной платы
По структуре его можно разделить на жесткую печатную плату, гибкую печатную плату и жесткогибкую печатную плату.
жесткая печатная плата, гибкая печатная плата и жестко-гибкая печатная плата
4. Классификация по слою печатной платы
В зависимости от количества слоев печатную плату можно разделить на однопанельную, двухстороннюю, многослойную и HDI-плату (межблочную плату высокой плотности).
Однопанельная - однослойная плата
Однопанельная печатная плата - это печатная плата, в которой подключение осуществляется только с одной стороны (поверхность пайки) печатной платы, а все компоненты, а также надписи на компонентах и текстовые аннотации размещены на другой стороне (поверхность компонента).
Главной особенностью однопанельных панелей является их низкая цена и простота производственного процесса. Однако из-за того, что подключение может быть выполнено только на одной поверхности, это сложно и может легко привести к некачественному подключению. Поэтому они подходят только для некоторых относительно простых схем.
Двухсторонняя плата - двухслойная печатная плата
Двухпанельная проводка выполняется с обеих сторон изоляционной платы, при этом одна сторона служит верхним слоем, а другая - нижним. Верхний и нижний слои электрически соединены через сквозные отверстия.
Обычно многослойная печатная плата с компонентами размещается на верхнем слое. Однако иногда, чтобы уменьшить размер печатной платы, компоненты также могут быть размещены на обоих слоях. Двухслойные печатные платы отличаются умеренной ценой и простотой подключения, что делает их широко используемыми в обычных печатных платах.
Многослойная печатная плата
Печатная плата с двумя или более слоями в совокупности называется многослойной печатной платой. В дополнение к верхнему и нижнему слоям печатной платы, многослойные платы также имеют монтажную схему на внутреннем слое. В настоящее время широко используемые многослойные печатные платы, как правило, состоят из 4-20 слоев или менее.
Печатная плата HDI
HDI означает межсоединение с высокой плотностью, а печатная плата HDI относится к типу печатных плат с относительно высокой плотностью распределения цепей, в которых используется технология микрошторок и заглубленных отверстий. В настоящее время почти все печатные платы, используемые в материнских платах мобильных телефонов, являются печатными платами HDI.
Структура печатной платы
Печатная плата в основном состоит из ламината, покрытого медью (CCL), препрегов (листов полипропилена), медной фольги, паяльной маски и слоя символов. В то же время, чтобы защитить открытую медную фольгу на медных проводах, проходящих через печатную плату, и обеспечить эффект сварки, необходимо также обработать поверхность печатной платы, чтобы предотвратить окисление медной фольги.
Ламинат из композитной медной фольги (CCL)
CCL, сокращенно называемая композитной медной фольгой или ламинатом, покрытым медью, представляет собой изделие из стекловолоконной ткани и медной фольги, спрессованных вместе с использованием эпоксидной смолы и других сплавляющих веществ. Плата, покрытая медью, является основным материалом для изготовления печатных плат, представляющих собой композитный материал, состоящий из слоя диэлектрика (смолы, стекловолокна) и проводника высокой чистоты (медной фольги).
Только в 1960 году профессиональные производители начали использовать медную фольгу из формальдегидной смолы в качестве подложки для производства односторонних печатных плат, которые затем были представлены на таких рынках, как проигрыватели грампластинок, магнитофоны и видеомагнитофоны видео. С развитием технологии нанесения двустороннего меднения на сквозные отверстия по сей день широко используются термостойкие и стабильные по размеру подложки из эпоксидного стекла. В настоящее время широко используются такие материалы, как FR4, FR1, CEM3, керамические пластины и пластины из ПТФЭ.
В настоящее время наиболее широко используемая печатная плата, изготовленная методом травления, выборочно вытравливается на медной фольге для получения необходимой графики схемы. Композитная медная фольга в основном выполняет три функции на всей печатной плате: проводимость, изоляцию и поддержку. Производительность, качество и стоимость изготовления печатных плат во многом зависят от состава платы из медной фольги.
Стеклоткань является одним из видов сырья для производства ламинатов с медным покрытием, сотканных из стекловолоконной пряжи, на долю которой приходится примерно 40% (толстая пластина) или 25% (тонкая пластина) стоимости ламинатов с медным покрытием. Стекловолоконная нить изготавливается путем обжига сырья, такого как кварцевый песок, в печи для обжига до жидкого состояния. Затем она вытягивается в сверхтонкие стеклянные волокна через чрезвычайно маленькие сопла из сплава, и сотни стеклянных волокон скручиваются в стекловолоконную нить. Инвестиции в строительство печей огромны, обычно они требуют миллиардов средств, и после запуска производство должно быть непрерывным 24 часа в сутки, что приводит к огромным затратам на завершение производства.
Препреги
Полутвердый лист, также известный как полипропиленовый лист, является одним из основных материалов при производстве многослойных плит, в основном состоящих из смолы и армирующих материалов. Армирующие материалы подразделяются на несколько типов, таких как стеклоткань (называемая стеклотканью), материалы на бумажной основе и композитные материалы.
В полутвердых листах (склеивающих листах), используемых при производстве многослойных печатных плат, в качестве армирующих материалов в основном используется стеклоткань. Тонкие листы, изготовленные путем пропитки обработанного стеклоткани полимерным клеем и последующей предварительной сушки с помощью термообработки, называются полутвердыми листами. Полузатвердевшие листы размягчаются при нагревании и давлении и затвердевают после охлаждения.
Из-за разного количества нитей в структуре основы и утка стеклоткани при раскрое следует обращать внимание на направление основы и утка полупрозрачного полотна. Как правило, направление основы (направление скручивания стеклоткани) определяется как направление короткой стороны производственного картона, а направление утка - как направление длинной стороны производственного картона, чтобы обеспечить ровность поверхности производственного картона и предотвратить скручивание и деформацию производственного картона после нагрева.
Структура печатной платы
Медная фольга - слой печатной платы
Медная фольга представляет собой тонкий непрерывный слой металлической фольги, нанесенный на подложку печатной платы. Являясь проводящим материалом печатной платы, она легко приклеивается к изоляционному слою и вытравливается для формирования рисунка PCB печатной платы.
Обычную промышленную медную фольгу можно разделить на две категории: рулонную медную фольгу (RA copper foil) и электролитическую медную фольгу (ED copper foil).
Рулонная медная фольга обладает хорошей пластичностью и другими характеристиками и является медной фольгой, используемой на ранних этапах производства мягких плит.
Преимущество электролитической медной фольги заключается в более низких производственных затратах по сравнению с рулонной медной фольгой.
Медная фольга: Медная фольга - это сырье, на долю которого приходится наибольшая доля стоимости ламината с медным покрытием, составляющая около 30% (толстая пластина) или 50% (тонкая пластина) от стоимости ламината с медным покрытием. Таким образом, повышение цен на медь является основной причиной повышения цен на ламинаты, покрытые медью.
Слой паяльной маски
Слоем паяльной маски называется часть печатной платы, на которую нанесены чернила для паяльной маски.
Стойкие к пайке чернила обычно зеленого цвета, но в некоторых случаях используются такие цвета, как красный, черный и синий. Поэтому в производстве печатных плат стойкие к пайке чернила часто называют зеленым маслом или зеленой краской. Слой стойкости к припою - это постоянный защитный слой PCB печатной платы, который может предотвратить попадание влаги, коррозию, появление плесени и механических царапин. Он также может предотвратить пайку деталей в неправильных местах.
Слой символов
Символы - это текстовый слой, который находится над слоем паяльной маски при печати печатных плат. Он может быть опущен и обычно используется для аннотаций.
Обычно для облегчения установки и обслуживания печатной платы на верхней и нижней поверхностях печатной платы печатаются необходимые шаблоны логотипов и текстовые коды, такие как этикетки компонентов и номинальные значения, форма контура компонента и логотип производителя, дата изготовления и т.д.
Обработка поверхности печатной платы
Термин "поверхность", упоминаемый здесь, относится к точкам соединения на печатной плате, которые обеспечивают электрические соединения между электронными компонентами или другими системами и схемами на печатной плате, такими как паяные площадки или контактные соединения. Голая медь сама по себе обладает хорошей свариваемостью, но она легко окисляется и загрязняется под воздействием воздуха, поэтому на поверхность голой меди следует нанести защитную пленку.
Распространенные способы обработки поверхности печатных плат включают нанесение свинцового оловянного покрытия, не содержащего свинца оловянного покрытия, органических консервантов для повышения паяемости (OSP), нанесение золотого покрытия, нанесение серебряного покрытия, нанесение оловянного покрытия и нанесение золотого покрытия на пальцы. В связи с постоянным совершенствованием экологических норм технология нанесения свинцового оловянного покрытия постепенно была запрещена. В настоящее время почти все печатные платы, выпускаемые производителями печатных плат, соответствуют требованиям стандарта RoHS, а некоторые печатные платы не содержат галогенов.
Что такое печатная плата, как мы объяснили выше? После внедрения печатных плат в электронные изделия, благодаря единообразию PCB печатной платы, можно избежать ошибок при ручном подключении и обеспечить автоматическую установку, сварку и контроль электронных компонентов, что обеспечивает качество электронных изделий, повышает производительность труда, снижает затраты и облегчает техническое обслуживание. Таким образом, печатная плата стала незаменимым компонентом в современных электронных изделиях.