Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι απαραίτητα εξαρτήματα των περισσότερων ηλεκτρικών συσκευών. Τα σημερινά PCB έχουν πολλά στρώματα: το υπόστρωμα, τα ίχνη, τη μάσκα συγκόλλησης και τη μεταξοτυπία. Ένα από τα πιο σημαντικά υλικά σε ένα PCB είναι ο χαλκός και υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους χρησιμοποιείται χαλκός αντί για άλλα κράματα όπως το αλουμίνιο ή ο κασσίτερος.
Από τι είναι κατασκευασμένα τα PCB;
Σύμφωνα με μια εταιρεία συναρμολόγησης PCB, τα PCB είναι κατασκευασμένα από μια ουσία που ονομάζεται υπόστρωμα, το οποίο είναι κατασκευασμένο από υαλοβάμβακα ενισχυμένο με εποξειδική ρητίνη. Πάνω από το υπόστρωμα υπάρχει ένα στρώμα φύλλου χαλκού που μπορεί να συγκολληθεί και στις δύο πλευρές ή μόνο στη μία. Μόλις κατασκευαστεί το υπόστρωμα, οι κατασκευαστές τοποθετούν τα εξαρτήματα πάνω σε αυτό. Χρησιμοποιούν μια μάσκα συγκόλλησης και μεταξοτυπία μαζί με αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ, διόδους, τσιπ κυκλωμάτων και άλλα εξειδικευμένα εξαρτήματα.
Γιατί χρησιμοποιείται φύλλο χαλκού σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων;
Οι κατασκευαστές PCB χρησιμοποιούν χαλκό επειδή έχει ανώτερη ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται μαζί με την PCB, ο χαλκός εμποδίζει τη θερμότητα να καταστρέψει και να καταπονήσει το υπόλοιπο PCB. Με άλλα κράματα - όπως το αλουμίνιο ή ο κασσίτερος - η PCB θα μπορούσε να θερμανθεί ανομοιόμορφα και να μην λειτουργήσει σωστά.
Ο χαλκός είναι το προτιμώμενο κράμα επειδή μπορεί να στείλει τα ηλεκτρικά σήματα σε όλο το μήκος του πίνακα χωρίς προβλήματα απώλειας ή επιβράδυνσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Η απόδοση της μεταφοράς θερμότητας επιτρέπει στους κατασκευαστές να εγκαταστήσουν κλασικές ψύκτρες στην επιφάνεια. Ο ίδιος ο χαλκός είναι αποτελεσματικός, καθώς μια ουγγιά χαλκού μπορεί να καλύψει ένα τετραγωνικό πόδι υποστρώματος PCB με πάχος 1,4 χιλιοστά της ίντσας ή 35 μικρόμετρα.
Ο χαλκός είναι εξαιρετικά αγωγός επειδή έχει ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο που μπορεί να ταξιδέψει από το ένα άτομο στο άλλο χωρίς επιβράδυνση. Επειδή παραμένει εξίσου αποτελεσματικός σε αυτό το απίστευτα λεπτό επίπεδο όσο και σε παχύτερα επίπεδα, λίγος χαλκός είναι πολύτιμος.
Χαλκός και άλλα πολύτιμα μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε PCB
Οι περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν τα PCB ως πράσινα. Ωστόσο, συνήθως έχουν τρία χρώματα στο εξωτερικό στρώμα: χρυσό, ασημί και κόκκινο. Έχουν επίσης καθαρό χαλκό μέσα και έξω από το PCB. Τα άλλα μέταλλα στην πλακέτα κυκλώματος εμφανίζονται σε διάφορα χρώματα. Το χρυσό στρώμα είναι το πιο ακριβό, το ασημένιο στρώμα έχει το δεύτερο υψηλότερο κόστος και το κόκκινο είναι το φθηνότερο στρώμα.
Χρήση χρυσού εμβάπτισης σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων
χαλκός σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος
Το επιχρυσωμένο στρώμα χρησιμοποιείται για τα θραύσματα των συνδετήρων και τα μαξιλαράκια εξαρτημάτων. Το στρώμα χρυσού εμβάπτισης υπάρχει για να αποτρέπει την μετατόπιση των επιφανειακών ατόμων. Το στρώμα δεν έχει μόνο χρυσό χρώμα, αλλά είναι κατασκευασμένο από πραγματικό χρυσό. Ο χρυσός είναι απίστευτα λεπτός, αλλά είναι αρκετός για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων που πρέπει να συγκολληθούν. Ο χρυσός εμποδίζει τη διάβρωση των εξαρτημάτων συγκόλλησης με την πάροδο του χρόνου.
Χρήση αργύρου εμβάπτισης σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων
Το ασήμι είναι ένα άλλο μέταλλο που χρησιμοποιείται στην κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB). Είναι σημαντικά λιγότερο ακριβό από την εμβάπτιση σε χρυσό. Η εμβάπτιση σε ασήμι μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για εμβάπτιση σε χρυσό, επειδή βοηθά επίσης στη συνδεσιμότητα και μειώνει το συνολικό κόστος της πλακέτας. Η εμβάπτιση σε ασήμι χρησιμοποιείται συχνά σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) που χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα και περιφερειακά υπολογιστών.
Φυλάσσεται σε χαλκό σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων
Αντί για εμβάπτιση, χρησιμοποιείται χαλκός σε επικαλυμμένη μορφή. Αυτό είναι το κόκκινο στρώμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και είναι το μέταλλο που χρησιμοποιείται πιο συχνά. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι κατασκευασμένη από χαλκό ως βασικό μέταλλο και είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική σύνδεση και επικοινωνία των κυκλωμάτων μεταξύ τους.
Πώς χρησιμοποιείται το φύλλο χαλκού στα PCB;
Ο χαλκός έχει διάφορες χρήσεις στα PCB, από το έλασμα με επικάλυψη χαλκού έως τα ίχνη. Ο χαλκός είναι ζωτικής σημασίας για την ορθή λειτουργία των PCB.
Τι είναι η ανίχνευση PCB;
Ένα ίχνος PCB είναι αυτό που ακούγεται, μια διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσει το κύκλωμα. Το ίχνος περιλαμβάνει το δίκτυο χαλκού, την καλωδίωση και τη μόνωση, καθώς και τις ασφάλειες και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στην πλακέτα.
Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε μια τροχιά είναι να τη θεωρήσετε ως δρόμο ή γέφυρα. Για να φιλοξενήσει οχήματα, η τροχιά πρέπει να είναι αρκετά φαρδιά ώστε να χωράει τουλάχιστον δύο από αυτά. Πρέπει να έχει αρκετό πάχος ώστε να μην καταρρέει υπό πίεση. Πρέπει επίσης να είναι κατασκευασμένη από υλικά που θα αντέχουν το βάρος των οχημάτων που κινούνται πάνω σε αυτήν. Ωστόσο, οι τροχιές κάνουν όλα αυτά σε πολύ μικρότερο βαθμό για να μετακινούν ηλεκτρική ενέργεια παρά αυτοκίνητα.
Στοιχεία της ανίχνευσης PCB
Υπάρχουν πολλά εξαρτήματα που αποτελούν την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Έχουν διάφορες λειτουργίες που πρέπει να γίνουν για να κάνει η πλακέτα επαρκώς τη δουλειά της. Ο χαλκός πρέπει να χρησιμοποιείται για να βοηθήσει τις πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος να κάνουν τη δουλειά τους και χωρίς την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δεν θα είχαμε ηλεκτρικές συσκευές. Φανταστείτε έναν κόσμο χωρίς smartphones, φορητούς υπολογιστές, καφετιέρες και αυτοκίνητα. Αυτά θα είχαμε αν οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος δεν χρησιμοποιούσαν χαλκό.
Πάχος ίχνους PCB
Ο σχεδιασμός της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) εξαρτάται από το πάχος της πλακέτας. Το πάχος θα επηρεάσει την ισορροπία και θα διατηρήσει τα εξαρτήματα συνδεδεμένα.
Πλάτος ίχνους PCB
Το πλάτος της καμπύλης είναι επίσης σημαντικό. Αυτό δεν επηρεάζει την ισορροπία ή τη σύνδεση των εξαρτημάτων, αλλά διατηρεί τη μεταφορά ρεύματος χωρίς να υπερθερμαίνεται ή να προκαλείται ζημιά στην πλακέτα.
Ρεύμα ίχνους PCB
Το ρεύμα ίχνους της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι απαραίτητο επειδή αυτό χρησιμοποιεί η πλακέτα για να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω των εξαρτημάτων και των καλωδίων. Ο χαλκός βοηθά σε αυτό, και το ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε κάθε άτομο κάνει το ρεύμα να κινείται ομαλά πάνω στην πλακέτα.
Γιατί υπάρχει φύλλο χαλκού στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων
Διαδικασία κατασκευής PCB
Η διαδικασία κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι η ίδια. Ορισμένες εταιρείες το κάνουν πιο γρήγορα από άλλες, αλλά όλες χρησιμοποιούν σχετικά την ίδια διαδικασία και υλικά. Αυτά είναι τα βήματα:
Φτιάξτε μια βάση από υαλοβάμβακα και ρητίνες
Τοποθετήστε τα στρώματα χαλκού στο θεμέλιο
Προσδιορίστε και ορίστε τα μοτίβα χαλκού
Πλύνετε την σανίδα σε μπανιέρα
Προσθέστε τη μάσκα συγκόλλησης για να προστατεύσετε το PCB
Κολλήστε τη μεταξοτυπία στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος
Τοποθετήστε και κολλήστε τις αντιστάσεις, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, τους πυκνωτές και άλλα εξαρτήματα
Δοκιμή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος
Οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) χρειάζονται εξειδικευμένα εξαρτήματα για να λειτουργούν σωστά. Ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι ο χαλκός. Αυτό το κράμα είναι απαραίτητο για την αγωγιμότητα του ηλεκτρικού ρεύματος στις συσκευές στις οποίες θα τοποθετηθούν οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος. Χωρίς χαλκό, οι συσκευές δεν θα λειτουργούν επειδή το ηλεκτρικό ρεύμα δεν θα έχει κάποιο κράμα για να διέλθει.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Απριλίου 2022