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 αρκετοί λόγοι για τους οποίους χρησιμοποιείται χαλκός αντί για άλλα κράματα όπως το αλουμίνιο ή ο κασσίτερος.
Από τι είναι κατασκευασμένα τα PCB;
Δηλώθηκε από μια εταιρεία συναρμολόγησης PCB, τα PCB κατασκευάζονται από μια ουσία που ονομάζεται υπόστρωμα, το οποίο είναι κατασκευασμένο από υαλοβάμβακα που είναι ενισχυμένο με εποξική ρητίνη. Πάνω από το υπόστρωμα υπάρχει μια στρώση από φύλλο χαλκού που μπορεί να συγκολληθεί και στις δύο πλευρές ή μόνο στη μία. Μόλις κατασκευαστεί το υπόστρωμα, οι κατασκευαστές τοποθετούν τα εξαρτήματα πάνω του. Χρησιμοποιούν μάσκα συγκόλλησης και μεταξοτυπία μαζί με αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ, διόδους, τσιπ κυκλώματος και άλλα εξαιρετικά εξειδικευμένα εξαρτήματα.
Γιατί χρησιμοποιείται το φύλλο χαλκού σε PCB;
Οι κατασκευαστές PCB χρησιμοποιούν χαλκό επειδή έχει ανώτερη ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται μαζί με το PCB, ο χαλκός εμποδίζει τη θερμότητα να βλάψει και να πιέσει το υπόλοιπο PCB. Με άλλα κράματα – όπως το αλουμίνιο ή ο κασσίτερος – το PCB μπορεί να θερμανθεί ανομοιόμορφα και να μην λειτουργεί σωστά.
Ο χαλκός είναι το προτιμώμενο κράμα επειδή μπορεί να στείλει τα ηλεκτρικά σήματα σε όλη την επιφάνεια χωρίς προβλήματα απώλειας ή επιβράδυνσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Η αποτελεσματικότητα 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 αγώγιμος επειδή έχει ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο που μπορεί να ταξιδέψει από το ένα άτομο στο άλλο χωρίς να επιβραδύνει. Επειδή παραμένει εξίσου αποτελεσματικό σε αυτό το απίστευτα λεπτό επίπεδο όπως και σε παχύτερα επίπεδα, λίγος χαλκός πάει πολύ μακριά.
Χαλκός και άλλα πολύτιμα μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε PCB
Οι περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν ότι τα PCB είναι πράσινα. Αλλά, 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 στρώμα χρυσού είναι το πιο ακριβό, το στρώμα ασημιού έχει το δεύτερο υψηλότερο κόστος και το κόκκινο είναι το φθηνότερο στρώμα.
Χρήση Immersion Gold σε PCB
χαλκός σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος
Το επίχρυσο στρώμα χρησιμοποιείται για συνδετικά σκάγια και επιθέματα εξαρτημάτων. Το στρώμα χρυσού εμβάπτισης υπάρχει για να αποτρέψει τη 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 αποτρέπει τη διάβρωση των εξαρτημάτων συγκόλλησης με την πάροδο του χρόνου.
Χρήση Immersion Silver σε PCB
Το ασήμι είναι ένα άλλο μέταλλο που χρησιμοποιείται στην κατασκευή PCB. Είναι σημαντικά λιγότερο ακριβό από τη βύθιση χρυσού. Το ασημί εμβάπτιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θέση του χρυσού εμβάπτισης επειδή βοηθά επίσης στη συνδεσιμότητα και μειώνει το συνολικό κόστος της σανίδας. Η εμβάπτιση αργύρου χρησιμοποιείται συχνά σε PCB που χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα και περιφερειακά υπολογιστών.
Laminate με επένδυση χαλκού σε PCB
Αντί για εμβάπτιση, ο χαλκός χρησιμοποιείται σε επικαλυμμένη μορφή. Αυτό είναι το κόκκινο στρώμα του PCB και είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέταλλο. Το PCB είναι κατασκευασμένο από χαλκό ως βασικό μέταλλο και είναι απαραίτητο να συνδεθούν τα κυκλώματα και να μιλήσουν μεταξύ τους αποτελεσματικά.
Πώς χρησιμοποιείται το φύλλο χαλκού σε PCB;
Ο χαλκός έχει πολλές χρήσεις στα PCB, από το επικαλυμμένο με χαλκό laminate μέχρι τα ίχνη. Ο χαλκός είναι ζωτικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία των PCB.
Τι είναι το PCB Trace;
Ένα ίχνος PCB είναι αυτό που ακούγεται, μια διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσει το κύκλωμα. Το ίχνος περιλαμβάνει το δίκτυο χαλκού, καλωδίωσης και μόνωσης, καθώς και τις ασφάλειες και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στην πλακέτα.
Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε ένα ίχνος είναι να το σκεφτείτε ως δρόμο ή γέφυρα. Για να χωρέσουν οχήματα, το ίχνος πρέπει να είναι αρκετά φαρδύ ώστε να χωράει τουλάχιστον δύο από αυτά. Πρέπει να είναι αρκετά παχύ για να μην καταρρέει υπό πίεση. Πρέπει επίσης να είναι κατασκευασμένα από υλικά που θα αντέχουν το βάρος των οχημάτων που ταξιδεύουν σε αυτό. Όμως, τα ίχνη τα κάνουν όλα αυτά σε πολύ μικρότερο βαθμό για να μετακινήσουν την ηλεκτρική ενέργεια παρά τα αυτοκίνητα.
Συστατικά του PCB Trace
Υπάρχουν πολλά στοιχεία που συνθέτουν το ίχνος PCB. Έχουν διάφορες δουλειές που πρέπει να γίνουν για να κάνει το διοικητικό συμβούλιο επαρκώς τη δουλειά του. Ο χαλκός πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τα ίχνη να κάνουν τη δουλειά τους και χωρίς το PCB, δεν θα είχαμε καμία ηλεκτρική συσκευή. Φανταστείτε έναν κόσμο χωρίς smartphone, φορητούς υπολογιστές, καφετιέρες και αυτοκίνητα. Αυτό θα είχαμε αν τα PCB δεν χρησιμοποιούσαν χαλκό.
Πάχος ίχνους PCB
Ο σχεδιασμός του PCB εξαρτάται από το πάχος της πλακέτας. Το πάχος θα επηρεάσει την ισορροπία και θα διατηρήσει τα εξαρτήματα συνδεδεμένα.
Πλάτος ίχνους PCB
Το πλάτος του ίχνους είναι επίσης σημαντικό. Αυτό δεν επηρεάζει την ισορροπία ή τη σύνδεση των εξαρτημάτων, αλλά διατηρεί το ρεύμα που μεταφέρεται χωρίς υπερθέρμανση ή ζημιά στην πλακέτα.
Ρεύμα ίχνους PCB
Το ίχνος ρεύματος PCB είναι απαραίτητο γιατί αυτό χρησιμοποιεί η πλακέτα για να μετακινήσει ηλεκτρική ενέργεια μέσω των εξαρτημάτων και των καλωδίων. Ο χαλκός βοηθά να συμβεί αυτό και το ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε κάθε άτομο κάνει το ρεύμα να κινείται ομαλά πάνω από την πλακέτα.
Γιατί είναι το φύλλο χαλκού σε pcbs
Διαδικασία κατασκευής PCB
Η διαδικασία κατασκευής ενός 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 ένα foundation από fiberglass και ρητίνες
Τοποθετήστε τις στρώσεις χαλκού στο θεμέλιο
Προσδιορίστε και ορίστε τα χάλκινα σχέδια
Πλύνετε τη σανίδα σε ένα μπάνιο
Προσθέστε τη μάσκα συγκόλλησης για να προστατεύσετε το PCB
Τοποθετήστε τη μεταξοτυπία στο PCB
Τοποθετήστε και συγκολλήστε τις αντιστάσεις, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, τους πυκνωτές και άλλα εξαρτήματα
Ελέγξτε το PCB
Τα PCB πρέπει να διαθέτουν εξαιρετικά εξειδικευμένα εξαρτήματα για να λειτουργούν σωστά. Ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία ενός PCB είναι ο χαλκός. Αυτό το κράμα χρειάζεται για να μεταφέρει ηλεκτρισμό στις συσκευές στις οποίες θα τοποθετηθούν τα PCB. Χωρίς χαλκό, οι συσκευές δεν θα λειτουργήσουν επειδή η ηλεκτρική ενέργεια δεν θα έχει κράμα για να περάσει.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-25-2022