Tuhé plošné spojové desky (PCB) jsou vyrobeny z pevného, nepoddajného substrátu. Zachovávají trvalý, pevný tvar, který poskytuje stabilní základnu pro montáž zařízení, elektrické propojení a fyzickou podporu. Ve srovnání s ohýbanými a deformovatelnými flexibilními plošnými spoji nabízejí tuhé plošné spoje větší mechanickou odolnost a strukturální integritu, což je činí vhodnými pro zařízení vyžadující stabilní strukturální podporu.
Většina tuhých plošných spojů je vyrobena ze sklolaminátu (FR4) nebo jiných tuhých laminátových materiálů a zesílena epoxidovou pryskyřicí. Díky chemickému a tepelnému zpracování mají tyto materiály větší odolnost vůči teplu, chemické korozi a mechanickému namáhání. Sklolaminát je jádrem většiny tuhých plošných spojů. Kromě toho jsou zde také elektronické součástky, jako jsou kondenzátory, čipy, rezistory apod., které jsou připájeny a umožňují správný průtok proudu.
Funkce |
SCHOPNOST |
Substrátové materiály |
FR4 Polyimidová fólie (PI) (12,7 až 127 μm) |
Lepty | Tepelně vytvrzující lepidlo |
Počet vrstev |
1 tuhá + 2 flexibilní + 1 tuhá Počet flexibilních měděných vrstev ≤ 2 |
Tloušťka flexibilní vrstvy | 12,7 až 127 μm |
Tloušťka tuhé vrstvy | 0,4~1,6 mm |
Tloušťka mědi | 12 až 70 μm (0,5 až 2 unce) |
Minimální šířka vodiče/vzdálenost vodičů | 3/3 mil (76 μm/76 μm) |
Minimální vrtání |
Flexibilní laserový vrták ~0,075~0,1 mm Tuhy mechanický vrták ≥0,2 mm |
Laminace |
Předběžné nastavení ±10μm Vákuová laminace 180°C 3~5 Mpa |
Vrtání a metalizace |
CO2 laser pro IVH Mechanický vrták pro průchozí díry Bezodkladné mědění ≥1mil tloušťka mědi |
Eroze | Tolerance šířky/vzdálenosti ±10% |
Povrchová úprava | 25~50μm |
Dokončení povrchu |
Tuhou část: ENIG (0.05~0.1μm Au) Pružnou část: OSP (≤0.5μm) |
Minimální poloměr ohybu | ≥10× tloušťka |
Balení hotového produktu | Pěnový polštářek/antistatický sáček |
Spolehlivost tuhé desky plošných spojů závisí na synergii mezi strukturou jednotlivých vrstev a sestavením celého zařízení. Hlavně zahrnuje následující vrstvy:
Nejdůležitější částí konstrukce desky tužná deska PCB je nosná vrstva, která poskytuje základnu pro dosažení pevnosti a tuhosti desky. Nenosný materiál je obvykle vyroben z epoxidové pryskyřice vyztužené skleněnými vlákny (FR4) a představuje "kostru" celé desky plošných spojů.
Měďová vrstva propojuje jednotlivé části a umožňuje přenos signálů a energie mezi součástkami na desce. Výrobní metoda spočívá v laminaci vrstvy měděné fólie na tuhý plošný spoj po přípravě substrátu, jako je FR4.
Běžně viditelný zelený povrch je tavidlová maska, která nejenže zajišťuje estetický vzhled, ale jejím hlavním účelem je ochrana měděných spojů a zamezení zkratům během pájení.
Vrstva silkscreenu se používá k tisku informací na desku plošných spojů, aby uživatelé mohli pochopit informace o desce. Obsah zahrnuje označení součástek, loga a referenční symboly atd., což usnadňuje výrobu, montáž a pozdější údržbu.
Existuje mnoho typů tuhých desek plošných spojů, vhodných pro různé aplikační potřeby:
Jednostranná tuhá deska plošných spojů je nejzákladnějším typem, má na jedné straně substrátu jednu vrstvu mědi. Je nízkonákladová, jednoduchá na výrobu a vhodná pro nízkohustotní aplikace, jako jsou LED osvětlení, kalkulačky apod.
Oboustranná tuhá deska plošných spojů má měděné vrstvy na obou stranách, což umožňuje podporovat složitější návrhy obvodů a může být široce využívána v řídicích systémech, zesilovačích a průmyslovém zařízení.
Vícevrstvé tuhé desky plošných spojů obsahují tři nebo více vrstev mědi oddělených izolačními materiály. Běžně se používají v aplikacích s vysokou hustotou, jako jsou chytré telefony a lékařské přístroje.
Ve srovnání s běžnými deskami plošných spojů, desky plošných spojů s těžkou mědí odolávají vyššímu proudu, mechanickému namáhání a tepelné zátěži a jsou vhodné pro napájecí zařízení a vysokovýkonové aplikace.
Tg znamená teplota skelného přechodu. Desky plošných spojů s vysokou teplotou skelného přechodu odolávají vysokým teplotám (>170°C) a používají se v automobilovém a leteckém průmyslu.
Vysokofrekvenční tuhé desky plošných spojů jsou primárně vhodné pro přenos vysokofrekvenčních signálů a jsou často vyrobeny z materiálů s nízkými ztrátami, jako je PTFE (Teflon), aby byla zajištěna integrita signálu.
Založené na hliníku nebo mědi, mají lepší schopnosti tepelného managementu a široce se používají v osvětlovacích systémech LED, energetických systémech a vysokovýkonové automobilové elektronice.
Obvykle jsme schopni vyrábět pouze jednovrstvé a dvouvrstvé hliníkové substráty. Kvůli výrobním omezením jsou vícevrstvé hliníkové substráty obtížně vyráběné, a proto nejsou vhodné pro složité vícevrstvé návrhy.
Hliníkové materiály mají vysokou tuhost a nízkou měkkost, a nejsou tak pružné jako substráty z polyimidu nebo polyesteru. Proto nejsou vhodné pro aplikace vyžadující opakované ohyby.
Koeficient tepelné roztažnosti hliníkových substrátů je relativně vysoký, což se liší od některých komponent a pájecích materiálů. Nesoulad koeficientů tepelné roztažnosti může snadno vést k poškození pájených spojů nebo k odvrstvení, čímž se snižuje celková spolehlivost.
Ve srovnání s běžnými substráty vyžadují kovové vlastnosti hliníkových substrátů více času na zvážení během výroby a montáže, což zvyšuje složitost procesu a náklady.
Ačkoli hliníkové substráty mají významné výhody z hlediska tepelného managementu, mají oproti tradičním materiálům FR4 vyšší náklady na materiál, speciální výrobní procesy a požadavky na povrchovou úpravu, takže celkové výrobní náklady stoupají.
1. Tuhá konstrukce: Je primárně vyrobena ze sklolaminátu, což zajišťuje stabilitu desky a zabraňuje deformacím, čímž podporuje stabilitu výrobku.
2. Vysokohustotní návrh obvodu: Podporuje vícevrstvé struktury, což umožňuje složité obvody a husté rozmístění součástek.
3. Vysoká přesnost rozměrové kontroly: Uplatnění u výrobků vyžadujících vysokou přesnost, jako jsou chytré telefony a lékařské přístroje.
1. Trvanlivost a dlouhá životnost: Tuhé materiály a konstrukce umožňují dlouhodobé používání v náročných prostředích;
2. Nízké výrobní náklady: vhodné pro sériovou výrobu, standardizované procesy a krátké výrobní cykly;
3. Snadná integrace automatizace: Podporuje automatické pájení a montáž, čímž se zvyšuje produktivita a konzistence.
1. Počítačová základní deska: Tuhý plošný spoj může být použit jako jádro základní desky pro umístění klíčových komponent, jako jsou CPU, paměti, GPU atd.;
2. Spotřební elektronika: Používá se v běžných spotřebičích, jako jsou chytré telefony, televizory, mikrovlnné trouby atd.;
3. Automobilová elektronika: Nepostradatelný v elektrických vozidlech a pokročilých asistenčních systémech pro řidiče (ADAS);
4. Komunikační zařízení: Tuhý plošný spoj má vysokou stabilitu signálu a používá se v rádiích, mobilech, routerech a satelitních komunikačních systémech.
IPC-A-600 a IPC-6012 jsou dvě klíčové normy:
Dodržování norem IPC vyžaduje přísná opatření kontroly kvality, jako je testování mikroprůřezů, optická inspekce AOI, elektrické testování zkratů a přerušení obvodu apod. Pouze tímto způsobem lze zajistit dlouhodobou spolehlivost tuhých desek plošných spojů.
Společnost LHD TECH využívá pokročilé výrobní a kontrolní technologie k výrobě jednovrstvých, dvouvrstvých a vícevrstvých tuhých desek plošných spojů z materiálů FR4, s vysokou teplotou skelného přechodu (high Tg) a kovových materiálů. Každá deska plošného spoje splňuje normy IPC-A-600 a IPC-6012 a je široce využívána v různých odvětvích, jako jsou spotřební elektronika, letecký a kosmický průmysl, průmyslová automatizace apod. Pokud hledáte spolehlivého dodavatele tuhých desek plošných spojů, kontaktujte nás ještě dnes!
Tuhostní desky pronikly do všech aspektů lidského života, od domácích spotřebičů až po prémiové průmyslové systémy. Získaly široké uplatnění díky svým výhodám, jako je vysoká pevnost, přesné rozměry, dobrá stabilita atd. S průběžným rozvojem elektronického průmyslu budou tuhostní desky nadále sehrávat svou úlohu.