Σκληρός PCB

Τι είναι ένας Σκληρός PCB;

Οι σκληρές πλακέτες (PCBs) κατασκευάζονται από ένα στιβαρό, μη εύκαμπτο υπόστρωμα. Διατηρούν μια μόνιμη, σταθερή μορφή, παρέχοντας σταθερή βάση για τη συναρμολόγηση της συσκευής, ηλεκτρικές συνδέσεις και φυσική υποστήριξη. Σε σχέση με τις διπλούμενες και παραμορφώσιμες εύκαμπτες πλακέτες PCB, οι σκληρές PCB προσφέρουν μηχανική αντοχή και δομική ακεραιότητα, καθιστώντας τις κατάλληλες για συσκευές που απαιτούν σταθερή δομική υποστήριξη.

Οι περισσότερες σκληρές πλακέτες PCB κατασκευάζονται από ίνες υαλόλινου (FR4) ή άλλα σκληρά στρωματοποιημένα υλικά και ενισχύονται με εποξειδική ρητίνη. Μέσω χημικής και θερμικής επεξεργασίας, αυτά τα υλικά αποκτούν μεγαλύτερη αντοχή στη θερμότητα, τη χημική διάβρωση και την πίεση. Το υαλόνι είναι η καρδιά των περισσότερων σκληρών πλακετών PCB. Επιπλέον, προστίθενται και συγκολλώνται ηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπως πυκνωτές, τσιπ, αντιστάσεις κ.λπ., για να επιτευχθεί η σωστή ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.

Προδιαγραφές Σκληρής PCB στην LHD TECH

Δομή σκληρής PCB

Η αξιοπιστία της σκληρής PCB εξαρτάται από τη συνέργεια μεταξύ κάθε στρώματος δομής και της συναρμολόγησης ολόκληρης της μηχανής. Περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα στρώματα:

1. Στρώμα βασικού υλικού

Η πιο σημαντική περιοχή της σκληρός PCB δομής της πλακέτας είναι το στρώμα της βάσης, το οποίο παρέχει τη βάση για την πλακέτα PCB ώστε να έχει αντοχή και σκληρότητα. Η βάση κατασκευάζεται συνήθως από εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με γυάλινες ίνες (FR4) και αποτελεί το "σκελετό" ολόκληρης της πλακέτας κυκλώματος.

2. Στρώμα χαλκού

Το στρώμα χαλκού συνδέει κάθε τμήμα και επιτυγχάνει τη μεταφορά σημάτων και ισχύος μεταξύ των εξαρτημάτων στην πλακέτα. Η μέθοδος παραγωγής είναι να επικαλυφθεί ένα στρώμα φύλλου χαλκού στη σκληρή πλακέτα PCB μετά την προετοιμασία του υποστρώματος, όπως το FR4.

3. Μάσκα κολλήσεως

Η κοινή ορατή πράσινη επιφάνεια είναι η μάσκα κολλήσεως, η οποία δεν παρέχει μόνο αισθητική εμφάνιση, αλλά το κύριο έργο της είναι να προστατεύει τις χαλκοσυνδέσεις και να αποτρέπει τις βραχυκυκλώσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κολλήσεως.

4. Στρώμα αποτυπώσεως

Το επίπεδο της σιλκοτυπίας χρησιμοποιείται για την εκτύπωση πληροφοριών στην πλακέτα PCB, ώστε οι χρήστες να μπορούν να κατανοήσουν τις πληροφορίες της πλακέτας. Το περιεχόμενο περιλαμβάνει ετικέτες στοιχείων, λογότυπα και σύμβολα αναφοράς, τα οποία διευκολύνουν την παραγωγή, τη συναρμολόγηση και τη μεταγενέστερη συντήρηση.

Τύποι Σκληρών PCB

Υπάρχουν πολλοί τύποι σκληρών PCB, κατάλληλοι για διαφορετικές ανάγκες εφαρμογής:

1. Μονόπλευρες σκληρές PCB

Η μονόπλευρη σκληρή πλακέτα PCB είναι ο πιο βασικός τύπος, διαθέτει ένα στρώμα χαλκού στη μία πλευρά του υποστρώματος. Είναι χαμηλού κόστους, απλή στην παραγωγή και κατάλληλη για εφαρμογές χαμηλής πυκνότητας, όπως φώτα LED, υπολογιστές τσέπης κ.λπ.

2. Δίπλευρες σκληρές PCB

Η δίπλευρη σκληρή PCB διαθέτει στρώματα χαλκού και στις δύο πλευρές, μπορεί να υποστηρίξει πιο πολύπλοκα σχέδια κυκλωμάτων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε συστήματα ελέγχου, ενισχυτές και βιομηχανικό εξοπλισμό.

3. Πολυστρωματικές σκληρές PCB

Οι πολυστρωματικές σκληρές PCB περιέχουν τρεις ή περισσότερες στρώσεις χαλκού, οι οποίες χωρίζονται από μονωτικά υλικά. Χρησιμοποιούνται συχνά σε εφαρμογές υψηλής πυκνότητας, όπως στα smartphones και ιατρικές συσκευές.

4. Σκληρές PCB με βαρύ χαλκό

Σε σχέση με τις συνηθισμένες PCB, οι PCB με βαρύ χαλκό αντέχουν σε υψηλότερη ηλεκτρική τάση, μηχανική πίεση και θερμική καταπόνηση, και είναι κατάλληλες για ηλεκτρονικό εξοπλισμό ισχύος και εφαρμογές υψηλής ισχύος.

5. Σκληρές PCB υψηλής Tg

Η Tg αντιπροσωπεύει τη θερμοκρασία υάλου. Οι PCB υψηλής Tg αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες (＞170°C) και είναι κατάλληλες για την αυτοκινητοβιομηχανία και την αεροναυπηγική βιομηχανία.

6. Σκληρές PCB υψηλής συχνότητας

Οι σκληρές PCB υψηλής συχνότητας είναι κυρίως κατάλληλες για τη μετάδοση σημάτων υψηλής συχνότητας και κατασκευάζονται συχνά από υλικά χαμηλών απωλειών, όπως το PTFE (Teflon), για να διασφαλιστεί η ακεραιότητα των σημάτων.

7. Σκληρές PCB με βάση μετάλλου

Με βάση το αλουμίνιο ή τον χαλκό, παρέχουν καλύτερη διαχείριση θερμοκρασίας και χρησιμοποιούνται ευρέως στον φωτισμό LED, στα ηλεκτρικά συστήματα ισχύος και στην ηλεκτρονική υψηλής ισχύος για αυτοκίνητα.

Διαδικασία Κατασκευής Σκληρών Πλακετών PCB

Όριο στρώσεων

Συνήθως, μπορούμε να κατασκευάσουμε μόνο μονοστρωματικές και διπλοστρωματικές αλουμινένιες βάσεις. Λόγω των περιορισμών της διαδικασίας παραγωγής, η κατασκευή πολυστρωματικών αλουμινένιων βάσεων είναι δύσκολη, γι' αυτό δεν μπορούν να καλυφθούν οι ανάγκες πολύπλοκων σχεδιασμών με πολλές στρώσεις.

Κακή ευελιξία

Το αλουμίνιο έχει υψηλή σκληρότητα και χαμηλή ευκαμψία, σε αντίθεση με τις πολυεστερικές ή πολυϊμιδικές βάσεις, και δεν είναι τόσο εύκαμπτο. Γι' αυτό δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν επαναλαμβανόμενες διπλώσεις.

Μη εναρμονισμένοι συντελεστές θερμικής διαστολής

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των αλουμινένιων βάσεων είναι σχετικά υψηλός, κάτι που τον κάνει διαφορετικό από εκείνον ορισμένων εξαρτημάτων και υλικών συγκόλλησης. Η διαφορετική θερμική διαστολή των δύο υλικών μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ζημιές στις κολλήσεις ή σε αποφλοίωση, με αποτέλεσμα τη μειωμένη συνολική αξιοπιστία.

Οι αλουμινένιες βάσεις επιφέρουν επιπλέον απαιτήσεις διαδικασίας

Σε σύγκριση με τα συνηθισμένα υποστρώματα, οι μεταλλικές ιδιότητες των υποστρωμάτων αλουμινίου απαιτούν περισσότερο χρόνο για εξέταση κατά την κατασκευή και τη συναρμολόγηση, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα και το κόστος της διαδικασίας.

Υψηλό κόστος

Παρότι τα υποστρώματα αλουμινίου παρέχουν σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά τη διαχείριση θερμοκρασίας, σε σχέση με τα παραδοσιακά υλικά FR4, οι πλακέτες PCB με βάση το αλουμίνιο έχουν υψηλότερο κόστος υλικών, ειδικές διαδικασίες κατασκευής και απαιτήσεις επιφανειακής επεξεργασίας, με αποτέλεσμα την αύξηση του συνολικού κόστους κατασκευής.

Χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα ακάμπτων PCB

Κύρια Χαρακτηριστικά:

1. Ακαμπτη Δομή: Κατασκευασμένη κυρίως από ίνες γυαλιού, εξασφαλίζει τη σταθερότητα της πλακέτας και αποτρέπει την παραμόρφωση, παρέχοντας στήριξη για τη σταθερότητα του προϊόντος.
2. Σχεδιασμός Κυκλώματος Υψηλής Πυκνότητας: Υποστηρίζει πολυεπίπεδες δομές, επιτρέποντας πολύπλοκα κυκλώματα και διατάξεις με υψηλή πυκνότητα εξαρτημάτων.
3. Έλεγχος Διαστάσεων Υψηλής Ακρίβειας: Κατάλληλη για προϊόντα που απαιτούν υψηλή ακρίβεια, όπως smartphones και ιατρικές συσκευές.

Βασικά Προβάδια:

1. Ανθεκτικότητα και Μεγάλη Διάρκεια Ζωής: Τα ακαμπτα υλικά και η δομή επιτρέπουν τη χρήση τους για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε δύσκολες συνθήκες·
2. Χαμηλό Κόστος Παραγωγής: Κατάλληλη για μαζική παραγωγή, τυποποιημένες διαδικασίες και μικρούς κύκλους παραγωγής·
3. Ευκολία Ολοκλήρωσης με Αυτοματοποιημένες Διαδικασίες: Υποστηρίζει αυτόματη συγκόλληση και συναρμολόγηση, βελτιώνοντας την παραγωγικότητα και τη συνέπεια.

Τομείς εφαρμογών ακάμπτων PCB

1. Μητρική πλακέτα υπολογιστή: Η σκληρή PCB μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυρήνας της μητρικής πλακέτας για να φέρει βασικά εξαρτήματα όπως η CPU, η μνήμη, η GPU, κ.λπ.
2. Ηλεκτρονικά καταναλωτικά είδη: Ευρέως διαδεδομένη χρήση σε καθημερινές συσκευές όπως smartphones, τηλεοράσεις, φούρνοι μικροκυμάτων, κ.λπ.
3. Ηλεκτρονικά αυτοκινήτου: Απαραίτητη στα ηλεκτρικά οχήματα και στα προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδήγησης (ADAS).
4. Εξοπλισμός επικοινωνιών: Η σκληρή PCB έχει υψηλή σταθερότητα σήματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ραδιόφωνα, κινητά τηλέφωνα, δρομολογητές (routers) και συστήματα δορυφορικών επικοινωνιών.

Πρότυπα IPC για σκληρές PCB

Η παραγωγή σκληρών πλακετών κυκλωμάτων πρέπει να εξασφαλίζει όχι μόνο τη διαθεσιμότητα, αλλά και να πληροί διεθνή πρότυπα.

Τα IPC-A-600 και IPC-6012 είναι δύο βασικά πρότυπα:

• IPC-A-600: Καθορίζει τα πρότυπα εμφάνισης και φυσικών ελαττωμάτων για κάθε στρώση της PCB.
  
• IPC-6012: Διευκρινίζει τις απαιτήσεις απόδοσης, τις προδιαγραφές υλικών και τις μεθόδους δοκιμών και χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες αεροπορίας, αυτοκινήτου και επικοινωνιών.
  

Η συμμόρφωση με τα πρότυπα IPC απαιτεί αυστηρά μέτρα ελέγχου ποιότητας, όπως δοκιμές μικροτομίας, οπτικός έλεγχος AOI, ηλεκτρικές δοκιμές βραχυκυκλώματος και ανοιχτού κυκλώματος, κ.λπ. Μόνο έτσι μπορεί να εξασφαλιστεί η μακροχρόνια αξιοπιστία των σκληρών PCB.

Γιατί να επιλέξετε την LHD για την παραγωγή σκληρών PCB;

Η LHD TECH χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνολογίες παραγωγής και ελέγχου ποιότητας για να παρέχει μονόστρωμμα, διπλόστρωμμα και πολυστρωμματικά σκληρά PCB από υλικά FR4, υψηλής Tg και μεταλλικής βάσης. Κάθε PCB συμμορφώνεται με τα πρότυπα IPC-A-600 και IPC-6012 και χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς, όπως ηλεκτρονικά καταναλωτικά προϊόντα, αεροπορία και διαστήμα, βιομηχανικός αυτοματισμός, κ.λπ. Αν αναζητάτε έναν αξιόπιστο προμηθευτή σκληρών PCB, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας τώρα!

Περίληψη

Τα ριγίδικα κυκλώματα έχουν καλύψει κάθε πτυχή της καθημερινής ζωής, από οικιακές συσκευές μέχρι υψηλού επιπέδου βιομηχανικά συστήματα. Έχουν βρει ευρεία εφαρμογή χάρη στα πλεονεκτήματά τους, όπως η υψηλή αντοχή, ο ακριβής σχεδιασμός, η καλή σταθερότητα κ.ά. Με τη συνεχή ανάπτυξη της ηλεκτρονικής βιομηχανίας, τα ριγίδικα PCB θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο.