Tvrda PCB

Što je kruti tiskani ploča (PCB)?

Krutim tiskanim pločama (PCB) proizvedenim od čvrstog, nepokretnog materijala osigurava se trajni, fiksni oblik, koji nudi stabilnu podlogu za sklopovlje uređaja, električne veze i fizičku podršku. U usporedbi s fleksibilnim pločama koje se mogu savijati i deformirati, krute PCB ploče nude mehaničku čvrstoću i strukturnu cjelovitost, što ih čini prikladnima za uređaje koji zahtijevaju stabilnu strukturnu podršku.

Većina krutih PCB ploča izrađena je od stakloplastike (FR4) ili drugih krutih laminiranih materijala i ojačana epoksidnom smolom. Kemijskom i toplinskom obradom, ovi materijali postaju otporniji na toplinu, kemijsku koroziju i mehanički stres. Stakloplastika je jezgra većine krutih PCB ploča. Osim toga, dodaju se i elektroničke komponente poput kondenzatora, čipa, otpornika itd., koje se lede kako bi se osigurala pravilna strujna povezanost.

Specifikacija krutih PCB ploča u LHD TECH-u

Struktura krute ploče

Pouzdanost krute ploče ovisi o sinergiji između svake slojevite strukture i sklopne cijeline. Uglavnom uključuje sljedeće slojeve:

1. Sloj osnovnog materijala

Najvažniji dio tvrda PCB pločaste strukture je sloj supstrata, koji pruža bazu za ploču kako bi osigurala čvrstoću i krutost. Supstrat je obično napravljen od staklenim vlaknima ojačane epoksidne smole (FR4) i predstavlja „kostur“ cijele ploče s krugovima.

2. Sloj bakra

Bakreni sloj povezuje svaki dio i omogućuje prijenos signala i energije između komponenata na ploči. Način izrade je da se na pripremljeni supstrat poput FR4 lamine sloj bakrenog folija.

3. Zaštitni sloj za lemljenje

Zeljena površina koja se najčešće vidi je zaštitni sloj za lemljenje, koji ne služi samo estetskom svrsi, već ima glavnu ulogu da štiti bakrene vodove i spriječava kratke spojeve tijekom procesa lemljenja.

4. Silikatni sloj

Sloj svilenog ekrana koristi se za ispis informacija na PCB ploči kako bi korisnici mogli razumjeti informacije o ploči. Sadržaj uključuje oznake komponenata, logotipe i referentne simbole, što olakšava proizvodnju, sklapanje i kasnju održavu.

Vrste krutih PCB ploča

Postoji mnogo vrsta krutih PCB ploča, prikladnih za različite primjene:

1. Jednostrana kruta PCB ploča

Jednostrana kruta PCB ploča je najosnovniji tip, ima sloj bakra na jednoj strani podloge. Niska je cijene, jednostavna za proizvodnju i prikladna za primjene niske gustoće poput LED svjetala, kalkulatora itd.

2. Dvostrana kruta PCB ploča

Dvostrana kruta PCB ploča ima bakrene slojeve na obje strane, što omogućuje podršku složenijim dizajnima krugova i može se široko koristiti u kontrolnim sustavima, pojačalima i industrijskoj opremi.

3. Višeslojna kruta PCB ploča

Multislojne krute pločice imaju tri ili više slojeva bakra odvojenih izolacijskim materijalima. Najčešće se koriste u primjenama visoke gustoće poput pametnih telefona i medicinskih uređaja.

4. Krute pločice s debelim bakrom

U usporedbi s uobičajenim pločicama, pločice s debelim bakrom mogu izdržati veću struju, mehanički napon i toplinsko opterećenje, pa su prikladne za električne uređaje i primjene visoke snage.

5. Krute pločice s visokim Tg-om

Tg znači temperaturu staklenog prijelaza. Krute pločice s visokim Tg-om mogu izdržati visoke temperature (＞170°C) i prikladne su za automobilsku i zrakoplovnu industriju.

6. Krute pločice za visoke frekvencije

Krute pločice za visoke frekvencije prvenstveno su prikladne za prijenos signala visoke frekvencije i često su izrađene od materijala s niskim gubicima poput PTFE-a (Teflona) kako bi se osigurala integritet signala.

7. Krute pločice na metalnoj bazi

Na bazi aluminija ili bakra, imaju bolje sposobnosti upravljanja toplinom i široko se koriste u LED rasvjeti, energetskim sustavima i elektronici visoke snage u automobilima.

Proces proizvodnje krutih PCB ploča

Ograničenje slojeva

Uobičajeno možemo proizvesti samo jednoslojne i dvostruke aluminijske podloge. Zbog ograničenja proizvodnog procesa, višeslojne aluminijske podloge je teško proizvesti, pa ne mogu zadovoljiti potrebe složenih višeslojnih dizajna.

Loša fleksibilnost

Metalni aluminijevi materijali imaju visoku krutost i nisku mekoću, a nisu tako fleksibilni kao podloge od poliimidne smole ili poliester smole. Stoga nisu prikladni za primjene koje zahtijevaju ponovljeno savijanje.

Nepodudarnost koeficijenata toplinskog širenja

Koeficijent toplinskog širenja aluminijskih podloga relativno je visok, što se razlikuje od nekih komponenti i materijala za lemljenje. Nepodudarnost koeficijenata toplinskog širenja dvaju materijala može lako dovesti do oštećenja lemnih spojeva ili odvajanja slojeva, što utječe na ukupnu pouzdanost.

Aluminijske podloge zahtijevaju dodatne procesne zahtjeve

U usporedbi s običnim podlogama, metalna svojstva aluminijskih podloga zahtijevaju više vremena za razmatranje tijekom proizvodnje i montaže, što povećava složenost procesa i troškove.

Visoki troškovi

Iako aluminijske podloge imaju značajne prednosti u upravljanju toplinom, u usporedbi s tradicionalnim FR4 materijalima, PCB ploče na bazi aluminija imaju više materijalne troškove, posebne proizvodne procese i zahtjeve za obradu površine, pa se ukupni troškovi proizvodnje povećavaju.

Značajke i prednosti krutih PCB ploča

Glavne značajke:

1. Kruta konstrukcija: Uglavnom se izrađuje od stakloplastike, čime se osigurava stabilnost ploče i sprječava deformacija, pružajući podršku za stabilnost proizvoda.
2. Visokokvalitetno projektiranje krugova: Podržava višeslojnu strukturu, omogućujući složene krugove i gusto postavljanje komponenata.
3. Kontrola dimenzija visoke preciznosti: Pogodno za proizvode koji zahtijevaju visoku preciznost, poput pametnih telefona i medicinskih uređaja.

Jedinstvene prednosti:

1. Izdržljivost i dug rok trajanja: Kruti materijali i konstrukcija omogućuju dugotrajnu uporabu u teškim uvjetima;
2. Niska cijena proizvodnje: Pogodno za masovnu proizvodnju, standardizirane procese i kratko vrijeme izrade;
3. Laka integracija automatizacije: Podržava automatizirano spajanje i montažu, poboljšavajući produktivnost i dosljednost.

Područja primjene krutih PCB ploča

1. Računalna matična ploča: Kruti PCB može se koristiti kao jezgra matične ploče za nošenje ključnih komponenti poput procesora, memorije, GPU-a itd.;
2. Potrošačka elektronika: Široko se koristi u svakodnevnim uređajima poput pametnih telefona, televizora, mikrovalnih pećnica itd.;
3. Automobilska elektronika: Nezaobilazan u električnim vozilima i naprednim sustavima za pomoć vozaču (ADAS);
4. Komunikacijska oprema: Kruti PCB ima visoku stabilnost signala i može se koristiti u radio uređajima, mobitelima, rutereima i satelitskim komunikacijskim sustavima.

IPC standardi za krute PCB ploče

Proizvodnja krutih ploča ne treba samo osigurati dostupnost, već i zadovoljiti međunarodne standarde.

IPC-A-600 i IPC-6012 dva su ključna standarda:

• IPC-A-600: specificira standarde izgleda i fizičkih nedostataka za svaki sloj PCB-a;
  
• IPC-6012: pojašnjava zahtjeve u vezi s performansama, specifikacije materijala i metode testiranja, a široko se koristi u zrakoplovnoj, automobilskoj i telekomunikacijskoj industriji.
  

Za sastanak IPC standarda potrebne su stroga mjerenja kontrole kvalitete poput testiranja mikropresjeka, AOI optičkog pregleda, električnog testiranja kratkog spoja i prekida kruga itd. Na taj se način može jamčiti dugotrajna pouzdanost krutih PCB ploča.

Zašto odabrati LHD za proizvodnju krutih PCB ploča?

LHD TECH koristi napredne tehnologije proizvodnje i kontrole kvalitete za izradu jednoslojnih, dvostranih i višeslojnih krutih PCB ploča od FR4, visokotemperaturnih i metalnih materijala. Svaka PCB ploča usklađena je s IPC-A-600 i IPC-6012 standardima i koristi se u raznim industrijama poput potrošačke elektronike, zrakoplovstva, industrijske automatike itd. Ako tražite pouzdanog dobavljača krutih PCB ploča, kontaktirajte nas odmah!

Zaključak

Kruti tiskani pločice pokrivaju sve aspekte ljudskog života, od kućanskih aparata do visokorazvijenih industrijskih sustava. Osvojile su široku primjenu zahvaljujući svojim prednostima poput visoke čvrstoće, točnih dimenzija, dobre stabilnosti itd. S kontinuiranim razvojem elektroničke industrije, krute pločice će i dalje ostati u svojoj ulozi.