EN
Қазіргі электрондық схемалардың негізгі компоненттерін түсіну
Басылып шығарылған схемалық платалар (PCB) қазіргі заманғы электрониканың негізі болып табылады және әртүрлі электрондық компоненттерді байланыстырып, қолдау көрсететін платформа ретінде қызмет етеді. Осы күрделі платалар әрқайсысы сенімді электрондық құрылғылардың жұмысын қамтамасыз ету мақсатында белгілі бір қызмет атқаратын бірнеше материалдар мен қабаттардан жасалады. Смартфондардан бастап өнеркәсіптік жабдықтарға дейін, PCB материалдары электрондық құрылғылардың өнімділігін, ұзақтылығын және сенімділігін анықтауда маңызды рөл атқарады.
ПП тұлғасы оның пайда болуынан бері әлдеқайда дамып, қазіргі заманғы электрониканың артта қалмауы үшін өндірушілер жетілдірілген материалдар мен күрделі өндірістік процестерді қолданады. Осы материалдарды және олардың қасиеттерін түсіну инженерлер, өндірушілер және электрондық өнімдерді әзірлеуге қатысушылар үшін маңызды.
Негізгі материалдар және негіз құрамы
Негізгі материалды таңдау және қасиеттері
Кез-келген ПП негізі — FR-4 деп аталатын, шыны талшықты эпоксидті ламиналау материалынан тұратын негізгі материалмен басталады. Бұл қоспа материал иілген шыны мата мен эпоксидті смола байланыстырғыштан тұрады және мықты, ыстыққа төзімді, электротоқты оқшаулайтын негіз құрады. FR-4 электрлік, механикалық және жылулық қасиеттердің үйлесімділігіне байланысты өнеркәсіптің стандартына айналды.
FR-2 (фенолдік мақта қағаз), алюминий, керамика және полиимид сияқты басқа негізгі материалдар да қолданылады. Әрбір материал белгілі қолданыстарға сәйкес келетін өзіндік сипаттамаларға ие. Мысалы, полиимид тақталар жоғары температуралы орталарда жақсы жұмыс істейді, ал керамикалық негіздер қуат электроникасы үшін жоғары деңгейдегі жылу басқаруын қамтамасыз етеді.
Мыс фольга және өткізгіш қабаттар
Мыс фольга әдетте квадрат футына унциямен өлшенетін әртүрлі салмақта болатын ППБ-да негізгі өткізгіш материал ретінде қызмет етеді. Стандартты қалыңдығы 1 унциялық мыс болып табылады, бірақ үлкен токтарға арналған қолданыстарда одан ауырлау салмақтар қолданылады. Мыс қабаты өндіру кезінде жылу мен қысымның әсері арқылы негізге бекітіледі.
Мыс фольганың сапасы мен қалыңдығы тақтаның электрлік сипаттамаларына үлкен әсер етеді. Өндірушілер мыс спецификацияларын таңдағанда токты тасымалдау қабілеті, импеданс бақылауы және сигнал бүтіндігі сияқты факторларды мұқият қарастыруы керек.
Арнайы қабаттар және олардың қызметтері
Қорғасын маскасы және бетін қорғау
Қорғасын маскасы — мыс іздеріне жұқа полимерлі қаптама ретінде пайдаланылатын, компоненттерді жинау кезінде тот басудан қорғайтын және қорғасын көпірлерінің пайда болуын болдырмаушы қабат. Бұл қабат ПП-ларға сипатты жасыл түс береді, алайда белгілі бір қолданыстар немесе брендтеу мақсаттары үшін басқа түстер де қолданылуы мүмкін.
Заманауи қорғасын маскалары қоршаған орта факторларына қарсы жақсырақ қорғаныс, жақсырақ желімделу және қорғасынсыз қосылу процестерімен үйлесімділік қамтамасыз ететін жетілдірілген материалдарды қамтиды. Қорғасын маскасының сапасы тақтаның ұзақ мерзімді сенімділігі мен өндіріс шығымына айтарлықтай әсер етеді.
Силкография және компонент белгілеулері
Әдетте ақ түсті болатын шелкографиялық қабат компоненттің белгілері, полярлық көрсеткіштер мен өндірушінің белгілеулері сияқты маңызды ақпаратты қамтамасыз етеді. Бұл қабат лак қабатына жақсы жабысады және тақтаның барлық жұмыс істеу мерзімі бойы оқылатын күйде қалады.
Қазіргі уақыттағы шелкографиялық технологиялар барлау ауданы үнемі кішірейіп отырған тақталарда одан әрі нақтылау белгілеулерді орындауға мүмкіндік береді. Бұл жаңарту электрондық құрылғыларды кішірейтуге бағытталған құбылысты қолдай отырып, жинау дәлдігін сақтайды.
Қазіргі заманғы өндірістің ескерілуі тиіс мәселелері
Көп кішігі тұрғыдаушы технологиялар
Қазіргі уақыттағы PCB-лер жиі күрделі дизайндарда 20 немесе одан да көп қабаттарды қамтиды. Бұл қабаттар эпоксидті шайырға толтырылған шыны талшықтан тұратын алдын ала күйдірілген материал (prepreg) көмегімен біріктіріледі. Қабаттарды біріктіру процесі дұрыс байланысты және қабаттардың бөлінуін болдырмау үшін температураны, қысымды және уақытты дәл реттеуді талап етеді.
Көп қабатты PCB-да қуат, жергілікті және сигнал қабаттарының орналасуы электрлік өнімділікті оптималдандыру мен өндірістің қол жетімділігін сақтау мақсатында мұқият жоспарлауды талап етеді. Инженерлер қабаттардың стек құрылымын жобалаған кезде импедансты басқару, өзара әсерлерді азайту және жылумен басқару сияқты факторларды ескеруі тиіс.
Бетті өңдеудің параметрлері
Беттік қаптамалар ашық мыс падтарын қорғайды және компоненттерді дәнекерлеуге ыңғайлы орта жасайды. Жиі қолданылатын нұсқаларға HASL (ыстық ауа арқылы дәнекер деңгейлеу), ENIG (химиялық никель иммерсиялық алтын), OSP (органикалық дәнекерлену қорғауышы) және иммерсиялық қалайы немесе күміс жатады. Әрбір қаптама сақтау мерзімі, дәнекерлену қабілеті және құны тұрғысынан өзіндік айқын артықшылықтарын ұсынады.
Беттік қаптаманы таңдау өндірістік процесті және жинақталған тақтаның ұзақ мерзімді сенімділігін әрі қарай әсер етеді. Ескерілетін факторларға компоненттермен сәйкестік, экологиялық нормативтер және нақты қолдану талаптары жатады.
Жағдайлық және регулациялық тиімділік
Материалдарға Сәйкестік Стандарттары
ПП материалдары RoHS (Қауіпті заттарды шектеу) және REACH (Химиялық заттарды тіркеу, бағалау, рұқсат ету және шектеу) сияқты әртүрлі экологиялық нормаларға сәйкес келуі тиіс. Бұл стандарттар әсіресе қорғасыз талаптар мен жанбайтын құрамдарға байланысты материалдарды таңдау мен өндіру процестеріне әсер етеді.
Өндірушілер материалдардың сәйкестігі туралы жан-жақты құжаттаманы сақтауы және дамып отыратын экологиялық стандарттарға сай болу үшін өздерінің процестерін регулярлы түрде жаңартуы тиіс. Экологиялық жауапкершілікке берілген бұл ұмтылыс ПП материалдары мен өңдеу әдістеріндегі инновацияны ынталандырды.
Тұрақтылық және қайта өңдеу
Электроника өнеркәсібі орындалу стандарттарын сақтай отырып, қоршаған ортаға әсерін азайту мақсатында жаңа биоыдырайтын негіздер мен қайта өңделетін композиттерді зерттеу арқылы экологиялық таза ПП материалдары мен қайта өңдеу процестерін құру сияқты тұрақты практикаларға барынша назар аудара бастады.
Қазір өмірлік циклдың соңындағы мәселелер материал таңдау мен конструкция шешімдерінде маңызды рөл атқарады. Өндірушілер электрондық қалдықтармен байланысты қоршаған ортаға зиянды әсерлерді азайта отырып, ППБ-дан құнды материалдарды қайта өңдеу процестерін дамытуда.
Жиі қойылатын сұрақтар
ППБ негізгі материалды таңдаудың негізгі факторы неден тұрады?
ППБ негізгі материалды таңдау жұмыс температурасының талаптарына, механикалық кернеуге төзімділікке, электрлік қасиеттерге және құнына байланысты. FR-4 жалпы қолданбалар үшін ең кең тараған таңдау болып табылады, ал жоғары өнімділікті немесе қатаң орта үшін полиимид немесе керамика сияқты арнайы материалдар таңдалады.
Әр түрлі мыс салмақтары ППБ өнімділігіне қалай әсер етеді?
Мыс салмағы ток өткізу қабілетін, жылу шашыратуды және импеданстық сипаттамаларды әсер етеді. Жоғары токты қолдану жағдайында немесе жылуды жақсы тарату қажет болған кезде әдетте ауыр мыс салмағы (2 унция немесе одан да көп) қолданылады, ал жеңіл салмақтар (0,5 немесе 1 унция) сигнал деңгейлері мен жалпы мақсаттағы қолданбалар үшін стандарт болып табылады.
Құрастыру кезінде қорғасын маскасының PCB-ті қорғауда қандай рөлі бар?
Қорғасын маскасы бірнеше қызмет атқарады: ол мыс іздерінің тоттануын болдырмау, өткізгіштер арасында электрлік изоляциялау, құрастыру кезінде қорғасын көпірлерінің пайда болуын алдын алу және платаны ылғал мен шаң сияқты сыртқы орта факторларынан қорғау. Қорғасын маскасының сапасы мен түрі платаның сенімділігі мен өндірістік шығымына үлкен әсер етеді.