Grunnleggende om PCB

Hva er PCB?

PCB er et kobberlaminert og ikke-ledende kretskort der alle elektriske og elektroniske komponenter er koblet sammen i et felles kort med fysisk støtte for alle komponenter med base av kort. Når PCB ikke er utviklet, er alle komponentene på den tiden koblet til en ledning som øker kompleksiteten og reduserer påliteligheten til kretsen, på denne måten kan vi ikke lage en veldig stor krets som hovedkort. På PCB er alle komponentene koblet til uten ledninger, alle komponentene er koblet internt, slik at det vil redusere kompleksiteten til den generelle kretsdesignen. PCB brukes til å gi strøm og tilkobling mellom komponentene, slik at den fungerer slik den ble designet. PCB kan tilpasses for alle spesifikasjoner i henhold til brukerens krav. Det finnes i mange elektroniske enheter som; TV, mobil, digitalkamera, datamaskiner deler som; Grafikkort, hovedkort, etc. Det brukes også i mange felt som; medisinsk utstyr, industrimaskiner, bilindustri, belysning osv.

Typer PCB:

Det er flere typer kretskort tilgjengelig for kretsen. Av disse typene PCB, må vi velge riktig type PCB i henhold til applikasjonen vår.

1. Enkeltlags PCB
2. Dobbeltlags PCB
3. Flerlags PCB
4. Fleksibel PCB
5. Kretskort av aluminium
6. Flex-stiv PCB

1) Enkeltlags PCB:

Et enkeltlags PCB er også kjent som ensidig PCB. Denne typen kretskort er enkle og mest brukte kretskort fordi disse kretskortene er enkle å designe og produsere. Den ene siden av denne kretskortet er belagt med et lag av ledende materiale. Generelt brukes kobber som ledende materiale for PCB, fordi kobber har veldig god ledende karakteristikk. Et lag med loddemaske brukes til å beskytte PCB mot oksidasjon etterfulgt av silke for å markere alle komponentene på PCB. I denne typen kretskort brukes bare den ene siden av kretskortet til å koble til forskjellige typer elektriske eller elektroniske komponenter som motstand, kondensator, induktor, etc. Disse komponentene er loddet. Disse PCB-ene brukes i lavpris- og masseproduksjonsapplikasjoner som kalkulatorer, radio, skrivere og solid state-stasjoner.

2) Dobbeltlags PCB:

Dobbeltlags PCB er også kjent som dobbeltsidig PCB. Som navnet antyder, påføres denne typen PCB et tynt lag med ledende materiale, som kobber, på både topp- og undersiden av brettet. I PCB, på forskjellige lag av bord, består via, som har to elektroder i tilsvarende posisjon på forskjellige lag. Disse er elektrisk forbundet med et hull gjennom brettet, som er vist i figur 2b. Mer fleksibel, relativt lavere kostnad, og den viktigste fordelen med denne typen kretskort er den reduserte størrelsen som gjør kretsen kompakt. Denne typen kretskort brukes mest i industrielle kontroller, omformere, UPS-system, HVAC-applikasjon, telefon, forsterker og strømovervåkningssystemer.

3) Flerlags PCB:

Multilayer PCB har mer enn to lag. Det betyr at denne typen PCB har minst tre ledende lag av kobber. For å sikre brettet limes limet mellom isolasjonslaget, noe som sikrer at overflødig varme ikke skader noen komponenter i kretsen. Denne typen PCB-design er veldig kompleks og brukes i veldig komplisert og stor elektrisk oppgave i svært lite plass og kompakt krets. Denne typen kretskort brukes i store applikasjoner som GPS-teknologi, satellittanlegg, medisinsk utstyr, filserver og datalagring.

4) Fleksibel PCB:

Fleksibel PCB er også kjent som Flex-krets. Denne typen PCB brukte fleksibelt plastmateriale som polymid, PEEK (Polyether ether keton) eller gjennomsiktig ledende polyesterfilm. Kretskortet er vanligvis plassert i brettet eller vridd. Dette er veldig kompleks type PCB, og den inneholder også forskjellige utvalg av lag som ensidig flexkrets, dobbeltsidig flexkrets og flersidig flexkrets. Flex-krets brukes i organisk lysdiode, LCD-fabrikasjon, flex-solcelle, bilindustri, mobiltelefoner, kameraer og komplekse elektroniske enheter som bærbare datamaskiner.

5) Stiv PCB:

Stive PCB er laget av solid materiale som ikke tillater at PCB vrir seg. Samme som flex PCB, har Rigid PCB også forskjellige lagkonfigurasjoner som enkeltlag, dobbeltlag og flerlags stiv PCB. Formen på denne kretskortet endres ikke etter installasjonen. Denne kretskortet kan ikke bøyes i henhold til formen på basen, det er derfor dette kretskortet er kjent som RIGID PCB. Levetiden for denne typen PCB er veldig høy, så dette brukes i mange deler av datamaskiner som RAM, GPU og CPU. Enkelt i design og mest brukte og mest produserende PCB er ensidig stiv PCB. Flerlags stiv PCB kan kompakteres ved å inneholde 9-10 lag.

6) Fleksidiv PCB:

Kombinasjon av fleksibel krets og stiv krets er det viktigste kortet. Flex-stive kort består av flere lag med fleksibelt PCB festet til et antall stivt PCB-lag. Flex-stivt brett er som vist på figuren. Den brukes i mobiltelefoner, digitale kameraer og biler etc.

Typer PCB i henhold til monteringssystem

1. Gjennomgående hullkort
2. Overflatemontert PCB

1) PCB gjennomgående hull:

I denne typen kretskort må vi lage hull ved bruk av bor på kretskort. I disse hullene er ledninger av komponenter montert og loddet på elektroder som ligger på motsatt side av PCB. Denne teknologien er mest nyttig fordi den gir mer mekanisk støtte til elektriske komponenter og veldig pålitelig teknologi for montering av komponenter, men boring i PCB gjør det dyrere. I enkeltlags PCB er denne monteringsteknologien enkel å implementere, men i tilfelle dobbeltlag og flerlags PCB er det vanskeligere å lage hull.

2) Overflatemontert PCB:

I denne typen kretskort er komponentene små i størrelse fordi disse komponentene har veldig liten ledning eller ingen ledninger er nødvendige for montering på brettet. Her, i denne teknologien, er SMD-komponenter montert direkte på overflaten av kortet og trenger ikke å lage hull om bord.

Ulike deler av PCB:

Pad: Pad er ikke noe annet enn et stykke kobber som det er montert bly på komponenter og som loddet på. Pad gir komponentene mekanisk støtte.

Spor: På PCB er ikke komponenter koblet til ved hjelp av ledninger. Alle komponentene er koblet til et ledende materiale som kobber. Denne kobberdelen av PCB som brukes til å koble til alle komponenter som er kjent som spor. Spor ser ut som under figuren.

Lag: I henhold til applikasjon, kostnad og tilgjengelig plass på kretsen, kan brukeren velge laget av PCB. Enkelt i konstruksjon, lett å designe og mest nyttig i rutinelivet er enkeltlags PCB. Men for veldig store og komplekse kretsløp er dobbeltlags PCB eller flerlags PCB mest foretrukket sammenlignet med enkeltlags PCB. Nå om dagen, i flerlags PCB, kan 10-12 lag kobles til, og det viktigste er å kommunisere mellom komponentene i forskjellige lag.

Silkelag: Silkelag brukes til utskrift av linje, tekst eller annen kunst på overflaten av PCB. Vanligvis brukes epoxyblekk til silketrykk. Silkelag kan brukes i topp- og / eller bunnlag av PCB i henhold til brukerbehov som er kjent som silketrykk TOPP og silketrykk BOTTOM.

Topp- og bunnlag: I topplag av PCB er alle komponentene montert i dette laget av PCB. Generelt er dette laget grønt. I bunnlag av PCB loddes alle komponentene gjennom hullet, og bly av komponenter er kjent som bunnlag av PCB. En gang i topp- og / eller bunnlag er PCB belagt med grønt fargelag, som er kjent som loddemaske.

Loddemaske: Det er ett ekstra lag på toppen av kobberlaget som kalles Loddemaske. Dette laget har generelt grønn farge, men det kan ha hvilken som helst farge. Dette isolerende laget brukes til å forhindre utilsiktet kontakt av elektroder med annet ledende materiale på PCB.

PCB-materialer:

Hovedelementet er dielektrisk substrat som er stivt eller fleksibelt. Dette dielektriske substratet brukes med ledende materiale som kobber. Som dielektrisk materiale brukes glassepoksylaminatene eller komposittmaterialene.

1) FR4:

FR er stand for FIRE RETARDENT. For all type PCB-produksjon er det vanligste glasslaminerte materialet FR4. Basert på vevde glassepoksyforbindelser, er FR4 et komposittmateriale som er mest nyttig fordi det gir veldig god mekanisk styrke.

FR4	Glass overgangstemperatur
Standard	130	Mest vanlig og mye brukt Billigste
Med høyere glassovergangstemperatur.	170-180	Kompatibel med blyfri reflow-teknologi
Halogenfri	-	Kompatibel med blyfri reflow-teknologi

2) FR-1 og FR-2:

Dette materialet er laget av papir og fenolforbindelser, og dette materialet brukes kun til enkeltlags PCB. Både FR1 og FR2 har lignende karakteristikk, den eneste forskjellen er glassovergangstemperatur. FR1 har høyere glassovergangstemperatur sammenlignet med FR2. Disse materialene er også delt inn i standard, halogenfri og ikke-hydrofob.

3) CEM-1:

Dette materialet er laget av papir og to lag med vevde glassepoksy- og fenolforbindelser, og dette materialet brukes kun til ensidig PCB. CEM-1 kan brukes i stedet for FR4, men prisen på CEM1 er høyere enn FR4.

4) CEM-3:

dette materialet er hvitfarget, glassepoksyforbindelse som mest brukes i dobbeltlags PCB. CEM-3 har lavere mekanisk styrke sammenlignet med FR4, men det er billigere enn FR4. Så dette er et godt alternativ til FR4.

5) Polyimid:

Dette materialet brukes i fleksibelt PCB. Dette materialet er laget av beholdt, rogers, dupont. Dette materialet har gode elektriske egenskaper, felisitet, stort temperaturområde og høy kjemisk motstand. Arbeidstemperaturen til dette materialet er -200 ͦC til 300 ͦC.

6) Prepreg:

Prepreg betyr preimpregnert. Det er en glassfiber impregnert med harpiks. Disse harpikser er fortørket, slik at når den varmes opp, flyter den, kleber seg og blir helt nedsenket. Prepreg har klebende lag som gir styrke som FR4. Det er mange versjoner av dette materialet i henhold til harpiksinnhold, SR-standard harpiks, MR-medium harpiks og HR-høy harpiks. Dette velges i henhold til ønsket tykkelse, lagstruktur og impedans. Dette materialet er også tilgjengelig i høy glassovergangstemperatur og halogenfritt.

PCB-designprogramvare:

Nedenfor er noen av de mest populære programvarene for PCB-design. Du kan vite mer om disse PCB-designprogramvarene her.

Ørn:

EAGLE er en mest populær og enkleste måte å designe PCB på. EAGLE står for Easily Applicable Graphical Layout Editor som tidligere er utviklet av CadSoft Computer og for tiden er Autodesk utvikler av denne programvaren. For å utforme kretsskjema har EAGLE en skjematisk redaktør. EAGLE-filtypen er.SCH og forskjellige deler og komponenter er definert i.LBR-utvidelsen. Board filtypen er.BRD.

Multisim:

Multisim er også veldig kraftig og enkel læringsprogramvare. Som opprinnelig ble utviklet av Electronics Workbench, og nå er det en divisjon av National Instruments (NI). Den inkluderer mikrokontrollersimulering (MultiMCU) og integrerte importeksportfunksjoner til PCB-layoutprogramvaren. Denne programvaren er mye brukt i akademisk og også i industrien for kretsutdanning.

EasyEDA:

EasyEDA er en programvare som brukes til å designe og simulere kretser. Denne programvaren er et integrert verktøy for skjematisk fangst, SPICE-kretssimulering, basert på Ngspice og PCB-layout. Den viktigste fordelen med denne programvaren er at den er nettbasert programvare og brukes i nettleservinduet. Så denne programvaren er uavhengig av operativsystemet.

Altium Designer:

Denne programvaren er utviklet av det australske programvareselskapet Altium Limited. Hovedfunksjonen i denne programvaren er skjematisk fangst, 3D PCB-design, FPGA-utvikling og frigjørings- / datahåndtering. Dette er den første programvaren som tilbyr 3D-visualisering og klareringskontroll av PCB direkte fra PCB-editor.

KiCad: Denne programvaren er utviklet av jean-pierre charras. Denne programvaren har verktøy som kan lage BoM (Bill of Material), illustrasjoner og 3D-visning av PCB, så vel som alle komponenter som brukes i kretsen. Mange komponenter er tilgjengelige i biblioteket til denne programvaren, og det er en funksjon som brukeren kan legge til sine tilpassede komponenter. Denne programvaren støtter mange menneskelige språk.

CircuitMaker: Denne programvaren er også utviklet av Altium. Skjematisk redaktør av denne programvaren inkluderer grunnleggende komponentplassering, og denne programvaren brukes til å designe avanserte flerkanals- og hierarkiske skjemaer. Alt skjema lastes opp til serveren, og disse filene er tilgjengelige for alle, forutsatt at du trenger en CircuitMaker-konto.