Z čeho jsou vyrobeny desky plošných spojů (PCB)?

Desky plošných spojů (PCB) se vyrábějí z několika hlavních materiálů. Patří mezi ně měď, pryskyřice, sklo a sklolaminát. Hlavními součástmi jsou substrát, měděná vrstva, pájecí maska, sítotisk a povrchová úprava. Tyto materiály se vybírají pro svou pevnost a flexibilitu. Pomáhají také s tím, jak dobře se elektřina šíří. Společnost Benlida vyrábí desky plošných spojů s různým počtem vrstev pro mnoho použití:

• Dvouvrstvá deska plošných spojů je určena pro jednoduchou elektroniku.

• Čtyřvrstvá deska plošných spojů je určena pro pokročilejší zařízení.

• Šestivrstvá deska plošných spojů je určena pro složitá komerční zařízení.

• 8 a více vrstev je určeno pro high-tech systémy.

Každá vrstva a materiál pomáhá desce plošných spojů dobře fungovat na mnoha místech.

Klíčové poznatky

• Desky plošných spojů používají materiály jako měď, pryskyřici, sklo a sklolaminát. Každý z těchto materiálů pomáhá desku zpevnit. Tyto materiály také pomáhají desce dobře fungovat s elektřinou.

• Existují různé typy substrátů , jako je FR-4 a polyimid. Lidé si vybírají substrát na základě toho, co zařízení potřebuje. FR-4 se používá nejčastěji, protože je levnější a dobře funguje.

• Měděná vrstva vytváří na desce plošných spojů cesty pro elektřinu. Pokud je měděná vrstva silnější, funguje lépe. Silnější měď umožňuje větší průtok proudu a snižuje odpor.

• Pájecí maska ​​zakrývá měděné vodiče, aby se zabránilo poškození. Také zabraňuje zkratům. Pájecí maska ​​chrání desku před rzí a prachem.

• Výběr správné povrchové úpravy a lepidel je velmi důležitý. Tyto volby pomáhají desce plošných spojů vydržet déle a lépe fungovat. Také pomáhají desce fungovat na různých místech.

Hlavní materiály v deskách plošných spojů

Desky plošných spojů potřebují pro správné fungování několik hlavních materiálů . Každý materiál má specifickou roli ve struktuře a výkonu desek plošných spojů. Společnost Benlida používá pokročilé metody výběru a použití těchto materiálů. To pomáhá zajistit vysokou kvalitu a spolehlivost desek.

Typy substrátů

Substrát je základem desek plošných spojů. Dodává desce tvar a pevnost. Výrobci volí různé materiály substrátů desek plošných spojů pro různá zařízení. Zde jsou některé běžné materiály substrátů desek plošných spojů a jejich hlavní vlastnosti:

• FR-4 (epoxidové skleněné vlákno zpomalující hoření) : Má dobrou pevnost, izolaci a odolnost proti plameni. Je levné a stabilní.

• CEM-1 / CEM-3 (kompozitní epoxidové materiály): Používá se v levných deskách plošných spojů. CEM-1 je vyroben z papíru. CEM-3 používá sklolaminát, ale snáze se láme.

• Polyimid: Dobře snáší teplo a snadno se ohýbá. Funguje na flexibilních deskách plošných spojů a v horkých místech.

• PTFE (teflon): Ztrácí málo energie, vhodný pro použití v rádiových a mikrovlnných zařízeních. Je obtížnější na výrobu a stojí více.

• Keramické substráty (oxid hlinitý, nitrid hlinitý): Dobře vedou teplo a izolují elektřinu. Používají se ve vysoce výkonných zařízeních.

• Kovové jádro (hliník nebo měď): Pomáhá odvádět teplo, vhodné pro použití v horkých podmínkách, jako jsou LED světla.

• Vysoce výkonné materiály (Rogers, Isola, Taconic): Vyrobeno pro rychlé a vysokofrekvenční obvody.

Volba substrátu ovlivňuje signály, teplo a životnost desek plošných spojů. Tenké substráty odlehčují součástky. Silné substráty zvyšují pevnost desek v náročných podmínkách. FR-4 je nejoblíbenější pro elektroniku, protože je levný a dobře se osvědčuje.

Měděná vrstva

Měděná vrstva tvoří elektrické cesty na deskách plošných spojů. Tyto cesty přenášejí signály a energii mezi součástkami. Měď v materiálech desek plošných spojů je velmi čistá, asi 99,7 %. Existují dva hlavní druhy:

• Elektrolytická houževnatá měď (ETP) : Čistota přes 99 %, dobře vede a snadno se ohýbá.

• Válcovaná žíhaná měď (RA): Měkčí a lépe se ohýbá, používá se v flexibilních deskách plošných spojů.

Výrobci mění tloušťku měděné vrstvy pro každý obvod. Normální tloušťka mědi je od 0,25 oz (0,3 mil) do 5 oz (7 mil). Nejběžnější je 1 oz (1 oz). Silné měděné vrstvy snižují odpor a vedou větší proud. Také pomáhají s tepelným odporem a zesilují desku. Díky tomu deska plošných spojů funguje lépe, zejména u výkonných nebo rychlých zařízení. Společnost Benlida pečlivě kontroluje tloušťku mědi, aby splňovala přísné normy.

Pájecí maska

Pájecí maska ​​zakrývá měděné vodiče na deskách plošných spojů. Chrání desku. Hlavními materiály pájecí masky jsou pryskyřice, pigment, rozpouštědlo a přísady. Níže uvedená tabulka ukazuje běžné typy a jejich vlastnosti:

Epoxidová pryskyřice je nejpoužívanější. Dobře odolává chemikáliím a teplu. Polyimidové pryskyřice jsou nejlepší pro použití v horkých podmínkách, jako jsou desky plošných spojů v leteckém nebo vojenském průmyslu. Akrylové pryskyřice jsou levnější, ale nevydrží tak dlouho.

Pájecí maska ​​zabraňuje vzájemnému dotyku měděných vodičů. Zabraňuje zkratům a nežádoucímu spojení. Chrání také desku před rzí, vlhkostí a prachem. Tato vrstva chrání desku plošných spojů a pomáhá jí správně fungovat.

Sítotisk

Sítotisková vrstva dodává na desky plošných spojů čitelné informace. Výrobci tuto vrstvu tisknou speciálními inkousty. Nejpoužívanější inkousty jsou epoxidové a akrylové. Níže uvedená tabulka je porovnává:

Sítotisková vrstva vytváří popisky, obrysy a značky polarity. Tyto značky pomáhají pracovníkům během montáže umisťovat a vyhledávat součástky. Také ukazují testovací body a varovné signály. To usnadňuje opravy a bezpečnostní kontroly. Čiré sítotiskové značky pomáhají urychlit a zlepšit montáž desek plošných spojů.

Společnost Benlida používá osvědčené metody sítotisku, aby zajistila, že každá deska plošných spojů má jasné a silné značení. Tato pečlivá práce pomáhá vyrábět desky rychle a udržuje je v dobrém stavu.

Poznámka: Sklolaminát, měď, pájecí maska ​​a sítotisk dohromady vytvářejí pevnou a užitečnou desku plošných spojů. Každý materiál pomáhá splňovat elektrické a mechanické požadavky desky.

Vrstvy desek plošných spojů

Struktura vrstev

Deska plošných spojů má mnoho vrstev. Každá vrstva dělá něco důležitého. Pořadí vrstev mění způsob pohybu signálů. Také mění způsob pohybu tepla. Většina vícevrstvých desek plošných spojů používá vrstvení takto:

Společnost Benlida používá speciální metody pro vytváření těchto vrstev. Řídí tloušťku každé vrstvy. Také řídí, kam která vrstva směřuje. Díky tomu jsou signály čisté. Pomáhá to také předcházet problémům, jako je přeslech a elektromagnetické rušení.

Funkce materiálu

Každá vrstva v deskách plošných spojů používá jiný materiál. Každý materiál má svou funkci. Měděné vrstvy přenášejí elektřinu a spojují součástky. Jádro desky činí pevnou. Také drží vrstvy od sebe. Prepreg a laminát spojují měděné vrstvy k sobě. Také je izolují. Pájecí maska ​​chrání měď před rzí. Také zabraňuje šíření pájky. Sítotisk umisťuje na desku štítky. Tyto štítky pomáhají pracovníkům umisťovat a kontrolovat součástky.

Dielektrické materiály zabraňují míchání signálů. Pomáhají také řídit rychlost pohybu signálů. Pájecí maska ​​a sítotisk jsou na vnější straně. Chrání desku. Také usnadňují její použití.

Společnost Benlida pečlivě kontroluje každý krok. Jejich pokročilé metody zajišťují, že každá deska plošných spojů funguje dobře. Jejich desky vydrží dlouho. Tato pečlivá práce pomáhá jejich deskám plošných spojů vyhovovat mnoha účelům.

Povrchové úpravy a lepidla

Běžné povrchové úpravy

Povrchové úpravy chrání měď na deskách plošných spojů. Také pomáhají součástkám přilnout během montáže. Každá povrchová úprava je nejvhodnější pro určité úkoly. Zde je několik běžných povrchových úprav:

• HASL (Horkovzdušné pájení pro vyrovnávání): Tato povrchová úprava je levná a má dlouhou životnost. V případě potřeby se snadno opravuje. Povrch není vždy rovný. Může obsahovat olovo, ale existuje i bezolovnatý typ s ohledem na pravidla RoHS.

• ENIG (bezproudové niklování, zlato): Tato povrchová úprava je plochá a neobsahuje olovo. Má dlouhou životnost. Funguje dobře na malé součástky a díry. ENIG je dražší. Pokud se vyrobí špatně, může mít problémy, jako je černá podložka.

• OSP (Organický konzervant pro pájitelnost): Tento povrch je hladký a neobsahuje olovo. Není drahý. Snadno se poškrábe a nevydrží tak dlouho.

• Imerzní cín: Tato povrchová úprava je plochá a splňuje pravidla RoHS. Není drahá. Mohou na ní růst cínové vousy a vyžaduje opatrné zacházení.

• Tvrdé zlato a ENEPIG: Tyto povrchové úpravy jsou určeny pro speciální úlohy, jako je spojování drátů. Jsou dražší, ale vydrží déle.

Povrchovou úpravu byste měli vybrat na základě toho, jak bude deska plošných spojů používána, kolik stojí a jak dlouho by měla vydržet.

Níže uvedená tabulka ukazuje, jak se povrchové úpravy mění při pájení a jak dlouho vydrží:

Lepidla a pryskyřice

Lepidla a pryskyřice slepují vrstvy desky plošných spojů k sobě. Tyto materiály zajišťují, že deska je pevná a stabilní. Zde je několik běžných typů:

• Lepidla: Spojují laminátové vrstvy. Modifikovaná akrylová lepidla fungují při vysokých teplotách a odolávají chemikáliím. Modifikovaná epoxidová lepidla vytvářejí silné spoje a příliš se neroztahují. To pomáhá u vícevrstvých desek plošných spojů.

• Zesílená lepidla: Tato lepidla používají skelnou tkaninu a epoxidovou nebo polyimidovou pryskyřici. Používají se v tuhých a ohebných obvodech pro zvýšení pevnosti.

• Předimpregnované epoxidové sklo: Toto sklo dodává pevnost a funguje jako lepidlo a izolace. Předimpregnované polyimidové sklo je ještě pevnější, ale stojí více a nevydrží tak dlouho.

Tyto materiály pomáhají desce plošných spojů odolávat namáhání, teplu a elektřině. Tkanina ze skelných vláken desku činí pevnou a drží její tvar. Epoxidová pryskyřice zastavuje elektřinu a je odolná vůči ohni. Dobrá lepidla zabraňují rozpadu vrstev. Pomáhají desce plošných spojů dobře fungovat na těžkých místech.

Tip: Použití dobrých lepidel a pryskyřic pomáhá deskám plošných spojů vydržet déle a lépe fungovat v mnoha zařízeních.

Speciální materiály pro desky plošných spojů

Flexibilní materiály pro plošné spoje

Flexibilní desky plošných spojů používají materiály, které jim umožňují ohýbání a kroucení. Nejběžnější volbou je polyimid a polyester. Polyimid je pevný a snese vysoké teploty. Funguje až do 260 °C. Polyester je levnější, ale funguje nejlépe na chladných místech. FR4 se používá v pevných deskách plošných spojů. Nelze jej ohnout, aniž by se zlomil. Flexibilní desky plošných spojů používají žíhanou měď. Tato měď se snadno ohýbá. Pevné desky používají měď, která se neohýbá.

Flexible pcb materials help designers make small devices. These materials also make production faster. They help devices work better. Flexible pcb boards are used in smartwatches, cars, and medical devices. They let circuits bend and fit in tight spaces.

High-Frequency PCB Materials

High-frequency pcb boards need special materials. These materials keep signals strong and clear. PTFE-based materials, RF polyurethane, and advanced laminates work best. PTFE lets signals move fast and not fade. It has a low dielectric constant and loss tangent. FR-4 is not good for high-frequency jobs. It loses signals faster.

These materials help pcb boards work in 5G networks and satellites. They also help in other advanced electronics. They keep signals strong and lower loss. This is important for fast communication.

Other Specialized Types

Some pcb boards use ceramic substrates or metal cores. Ceramic materials move heat well and lose little signal. But they can break easily. Metal core pcb boards use aluminum or copper. These metals move heat away from parts. Metal core boards work well in LED lights and high-power electronics. They also lower the need for extra cooling. This makes devices last longer.

Benlida makes many types of pcb boards with advanced materials. Their factory can make up to 32 layers for rigid boards. They can make 8 layers for flexible boards. Benlida uses materials like Rogers, Isola, and aluminum. This helps meet the needs of different industries. Their certifications show they care about quality and reliability.

PCB Materials Summary Table

Engineers and designers need to look at different materials. They compare these materials to pick the best pcb for a project. The table below lists important properties for common materials. These properties are dielectric constant (Dk), loss tangent (Df), thermal conductivity, and glass transition temperature (Tg). Each property changes how the board handles signals, heat, and stress.

Tip: Nižší dielektrická konstanta a tangens ztrát pomáhají signálům šířit se rychle a zůstat volné. Vysoká tepelná vodivost umožňuje teplu rychle opouštět součástky. Vysoká teplota (Tg) znamená, že deska dokáže absorbovat více tepla.

Souhrnná tabulka, jako je tato, pomáhá týmům vybrat správný materiál. Mohou sladit potřeby zařízení s nejlepšími vlastnostmi. Díky tomu je konečný produkt bezpečnější, rychlejší a spolehlivější.

Desky plošných spojů (PCB) mají vrstvy z mědi, substrátu, pájecí masky a sítotisku. Výběr správných materiálů ovlivňuje fungování desky plošných spojů. Také ovlivňuje její životnost. Níže uvedená tabulka uvádí důležité věci, které je třeba při výběru materiálů zvážit:

Společnost Benlida kontroluje každou desku speciálním nářadím. Její pracovníci jsou dobře vyškoleni. Dodržují přísná pravidla, aby zajistili, že desky dobře fungují pro mnoho prací.

Často kladené otázky

Jaký je nejběžnější materiál používaný v deskách plošných spojů (PCB)?

FR-4 se používá ve většině desek plošných spojů . Obsahuje sklolaminát a epoxidovou pryskyřici. Tento materiál dělá desku pevnou. Také pomáhá desce odolávat teplu. Většina elektroniky používá FR-4. Funguje dobře a není drahý.

Proč mají desky plošných spojů zelenou barvu?

Desky plošných spojů vypadají zeleně kvůli pájecí masce. Výrobci volí zelenou, aby bylo snadné vidět problémy. Zelená pájecí maska ​​také odolává teplu. Nepoškozuje se chemikáliemi.

Mohou se desky plošných spojů ohýbat nebo prohýbat?

Některé desky plošných spojů se mohou ohýbat a kroutit. Flexibilní desky plošných spojů používají polyimid nebo polyester. Tyto materiály umožňují ohýbání desky. Pevné desky plošných spojů používají FR-4. Při pokusu o ohnutí se zlomí.

Jak Benlida zajišťuje kvalitu desek plošných spojů (PCB)?

Společnost Benlida používá chytré stroje ke kontrole každé desky. Zaměstnanci si každou desku prohlížejí v každém kroku. Společnost dodržuje přísná pravidla a testuje problémy. To zajišťuje, že desky plošných spojů jsou v dobrém stavu a dobře fungují.