Что такое печатная плата (PCB) | Все, что тебе нужно знать

«Печатная плата, также известная как печатная плата, изготовлена ​​из различных листов непроводящего материала, используется для физической поддержки и соединения компонентов с гнездами для поверхностного монтажа. Но каковы функции печатной платы? Прочтите следующий контент для получения дополнительной полезной информации! ---- FMUSER "

Вы ищете ответы на следующие вопросы:

Что делает печатная плата?
Как называется печатная схема?
Из чего сделана печатная плата?
Сколько стоит печатная плата?
Печатная плата токсична?
Почему ее называют печатной платой?
Вы можете выбросить печатные платы?
Какие части печатной платы?
Сколько стоит замена печатной платы?
Как определить печатную плату?
Как работает печатная плата?

Или, может быть, вы не уверены, знаете ли вы ответы на эти вопросы, но, пожалуйста, не волнуйтесь, так как an эксперт в области электроники и радиотехники, FMUSER расскажет все, что вам нужно знать о печатной плате.

Делиться заботой!

Содержание

1) Что такое печатная плата?
2) Почему это называется печатной платой?
3) Различные типы печатных плат (печатных плат) 
4) Производство печатных плат в 2021 году
5) Из чего сделана печатная плата?
6) Самые популярные печатные платы, изготовленные из готовых материалов
7) Компоненты печатных плат и как они работают
8) Функция печатной платы - зачем нам печатная плата?
9) Принцип сборки печатной платы: через отверстие или на поверхность

Что такое печатная плата?

Основная информация о Доска печатных плат

Ник: Печатная плата известная как печатная монтажная плата (PWB) или протравленной монтажной плате (EWB), вы также можете называть плату PCB как Печатная плата, PC Boardили Печатные платы 

Определение: Вообще говоря, печатная плата относится к тонкая доска или плоский изоляционный лист изготовлены из различных листов непроводящего материала, например стекловолокно, композитная эпоксидная смола или другой ламинат, которая является основой платы, используемой для физического поддержка и подключение устанавливаемые на поверхность компоненты с гнездами такие как транзисторы, резисторы и интегральные схемы в большинстве электронных устройств. Если вы рассматриваете печатную плату как лоток, то "продукты" на "лотке" будут электронной схемой, а также другими компонентами, прикрепленными к ней, PCB относится ко многим профессиональным терминологиям, вы можете узнать больше о терминологии PCB от удара страница!

Читайте также: Словарь терминов по печатным платам (для начинающих) | Дизайн печатной платы

Печатная плата, заполненная электронными компонентами, называется печатная плата (PCA), сборка печатной платы or Сборка печатной платы (PCBA), печатные монтажные платы (PWB) или «печатные монтажные платы» (PWC), но PCB-Printed Circuit Board (PCB) по-прежнему является наиболее распространенным названием.

Основная плата компьютера называется системной платой или материнской платой.

* Что такое печатная плата?

Согласно Википедии, под печатной платой понимается:
«Печатная плата механически поддерживает и электрически соединяет электрические или электронные компоненты с помощью токопроводящих дорожек, контактных площадок и других элементов, вытравленных с одного или нескольких слоев меди, нанесенных на и / или между слоями листов непроводящей подложки».

Большинство печатных плат являются плоскими и жесткими, но гибкие подложки могут позволить платам поместиться в запутанных пространствах.

Интересно то, что, хотя наиболее распространенные печатные платы сделаны из пластмассы или стекловолокна и композитов на основе смолы и содержат медные дорожки, можно использовать множество других материалов. 

ПРИМЕЧАНИЕ: PCB может также означать "Блок управления процессом, "структура данных в ядре системы, в которой хранится информация о процессе. Чтобы процесс мог работать, операционная система должна сначала зарегистрировать информацию о процессе на плате.

Читайте также: Процесс производства печатных плат | 16 шагов по созданию печатной платы

Структура печатной платы

Печатная плата состоит из разных слоев и материалов, которые вместе выполняют разные действия, чтобы сделать современные схемы более изощренными. В этой статье мы подробно обсудим все различные композиционные материалы и элементы печатной платы.

Печатная плата, такая как пример на изображении, имеет только один проводящий слой. Однослойная печатная плата очень ограничена; реализация схемы не будет эффективно использовать доступные площади, и разработчик может столкнуться с трудностями при создании необходимых соединений.

* Состав печатной платы

Основа или материал подложки печатной платы, на котором поддерживаются все компоненты и оборудование на печатной плате, обычно представляет собой стекловолокно. Если брать во внимание данные по производству печатных плат, то наиболее популярным материалом для изготовления стеклопластика является FR4. Твердый сердечник FR4 обеспечивает печатной плате прочность, поддержку, жесткость и толщину. Поскольку существуют различные типы печатных плат, такие как обычные печатные платы, гибкие печатные платы и т. Д., Они изготавливаются с использованием гибкого жаропрочного пластика.

Включение дополнительных проводящих слоев делает печатную плату более компактной и простой в проектировании. Двухслойная плата представляет собой значительное улучшение по сравнению с однослойной платой, и большинство приложений выигрывают от наличия как минимум четырех слоев. Четырехслойная доска состоит из верхнего слоя, нижнего слоя и двух внутренних слоев. («Верх» и «низ» могут не показаться типичной научной терминологией, но они, тем не менее, являются официальными обозначениями в мире проектирования и изготовления печатных плат).

Читайте также: Дизайн печатных плат | Блок-схема производства печатных плат, PPT и PDF

Почему это называется печатной платой?

Первая в истории печатная плата

Печатная плата была изобретена австрийским изобретателем Паулем Эйслером. Пол Эйслер впервые разработал печатную плату, когда он работал над радиоприемником в 1936 году, но печатные платы не получили массового использования до 1950-х годов. С тех пор популярность печатных плат стала быстро расти.

Печатные платы произошли от систем электрических соединений, которые были разработаны в 1850-х годах, хотя развитие, приведшее к изобретению печатной платы, можно проследить вплоть до 1890-х годов. Металлические полоски или стержни изначально использовались для соединения больших электрических компонентов, установленных на деревянных основаниях. 

*Используемые металлические полосы в соединении компонентов

Со временем металлические полосы были заменены проводами, соединенными с винтовыми клеммами, а деревянные основания были заменены металлическими шасси. Но требовались меньшие и более компактные конструкции из-за возросших эксплуатационных потребностей продуктов, в которых использовались печатные платы.

В 1925 году Чарльз Дукас из США подал заявку на патент на метод создания электрического пути непосредственно на изолированной поверхности путем печати через трафарет электропроводящими чернилами. Этот метод породил название «печатная проводка» или «печатная схема».

* Патенты на печатные платы и Чарльз Дукас с первым радиоприемником, использующим шасси с печатной схемой и антенную катушку. 

Но изобретение печатной платы приписывают Паулю Эйслеру, австрийскому изобретателю. Пол Эйслер впервые разработал печатную плату, когда он работал над радиоприемником в 1936 году, но печатные платы не получили массового использования до 1950-х годов. С тех пор популярность печатных плат стала быстро расти.

История развития печатных плат

● 1925 год: Чарльз Дукас, американский изобретатель, запатентовал первую конструкцию печатной платы, когда наносил трафарет из проводящих материалов на плоскую деревянную доску.
● 1936 год: Пол Эйслер разрабатывает первую печатную плату для использования в радиоприемнике.
● 1943 год: Эйслер запатентовал более совершенную конструкцию печатной платы, которая включает травление схем на медной фольге на армированной стекловолокном непроводящей подложке.
● 1944 год: Соединенные Штаты и Великобритания работают вместе над разработкой неконтактных взрывателей для использования в минах, бомбах и артиллерийских снарядах во время Второй мировой войны.
● 1948 год: Армия Соединенных Штатов публикует технологию печатных плат, что способствует широкому развитию.
● 1950-е годы: На рынке электроники появляются транзисторы, которые уменьшают общий размер электроники, упрощают установку печатных плат и значительно повышают надежность электроники.
● 1950–1960-е годы: Печатные платы превращаются в двухсторонние платы с электрическими компонентами на одной стороне и идентификационной печатью на другой. Цинковые пластины входят в конструкцию печатных плат, а коррозионно-стойкие материалы и покрытия используются для предотвращения деградации.
● 1960-е годы:  Интегральная схема - ИС или кремниевый чип - вводится в электронные конструкции, помещая тысячи и даже десятки тысяч компонентов на один кристалл, что значительно повышает мощность, скорость и надежность электроники, в которую входят эти устройства. Чтобы приспособить новую ИС, количество проводников на печатной плате должно было резко увеличиться, что привело к появлению большего количества слоев внутри средней печатной платы. И в то же время из-за того, что микросхемы IC настолько малы, печатные платы начинают уменьшаться в размерах, и надежная пайка соединений становится более сложной.
● 1970-е годы: Печатные платы неправильно ассоциируются с экологически вредным химическим полихлорированным бифенилом, который в то время также сокращался как PCB. Эта путаница приводит к путанице в обществе и к проблемам со здоровьем. Чтобы избежать путаницы, печатные платы (PCB) переименовываются в печатные монтажные платы (PWB) до тех пор, пока химические печатные платы не будут выведены из употребления в 1990-х годах.
● 1970-е - 1980-е годы: Паяльные маски из тонких полимерных материалов разработаны для облегчения нанесения припоя на медные цепи без перекрытия соседних цепей, что еще больше увеличивает плотность цепи. Позже разрабатывается полимерное покрытие с возможностью фотоизображения, которое можно наносить непосредственно на схемы, сушить и затем модифицировать путем фотоэкспозиции, дополнительно улучшая плотность схемы. Это становится стандартным методом изготовления печатных плат.
● 1980-е годы:  Разработана новая технология сборки, которая называется технология поверхностного монтажа или сокращенно SMT. Раньше все компоненты печатной платы имели проволочные выводы, которые впаивались в отверстия на печатных платах. Эти дыры занимали ценную недвижимость, необходимую для прокладки дополнительных каналов. Компоненты SMT были разработаны и быстро стали производственным стандартом, которые паялись прямо на небольшие контактные площадки на печатной плате без необходимости в отверстиях. Компоненты SMT быстро распространились, став отраслевым стандартом, и работали над заменой компонентов со сквозным отверстием, снова повышая функциональную мощность, производительность, надежность, а также снижая затраты на производство электроники.
● 1990-е годы: Печатные платы продолжают уменьшаться в размерах по мере того, как программное обеспечение автоматизированного проектирования и производства (CAD / CAM) становится все более популярным. Компьютеризация проектирования автоматизирует многие этапы проектирования печатных плат и упрощает проектирование все более сложных и легких компонентов меньшего размера. Поставщики компонентов одновременно работают над улучшением характеристик своих устройств, снижением потребления электроэнергии, повышением их надежности и в то же время снижением затрат. Меньшие соединения позволяют быстро увеличить миниатюризацию печатной платы.
● 2000-е годы: Печатные платы стали меньше, легче, с большим количеством слоев и более сложными. Многослойные и гибкие конструкции печатных плат позволяют значительно расширить функциональные возможности электронных устройств при использовании печатных плат все меньшего размера и более низкой стоимости.

Читайте также: Как утилизировать использованную печатную плату? | Вещи, которые вам следует знать

Другой Типы печатных плат (Pтонированные печатные платы) 

Печатные платы часто классифицируются на основе частоты, количества слоев и используемой подложки. Некоторые виды тополей обсуждаются ниже:

● Односторонние печатные платы / Однослойные печатные платы
● Двусторонние печатные платы / Двухслойные печатные платы
● Многослойные печатные платы
● Гибкие печатные платы
● Жесткие печатные платы
● Жесткие гибкие печатные платы
● Высокочастотные печатные платы
● Печатные платы с алюминиевым покрытием

1. Односторонние печатные платы / Однослойные печатные платы
Односторонние печатные платы - это основной тип печатных плат, которые содержат только один слой подложки или основного материала. Одна сторона основного материала покрыта тонким слоем металла. Медь является наиболее распространенным покрытием из-за того, что она хорошо выполняет роль электрического проводника. Эти печатные платы также содержат защитную паяльную маску, которая наносится поверх слоя меди вместе с шелкографическим покрытием. 

* Схема однослойной печатной платы

Некоторые преимущества односторонних печатных плат:
● Односторонние печатные платы используются для серийного производства и имеют низкую стоимость.
● Эти печатные платы используются для простых схем, таких как датчики мощности, реле, датчики и электронные игрушки.

Недорогая модель большого объема означает, что они обычно используются для множества приложений, включая калькуляторы, камеры, радио, стереооборудование, твердотельные накопители, принтеры и источники питания.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

2. Двусторонние печатные платы / двухслойные печатные платы.
Двусторонние печатные платы имеют обе стороны подложки с металлическим проводящим слоем. Отверстия в печатной плате позволяют прикреплять металлические детали с одной стороны к другой. Эти печатные платы соединяют цепи с обеих сторон с помощью любой из двух схем монтажа, а именно технологии сквозного монтажа и технологии поверхностного монтажа. Технология сквозных отверстий включает в себя вставку выводных компонентов через предварительно просверленные отверстия на печатной плате, которые припаяны к контактным площадкам на противоположных сторонах. Технология поверхностного монтажа предполагает размещение электрических компонентов непосредственно на поверхности печатных плат. 

* Схема двухслойной печатной платы

Преимущества двусторонних печатных плат:
● Поверхностный монтаж позволяет прикрепить к плате больше схем по сравнению с монтажом в сквозное отверстие.
● Эти печатные платы используются в широком диапазоне приложений, включая системы мобильной связи, мониторинг мощности, испытательное оборудование, усилители и многие другие.

Печатные платы для поверхностного монтажа не используют провода в качестве разъемов. Вместо этого многие маленькие выводы припаяны непосредственно к плате, а это означает, что сама плата используется как поверхность для разводки различных компонентов. Это позволяет собирать схемы, занимая меньше места, освобождая место, чтобы позволить плате выполнять больше функций, обычно на более высоких скоростях и меньшем весе, чем позволяла бы плата со сквозными отверстиями.

Двусторонние печатные платы обычно используются в приложениях, требующих промежуточного уровня сложности схем, таких как промышленные элементы управления, источники питания, контрольно-измерительные приборы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, светодиодное освещение, автомобильные приборные панели, усилители и торговые автоматы.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

3. Многослойные печатные платы
Многослойные печатные платы имеют печатные платы, которые содержат более двух слоев меди, например 4L, 6L, 8L и т. Д. Эти печатные платы расширяют технологию, используемую в двусторонних печатных платах. Различные слои подложки и изоляционных материалов разделяют слои в многослойных печатных платах. Печатные платы имеют компактные размеры и обладают преимуществами веса и пространства. 

* Схема многослойной печатной платы

Некоторые преимущества многослойных печатных плат:
● Многослойные печатные платы обеспечивают высокий уровень гибкости проектирования.
● Эти печатные платы играют важную роль в высокоскоростных цепях. Они предоставляют больше места для рисунков проводов и питания.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

4. Гибкие печатные платы
Гибкие печатные платы построены на гибком основном материале. Эти печатные платы бывают односторонними, двусторонними и многослойными. Это помогает снизить сложность сборки устройства. В отличие от жестких печатных плат, в которых используются неподвижные материалы, такие как стекловолокно, гибкие печатные платы сделаны из материалов, которые могут сгибаться и двигаться, например из пластика. Как и жесткие печатные платы, гибкие печатные платы бывают однослойными, двухслойными или многослойными. Поскольку они должны быть напечатаны на гибком материале, изготовление гибких печатных плат обходится дороже.

* Гибкая схема печатной платы

Тем не менее гибкие печатные платы имеют много преимуществ по сравнению с жесткими печатными платами. Самым заметным из этих преимуществ является их гибкость. Это означает, что их можно загибать по краям и заворачивать по углам. Их гибкость может привести к снижению стоимости и веса, поскольку одну гибкую печатную плату можно использовать для покрытия областей, в которых может находиться несколько жестких печатных плат.

Гибкие ПХД также можно использовать в областях, которые могут быть подвержены экологическим опасностям. Для этого они просто изготавливаются из материалов, которые могут быть водонепроницаемыми, ударопрочными, коррозионно-стойкими или стойкими к высокотемпературным маслам - вариант, которого может не быть у традиционных жестких печатных плат.

Некоторые преимущества, предлагаемые этими печатными платами:
● Гибкие печатные платы помогают уменьшить размер платы, что делает их идеальными для различных приложений, где требуется высокая плотность трассировки сигнала.
● Эти печатные платы предназначены для рабочих условий, когда температура и плотность являются основными проблемами.

Гибкие ПХД также можно использовать в областях, которые могут быть подвержены экологическим опасностям. Для этого они просто изготавливаются из материалов, которые могут быть водонепроницаемыми, ударопрочными, коррозионно-стойкими или стойкими к высокотемпературным маслам - вариант, которого может не быть у традиционных жестких печатных плат.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

5. Жесткие печатные платы
Жесткие печатные платы относятся к тем типам печатных плат, основной материал которых изготовлен из твердого материала и который нельзя согнуть. Жесткие печатные платы изготовлены из твердого материала подложки, который предотвращает скручивание платы. Возможно, наиболее распространенным примером жесткой печатной платы является материнская плата компьютера. Материнская плата представляет собой многослойную печатную плату, предназначенную для распределения электроэнергии от источника питания, одновременно обеспечивая связь между всеми многочисленными частями компьютера, такими как CPU, GPU и RAM.

*Жесткие печатные платы могут быть любыми: от простой однослойной печатной платы до восьми- или десятислойной многослойной печатной платы.

Жесткие печатные платы составляют, пожалуй, самое большое количество производимых печатных плат. Эти печатные платы используются везде, где необходимо, чтобы сама печатная плата имела одну форму и оставалась такой до конца срока службы устройства. Жесткие печатные платы могут быть любыми, от простой однослойной печатной платы до восьми- или десятислойной многослойной печатной платы.

Все жесткие печатные платы имеют однослойную, двухслойную или многослойную конструкцию, поэтому все они используют одни и те же приложения.

● Эти печатные платы компактны, что позволяет создавать вокруг них множество сложных схем.

● Жесткие печатные платы легко ремонтируются и обслуживаются, так как все компоненты имеют четкую маркировку. Кроме того, пути прохождения сигнала хорошо организованы.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

6. Жесткие гибкие печатные платы
Жесткие и гибкие печатные платы представляют собой комбинацию жестких и гибких печатных плат. Они состоят из нескольких слоев гибких схем, прикрепленных к более чем одной жесткой плате.

* Схема гибкой жесткой печатной платы

Некоторые преимущества, предлагаемые этими печатными платами:
● Эти печатные платы изготовлены с высокой точностью. Следовательно, он используется в различных медицинских и военных приложениях.
● Эти легкие печатные платы обеспечивают 60% экономии веса и места.

Гибко-жесткие печатные платы чаще всего встречаются в приложениях, где размер или вес являются первоочередными задачами, включая сотовые телефоны, цифровые камеры, кардиостимуляторы и автомобили.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

7. Высокочастотные печатные платы.
Высокочастотные печатные платы используются в диапазоне частот от 500 МГц до 2 ГГц. Эти печатные платы используются в различных частотно-критических приложениях, таких как системы связи, микроволновые печатные платы, микрополосковые печатные платы и т. Д.

Материалы высокочастотных печатных плат часто включают армированный стекловолокном ламинат класса FR4, смолу на основе полифениленоксида (PPO) и тефлон. Тефлон - один из самых дорогих доступных вариантов из-за его небольшой и стабильной диэлектрической проницаемости, небольших диэлектрических потерь и общего низкого водопоглощения.

* Высокочастотные печатные платы - это электронные платы, предназначенные для передачи сигналов на частоте более одного гигагерца.

При выборе высокочастотной печатной платы и соответствующего ей типа разъема для печатной платы необходимо учитывать множество аспектов, включая диэлектрическую проницаемость (DK), рассеивание, потери и толщину диэлектрика.

Наиболее важным из них является Dk рассматриваемого материала. Материалы с высокой вероятностью изменения диэлектрической проницаемости часто имеют изменения импеданса, которые могут нарушить гармоники, составляющие цифровой сигнал, и вызвать общую потерю целостности цифрового сигнала - одна из вещей, для которой предназначены высокочастотные печатные платы. не допустить.

При выборе плат и типов разъемов ПК для использования при проектировании высокочастотной печатной платы следует также учитывать следующие факторы:

● Диэлектрические потери (DF), влияющие на качество передачи сигнала. Меньшая величина диэлектрических потерь может привести к небольшой потере сигнала.
● Тепловое расширение. Если степень теплового расширения материалов, используемых для изготовления печатной платы, таких как медная фольга, не одинакова, то материалы могут отделиться друг от друга из-за изменений температуры.
● Впитывание воды. Потребление большого количества воды повлияет на диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери печатной платы, особенно если она используется во влажной среде.
● Прочие сопротивления. Материалы, используемые при изготовлении высокочастотной печатной платы, должны иметь высокую термостойкость, ударопрочность и, при необходимости, стойкость к опасным химическим веществам.

FMUSER является экспертом в производстве высокочастотных печатных плат, мы предоставляем не только бюджетные печатные платы, но и онлайн-поддержку для проектирования ваших печатных плат, Контакты Для получения дополнительной информации!

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

8. Печатные платы с алюминиевым покрытием.
Эти печатные платы используются в приложениях с высокой мощностью, поскольку алюминиевая конструкция помогает отводить тепло. Печатные платы с алюминиевой подложкой, как известно, обладают высоким уровнем жесткости и низким уровнем теплового расширения, что делает их идеальными для приложений с высокими механическими допусками. 

* Схема алюминиевой печатной платы

Некоторые преимущества, предлагаемые этими печатными платами:

▲ Низкая стоимость. Алюминий - один из самых распространенных металлов на Земле, составляющий 8.23% веса планеты. Алюминий добывать легко и недорого, что помогает сократить расходы в производственном процессе. Таким образом, строительные изделия из алюминия дешевле.
▲ Экологичность. Алюминий нетоксичен и легко перерабатывается. Из-за простоты сборки изготовление печатных плат из алюминия также является хорошим способом экономии энергии.
▲ Теплоотдача. Алюминий - один из лучших материалов для отвода тепла от важнейших компонентов печатных плат. Вместо того, чтобы рассеивать тепло по остальной части доски, он передает тепло наружному воздуху. Алюминиевая печатная плата охлаждается быстрее, чем медная печатная плата аналогичного размера.
▲ Прочность материала. Алюминий намного прочнее, чем такие материалы, как стекловолокно или керамика, особенно при испытаниях на падение. Использование более прочных базовых материалов помогает уменьшить повреждения во время производства, транспортировки и установки.

Все эти преимущества делают алюминиевую печатную плату отличным выбором для приложений, требующих высокой выходной мощности с очень жесткими допусками, включая светофоры, автомобильное освещение, источники питания, контроллеры двигателей и сильноточные схемы.

Помимо светодиодов и блоков питания. Печатные платы с алюминиевой основой также могут использоваться в приложениях, где требуется высокая степень механической стабильности или где печатные платы могут подвергаться высоким уровням механических нагрузок. Они меньше подвержены тепловому расширению, чем плата на основе стекловолокна, а это означает, что другие материалы на плате, такие как медная фольга и изоляция, будут с меньшей вероятностью отслаиваться, что еще больше продлит срок службы продукта.

<<Вернуться в «Различные типы печатных плат»

▲НАЗАД▲

Производство печатных плат в 2021 году

Мировой рынок печатных плат может быть сегментирован по типу продукта на гибкие (гибкие FPCB и жестко-гибкие печатные платы), подложки IC, межсоединения высокой плотности (HDI) и другие. В зависимости от типа ламината для печатных плат рынок можно разделить на PR4, эпоксидную смолу с высокой Tg и полиимид. Рынок можно разделить на основе приложений на бытовую электронику, автомобильную, медицинскую, промышленную, военную / авиакосмическую промышленность и т. Д.

Рост рынка печатных плат за исторический период поддерживался различными факторами, такими как быстро развивающийся рынок бытовой электроники, рост индустрии медицинских устройств, возросшая потребность в двусторонних печатных платах, всплеск спроса на высокотехнологичные функции в автомобилестроении. и увеличение располагаемого дохода. Рынок также сталкивается с некоторыми проблемами, такими как строгий контроль цепочки поставок и склонность к компонентам COTS.

Ожидается, что рынок печатных плат будет иметь среднегодовой темп роста 1.53% в течение прогнозируемого периода (2021-2026 гг.) И оценивается в 58.91 млрд долларов США в 2020 году, а к 75.72 году в период с 2026 года по прогнозам он составит 2021 млрд долларов США. 2026 г. В последние несколько лет рынок быстро рос, в первую очередь благодаря непрерывному развитию устройств бытовой электроники и растущему спросу на печатные платы во всей электронике и электрическом оборудовании.

Внедрение печатных плат в подключенных транспортных средствах также ускорило рынок печатных плат. Это автомобили, которые полностью оснащены как проводными, так и беспроводными технологиями, которые позволяют автомобилям легко подключаться к вычислительным устройствам, таким как смартфоны. С помощью такой технологии водители могут разблокировать свои автомобили, удаленно запускать системы климат-контроля, проверять состояние аккумулятора своих электромобилей и отслеживать свои автомобили с помощью смартфонов.

Распространение технологии 5G, печатных плат с 3D-печатью, других инноваций, таких как биоразлагаемые печатные платы, а также всплеск использования печатных плат в носимых технологиях, а также слияния и поглощения (M&A) - вот некоторые из последних тенденций, существующих на рынке.

Кроме того, спрос на электронные устройства, такие как смартфоны, умные часы и другие устройства, также стимулировал рост рынка. Например, согласно исследованию US Consumer Technology Sales and Forecast, проведенному Ассоциацией потребительских технологий (CTA), выручка от смартфонов составила 79.1 млрд долларов США и 77.5 млрд долларов США в 2018 и 2019 годах соответственно.

В последнее время 3D-печать стала неотъемлемой частью одной из крупных инноваций в области печатных плат. Ожидается, что 3D-печатная электроника или 3D PE произведет революцию в проектировании электрических систем в будущем. Эти системы создают трехмерные схемы, печатая элемент подложки слой за слоем, а затем добавляя поверх него жидкие чернила, которые содержат электронные функции. Затем можно добавить технологии поверхностного монтажа для создания окончательной системы. 3D PE потенциально может обеспечить огромные технические и производственные преимущества как для компаний-производителей схем, так и для их клиентов, особенно по сравнению с традиционными 3D-печатными платами.

Со вспышкой COVID-19 на производство печатных плат повлияли ограничения и задержки в Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно в Китае, в январе и феврале. Компании не внесли серьезных изменений в свои производственные мощности, но слабый спрос в Китае создает некоторые проблемы с цепочкой поставок. В февральском отчете Ассоциации полупроводниковой промышленности (SIA) указывалось на потенциальные долгосрочные последствия для бизнеса за пределами Китая, связанные с COVID-19. Эффект снижения спроса может отразиться на выручке компаний за 2К20.

Рост рынка печатных плат тесно связан с мировой экономикой и структурными технологиями, такими как смартфоны, 4G / 5G и центры обработки данных. Падение рынка в 2020 году ожидается из-за воздействия Covid-19. Пандемия затормозила производство бытовой электроники, смартфонов и автомобилей и, таким образом, снизила спрос на печатные платы. Рынок продемонстрирует постепенное восстановление благодаря возобновлению производственной деятельности, чтобы дать импульс мировой экономике.

Из чего сделана печатная плата?

Печатная плата обычно состоит из четырех слоев материала, соединенных друг с другом нагревом, давлением и другими способами. Четыре слоя печатной платы состоят из подложки, меди, паяльной маски и шелкографии.

Каждая плата будет отличаться, но в основном они будут иметь общие элементы. Вот некоторые из наиболее распространенных материалов, используемых при изготовлении печатных плат:

Шесть основных компонентов стандартной печатной платы:

● Внутренний слой - содержит эпоксидную смолу, армированную стекловолокном.
● Проводящий слой - содержит дорожки и контактные площадки для создания схемы (обычно из меди, золота, серебра).
● Слой паяльной маски - тонкие полимерные чернила
● Наложение шелкографии - специальные чернила, отображающие ссылки на компоненты
● Оловянный припой - используется для крепления компонентов к сквозным отверстиям или площадкам для поверхностного монтажа.

Препрег
Препрег - это тонкая стеклоткань, покрытая смолой и высушенная в специальных машинах, называемых обработчиками препрега. Стекло - это механическая подложка, удерживающая смолу на месте. Смола - обычно эпоксидная смола FR4, полиимид, тефлон и другие - начинается с жидкости, которая наносится на ткань. По мере того, как препрег проходит через устройство для обработки, он попадает в секцию печи и начинает высыхать. После выхода из протравливателя он становится сухим на ощупь.

Когда препрег подвергается воздействию более высоких температур, обычно выше 300 градусов по Фаренгейту, смола начинает размягчаться и плавиться. Как только смола в препреге плавится, она достигает точки (называемой термореактивным), когда снова затвердевает, снова становясь твердой и очень, очень прочной. Несмотря на такую ​​прочность, препрег и ламинат, как правило, очень легкие. Листы препрега или стекловолокно используются для производства многих вещей - от лодок до клюшек для гольфа, самолетов и лопастей ветряных турбин. Но это также важно при производстве печатных плат. Листы препрега - это то, что мы используем для склеивания печатной платы, а также то, что используется для создания второго компонента печатной платы - ламината.

* Стек печатных плат -диаграмма вида сбоку

слоистый
Ламинат, иногда называемый ламинатом, плакированным медью, создается путем отверждения при высоких температурах и под давлением слоев ткани с термореактивной смолой. Этот процесс обеспечивает равномерную толщину, необходимую для печатной платы. Когда смола затвердевает, ламинат печатной платы становится похож на пластиковый композит с листами медной фольги с обеих сторон. Если на вашей плате много слоев, то ламинат должен быть изготовлен из тканого стекла для стабильности размеров. 

Печатная плата, соответствующая требованиям RoHS
Печатные платы, соответствующие требованиям RoHS, соответствуют требованиям Европейского Союза по ограничению использования опасных веществ. Запрет на использование свинца и других тяжелых металлов в потребительских товарах. Каждая часть доски не должна содержать свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы.

Soldermask
Паяльная маска - это зеленое эпоксидное покрытие, которое покрывает цепи на внешних слоях платы. Внутренние контуры утоплены в слоях препрега, поэтому их не нужно защищать. Но внешние слои, если их оставить без защиты, со временем окисляются и разъедают. Паяльная маска обеспечивает такую ​​защиту проводов на внешней стороне печатной платы.

Номенклатура - шелкография
Номенклатура, или иногда называемая шелкографией, - это белые буквы, которые вы видите поверх покрытия паяльной маски на печатной плате. Шелкография обычно является последним слоем платы, который позволяет производителю печатной платы наносить ярлыки на важные области платы. Это специальные чернила, которые показывают символы и ссылки на компоненты для расположения компонентов в процессе сборки. Номенклатура - это надпись, которая показывает расположение каждого компонента на плате, а также иногда указывает ориентацию компонентов. 

И паяльные маски, и номенклатура обычно зеленые и белые, хотя вы можете видеть другие цвета, такие как красный, желтый, серый и черный, которые являются наиболее популярными.

Паяльная маска защищает все цепи на внешних слоях печатной платы, к которым мы не собираемся прикреплять компоненты. Но нам также необходимо защитить открытые медные отверстия и контактные площадки, где мы планируем припаять и установить компоненты. Чтобы защитить эти области и обеспечить хорошую паяемость, мы обычно используем металлические покрытия, такие как никель, золото, припой на основе олова / свинца, серебро и другие отделочные покрытия, разработанные специально для производителей печатных плат.

▲НАЗАД▲

Самые популярные печатные платы, изготовленные из готовых материалов

При выборе материала для своей конструкции разработчики печатных плат сталкиваются с несколькими характеристиками. Вот некоторые из наиболее популярных соображений:

Диэлектрическая постоянная - ключевой показатель электрических характеристик
Огнестойкость - критично для сертификации UL (см. Выше)
Более высокие температуры стеклования (Tg) - выдерживать сборку при более высоких температурах
Сниженные факторы потерь - важно в высокоскоростных приложениях, где важна скорость сигнала
Механическая сила включая сдвиг, растяжение и другие механические характеристики, которые могут потребоваться от печатной платы при вводе в эксплуатацию
Тепловая производительность - важное соображение в средах с повышенным уровнем обслуживания
стабильность размеров - или насколько сильно перемещается материал и насколько последовательно он перемещается во время производства, тепловых циклов или воздействия влажности.

Вот несколько наиболее популярных материалов, используемых при изготовлении печатных плат:

Подложка: эпоксидный ламинат FR4 и препрег - стекловолокно.
FR4 - самый популярный в мире материал для подложек для печатных плат. Обозначение «FR4» описывает класс материалов, которые соответствуют определенным требованиям, определенным стандартами NEMA LI 1-1998. Материалы FR4 обладают хорошими тепловыми, электрическими и механическими характеристиками, а также благоприятным соотношением прочности и веса, что делает их идеальными для большинства электронных приложений. Ламинат FR4 и препрег изготавливаются из стеклоткани, эпоксидной смолы и обычно являются самым дешевым материалом для печатных плат. Его также можно сделать из гибких материалов, которые иногда тоже можно растягивать. 

Он особенно популярен для печатных плат с меньшим количеством слоев - одинарных, двусторонних и многослойных, обычно менее 14 слоев. Кроме того, базовая эпоксидная смола может быть смешана с добавками, которые могут значительно улучшить ее тепловые характеристики, электрические характеристики и стойкость к пламени по UL, что значительно улучшает ее способность использоваться при более высоком количестве слоев, создает более высокие термические нагрузки и более высокие электрические характеристики. по более низкой цене для высокоскоростных схем. Ламинат и препреги FR4 очень универсальны, их можно адаптировать к широко распространенным технологиям производства с предсказуемой производительностью.

Полиимидные ламинаты и препрег
Полиимидные ламинаты обладают более высокими температурными характеристиками, чем материалы FR4, а также имеют небольшое улучшение электрических характеристик. Полиимидные материалы стоят дороже, чем FR4, но обладают повышенной живучестью в суровых условиях и при более высоких температурах. Они также более стабильны во время термоциклирования, с меньшими характеристиками расширения, что делает их пригодными для конструкций с большим количеством слоев.

Тефлоновые (PTFE) ламинаты и связующие слои
Тефлоновые ламинаты и связующие материалы обладают превосходными электрическими свойствами, что делает их идеальными для применения в высокоскоростных схемах. Тефлоновые материалы дороже полиимида, но предоставляют конструкторам необходимые им высокоскоростные возможности. Тефлоновые материалы могут быть нанесены на стеклоткань, но также могут быть изготовлены в виде пленки без подложки или со специальными наполнителями и добавками для улучшения механических свойств. Производство тефлоновых печатных плат часто требует уникальной квалифицированной рабочей силы, специализированного оборудования и обработки, а также ожидания более низких производственных показателей.

Гибкие ламинаты
Гибкие ламинаты тонкие и позволяют складывать электронную конструкцию без потери электрической целостности. У них нет стеклоткани для поддержки, но они построены на пластиковой пленке. Они одинаково эффективны в сложенном виде в устройство для одноразового изгиба для установки приложения, так как они находятся в динамическом изгибе, когда цепи будут непрерывно складываться в течение всего срока службы устройства. Гибкие ламинаты могут быть изготовлены из материалов с более высокими температурами, таких как полиимид и LCP (жидкокристаллический полимер), или из очень дешевых материалов, таких как полиэстер и PEN. Поскольку гибкие ламинаты очень тонкие, для производства гибких схем также может потребоваться уникальная квалифицированная рабочая сила, специализированное оборудование и обработка, а также ожидание более низких производственных показателей.

Другое

На рынке имеется множество других ламинатов и связующих материалов, включая БТ, цианатный эфир, керамику и смешанные системы, в которых смолы сочетаются для получения отличных электрических и / или механических характеристик. Поскольку объемы намного ниже, чем у FR4, а производство может быть намного сложнее, они обычно считаются дорогостоящими альтернативами для конструкций печатных плат.

Процесс сборки печатной платы - сложный процесс, требующий взаимодействия с множеством мелких компонентов и детального знания функций и размещения каждой части. Печатная плата не будет работать без своих электрических компонентов. Кроме того, используются разные компоненты в зависимости от устройства или продукта, для которого они предназначены. Таким образом, важно иметь глубокое понимание различных компонентов, которые входят в сборку печатной платы.

▲НАЗАД▲

Компоненты печатной платы и как они работают
В большинстве печатных плат используются следующие 13 общих компонентов:

● резисторы
● Транзисторы
● Конденсаторы
● Индукторы
● Диоды
● Трансформаторы
● Интегральные схемы
● Кристаллические генераторы
● Потенциометр
● SCR (выпрямитель с кремниевым управлением)
● Датчики
● Переключатели / реле
● батареи

1. Резисторы - контроль энергии 
Резисторы - один из наиболее часто используемых компонентов на печатных платах и, вероятно, самый простой для понимания. Их функция - противодействовать прохождению тока, рассеивая электрическую энергию в виде тепла. Без резисторов другие компоненты могут не справиться с напряжением, что может привести к перегрузке. Они бывают самых разных типов, изготовленных из различных материалов. Классический резистор, наиболее знакомый любителям хобби, - это резисторы «осевого» типа с выводами на обоих длинных концах и с нанесенными на корпус цветными кольцами.

2. Транзисторы - усиление энергии.
Транзисторы имеют решающее значение в процессе сборки печатных плат из-за их многофункциональности. Это полупроводниковые устройства, которые могут как проводить, так и изолировать, а также могут действовать как переключатели и усилители. Они меньше по размеру, имеют относительно долгий срок службы и могут безопасно работать при более низком напряжении без тока накала. Транзисторы бывают двух типов: транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы (FET).

3. Конденсаторы - накопители энергии
Конденсаторы - это пассивные двухполюсные электронные компоненты. Они действуют как перезаряжаемые батареи - временно удерживают электрический заряд и высвобождают его, когда требуется больше энергии в другом месте цепи. 

Вы можете сделать это, собирая противоположные заряды на двух проводящих слоях, разделенных изолирующим или диэлектрическим материалом. 

Конденсаторы часто подразделяются на категории в зависимости от материала проводника или диэлектрика, что дает начало множеству типов с различными характеристиками, от электролитических конденсаторов с высокой емкостью, разнообразных полимерных конденсаторов до более стабильных керамических дисковых конденсаторов. Некоторые из них внешне похожи на осевые резисторы, но классический конденсатор представляет собой радиальный конденсатор с двумя выводами, выступающими из одного конца.

4. Индукторы - увеличение энергии
Индукторы - это пассивные двухконтактные электронные компоненты, которые накапливают энергию (вместо накопления электростатической энергии) в магнитном поле, когда через них проходит электрический ток. Индукторы используются для блокировки переменных токов, позволяя проходить постоянным токам. 

Индукторы часто используются для фильтрации или блокировки определенных сигналов, например, для блокировки помех в радиооборудовании или используются вместе с конденсаторами для создания настроенных цепей, для управления сигналами переменного тока в импульсных источниках питания, т. Е. ТВ-ресивер.

5. Диоды - перенаправление энергии 
Диоды - это полупроводниковые компоненты, которые действуют как односторонние переключатели для токов. Они позволяют токам легко проходить в одном направлении, что позволяет току течь только в одном направлении, от анода (+) к катоду (-), но ограничивает токи от протекания в противоположном направлении, что может вызвать повреждение.

Самый популярный диод у любителей - это светодиод или светодиод. Как следует из первой части названия, они используются для излучения света, но любой, кто пытался паять их, знает, что это диод, поэтому важно правильно ориентировать его, иначе светодиод не загорится. .

6. Трансформаторы - передача энергии
Функция трансформаторов - передавать электрическую энергию из одной цепи в другую при повышении или понижении напряжения. Трансформаторы общего назначения передают мощность от одного источника к другому посредством процесса, называемого «индукцией». Как и резисторы, они технически регулируют ток. Самая большая разница в том, что они обеспечивают большую электрическую изоляцию, чем контролируемое сопротивление, «преобразовывая» напряжение. Возможно, вы видели большие промышленные трансформаторы на телеграфных столбах; они понижают напряжение воздушных линий электропередачи, обычно несколько сотен тысяч вольт, до нескольких сотен вольт, которые обычно требуются для домашнего использования.

Трансформаторы для печатных плат состоят из двух или более отдельных индуктивных цепей (называемых обмотками) и сердечника из мягкого железа. Первичная обмотка предназначена для цепи источника - или источника энергии, а вторичная обмотка - для цепи приема, - куда направляется энергия. Трансформаторы прерывают большое количество напряжения на меньшие, более управляемые токи, чтобы не перегружать или перегружать оборудование.

7. Интегральные схемы - электростанции
ИС или интегральные схемы - это схемы и компоненты, усаженные на пластины из полупроводникового материала. Огромное количество компонентов, которые можно разместить на одном кристалле, - вот что привело к появлению первых калькуляторов, а теперь и мощных компьютеров, от смартфонов до суперкомпьютеров. Обычно они мозги более широкого круга. Схема обычно заключена в черный пластиковый корпус, который может быть любой формы и размера и иметь видимые контакты, будь то выводы, выходящие из корпуса, или контактные площадки, например, непосредственно под микросхемами BGA.

8. Кристаллические осцилляторы - точные таймеры.
Кварцевые генераторы обеспечивают синхронизацию во многих схемах, требующих точных и стабильных элементов синхронизации. Они производят периодический электронный сигнал, физически заставляя пьезоэлектрический материал, кристалл, колебаться, отсюда и название. Каждый кварцевый генератор разработан для вибрации на определенной частоте, более стабилен, экономичен и имеет небольшой форм-фактор по сравнению с другими методами синхронизации. По этой причине они обычно используются в качестве точных таймеров для микроконтроллеров или, чаще, в кварцевых наручных часах.

9. Потенциометры - переменное сопротивление.
Потенциометры представляют собой разновидность переменного резистора. Они обычно доступны в поворотном и линейном исполнении. Вращая ручку поворотного потенциометра, можно изменять сопротивление, поскольку ползунковый контакт перемещается по полукруглому резистору. Классическим примером поворотных потенциометров является регулятор громкости в радиоприемниках, где поворотный потенциометр регулирует величину тока, подаваемого на усилитель. Линейный потенциометр такой же, за исключением того, что сопротивление изменяется линейным перемещением ползункового контакта на резисторе. Они отлично подходят, когда требуется точная настройка в полевых условиях.  

10. SCR (выпрямитель с кремниевым управлением) - управление сильным током.
Кремниевые управляемые выпрямители (SCR), также известные как тиристоры, похожи на транзисторы и диоды - по сути, они представляют собой два транзистора, работающих вместе. У них также есть три вывода, но они состоят из четырех кремниевых слоев вместо трех и работают только как переключатели, а не как усилители. Еще одно важное отличие состоит в том, что для активации переключателя требуется только один импульс, тогда как в случае одного транзистора ток должен подаваться непрерывно. Они больше подходят для переключения большей мощности.

11. Датчики
Датчики - это устройства, функция которых заключается в обнаружении изменений в условиях окружающей среды и генерации электрического сигнала, соответствующего этому изменению, который отправляется другим электронным компонентам в цепи. Датчики преобразуют энергию физического явления в электрическую, и поэтому они фактически являются преобразователями (преобразуют энергию из одной формы в другую). Это может быть что угодно, от резистора в резистивном датчике температуры (RTD) до светодиодов, обнаруживающих ошибочные сигналы, например, в телевизионном пульте дистанционного управления. Существует множество датчиков для различных факторов окружающей среды, например датчиков влажности, света, качества воздуха, прикосновения, звука, влажности и движения.

12. Переключатели и реле - кнопки питания.
Базовый и легко упускаемый из виду компонент, переключатель - это просто кнопка питания, которая позволяет управлять током в цепи, переключаясь между разомкнутой и замкнутой цепью. Они довольно сильно различаются по внешнему виду, начиная от ползунка, поворотного переключателя, кнопки, рычага, тумблера, клавишных переключателей и до конца. Точно так же реле - это электромагнитный переключатель, управляемый через соленоид, который становится чем-то вроде временного магнита, когда через него протекает ток. Они функционируют как переключатели, а также могут усиливать малые токи до больших токов.

13. Батареи - обеспечение энергией
Теоретически все знают, что такое аккумулятор. Возможно, это самый популярный компонент в этом списке. Батареи используются не только инженерами-электронщиками и любителями. Люди используют это маленькое устройство для питания своих повседневных предметов; пульты дистанционного управления, фонарики, игрушки, зарядные устройства и многое другое.

На печатной плате батарея в основном накапливает химическую энергию и преобразует ее в полезную электронную энергию для питания различных схем, присутствующих на плате. Они используют внешнюю цепь, позволяющую электронам переходить от одного электрода к другому. Это образует функциональный (но ограниченный) электрический ток.

Ток ограничен процессом преобразования химической энергии в электрическую. Для некоторых аккумуляторов этот процесс может завершиться за несколько дней. Другим могут потребоваться месяцы или годы, прежде чем химическая энергия будет полностью израсходована. Вот почему некоторые батареи (например, батарейки в пультах дистанционного управления или контроллерах) необходимо менять каждые несколько месяцев, тогда как другим (например, батарейкам для наручных часов) требуются годы, прежде чем они все разрядятся.

Функция печатной платы - зачем нам печатная плата?

Печатные платы можно найти почти в каждом электронном и вычислительном устройстве, включая материнские платы, сетевые карты и видеокарты для внутренних схем, найденных в жестких дисках / приводах компакт-дисков. Что касается вычислительных приложений, в которых необходимы тонкие проводящие дорожки, таких как ноутбуки и настольные компьютеры, они служат основой для многих внутренних компонентов компьютера, таких как видеокарты, карты контроллеров, карты сетевого интерфейса и карты расширения. Все эти компоненты подключаются к материнской плате, которая также является печатной платой.

Печатные платы также изготавливаются методом фотолитографии в более крупномасштабной версии способа изготовления токопроводящих дорожек в процессорах. 

Хотя печатные платы часто ассоциируются с компьютерами, они используются во многих других электронных устройствах, помимо ПК. Например, большинство телевизоров, радиоприемников, цифровых фотоаппаратов, мобильных телефонов и планшетов содержат одну или несколько печатных плат. Однако печатные платы, используемые в мобильных устройствах, выглядят аналогично печатным платам в настольных компьютерах и крупной электронике, но обычно они тоньше и содержат более тонкие схемы.

Тем не менее, печатная плата широко используется почти во всем точном оборудовании / устройствах, от небольших потребительских устройств до огромных единиц оборудования, FMUSER настоящим предоставляет список 10 наиболее распространенных применений печатных плат (печатных плат) в повседневной жизни.

Применение	Пример
Медицинские приборы	● Медицинские системы визуализации ● Мониторы ● Инфузионные насосы ● Внутренние устройства
● Медицинские системы визуализации: КТ, СПечатные платы часто используются в AT- и ультразвуковых сканерах, а также в компьютерах, которые собирают и анализируют эти изображения. ● Инфузионные насосы: Инфузионные насосы, такие как инсулиновые и контролируемые пациентом обезболивающие, доставляют пациенту точное количество жидкости. Печатные платы помогают гарантировать надежную и точную работу этих продуктов. ● Вожатые: Для получения точных показаний от электронных компонентов зависят пульсометры, артериальное давление, глюкометры и многое другое. ● Внутренние устройства: Для работы кардиостимуляторов и других устройств, используемых внутри помещений, требуются небольшие печатные платы. Вывод:  Медицинский сектор постоянно находит все больше применений для электроники. По мере совершенствования технологий и появления более компактных, плотных и надежных плат печатные платы будут играть все более важную роль в здравоохранении.

Применение	Пример
Военное и оборонное применение	● Коммуникационное оборудование: ● Системы управления: ● Инструменты:
● Коммуникационное оборудование: Для работы систем радиосвязи и других важных коммуникаций требуются печатные платы. ● Системы управления: Печатные платы лежат в основе систем управления для различных типов оборудования, включая системы подавления радиолокационных помех, системы обнаружения ракет и многое другое. ● Инструменты: Печатные платы позволяют использовать индикаторы, которые военнослужащие используют для отслеживания угроз, проведения военных операций и эксплуатации оборудования. Вывод:  Военная промышленность часто находится на переднем крае технологий, поэтому некоторые из наиболее продвинутых областей применения печатных плат - это военные и оборонные приложения. Использование печатных плат в вооруженных силах широко варьируется.

Применение	Пример
Безопасность и охранное оборудование	● Камеры видеонаблюдения: ● Детекторы дыма: ● Электронные дверные замки. ● Датчики движения и охранная сигнализация.
● Камеры наблюдения: Камеры видеонаблюдения, независимо от того, используются ли они в помещении или на открытом воздухе, полагаются на печатные платы, как и оборудование, используемое для наблюдения за кадрами с камер наблюдения. ● Детекторы дыма: Детекторы дыма, а также другие подобные устройства, такие как детекторы угарного газа, нуждаются в надежных печатных платах для работы. ● Электронные дверные замки: Современные электронные дверные замки также содержат печатные платы. ● Датчики движения и охранная сигнализация: Датчики безопасности, обнаруживающие движение, также полагаются на печатные платы. Вывод:  Печатные платы играют важную роль во многих различных типах оборудования для обеспечения безопасности, особенно в связи с тем, что все больше продуктов этого типа получают возможность подключения к Интернету.

Применение	Пример
светодиоды	● Жилое освещение ● Автомобильные дисплеи ● Дисплеи компьютера ● Медицинское освещение ● Освещение витрины
● Жилое освещение: Светодиодное освещение, в том числе умные лампы, помогает домовладельцам более эффективно освещать свою собственность. ● Освещение витрины: Компании могут использовать светодиоды для вывесок и освещения своих магазинов. ● Автомобильные дисплеи: Индикаторы приборной панели, фары, стоп-сигналы и многое другое могут использовать светодиодные печатные платы. ● Компьютер отображает: Светодиодные печатные платы служат для питания многих индикаторов и дисплеев портативных и настольных компьютеров. ● Медицинское освещение: Светодиоды обеспечивают яркий свет и мало тепла, что делает их идеальными для использования в медицине, особенно в хирургии и неотложной медицинской помощи. Вывод:  Светодиоды становятся все более распространенными в различных приложениях, а это означает, что печатные платы, вероятно, будут продолжать играть более заметную роль в освещении.

Применение	Пример
Компоненты для авиакосмической промышленности	● Источники питания. ● Контрольно-измерительное оборудование: ● Коммуникационное оборудование
● Источники питания: Печатные платы являются ключевым компонентом оборудования, которое питает различные летательные аппараты, диспетчерскую вышку, спутники и другие системы. ● Оборудование для мониторинга: Пилоты используют различное оборудование для мониторинга, в том числе акселерометры и датчики давления, чтобы контролировать работу самолета. В этих мониторах часто используются печатные платы. ● Коммуникационное оборудование: Связь с наземной службой управления является жизненно важной частью обеспечения безопасных авиаперелетов. Эти критически важные системы полагаются на печатные платы. Вывод:  Электроника, используемая в аэрокосмической отрасли, имеет те же требования, что и в автомобильном секторе, но аэрокосмические печатные платы могут подвергаться даже более жестким условиям. ПХБ могут использоваться в разнообразном аэрокосмическом оборудовании, включая самолеты, космические челноки, спутники и системы радиосвязи.

Применение	Пример
Промышленное оборудование	● Производственное оборудование ● Энергетическое оборудование ● Измерительное оборудование ● Внутренние устройства.
● Производственное оборудование: Электродрели и прессы для электроники на основе печатных плат, используемые в производстве. ● Энергетическое оборудование: В компонентах, которые приводят в действие многие типы промышленного оборудования, используются печатные платы. Это силовое оборудование включает преобразователи постоянного тока в переменный, когенерационное оборудование на солнечной энергии и многое другое. ● Измерительное оборудование: Печатные платы часто используются для питания оборудования, которое измеряет и контролирует давление, температуру и другие факторы. Вывод:  По мере того как робототехника, промышленные технологии Интернета вещей и другие виды передовых технологий становятся все более распространенными, в промышленном секторе появляются новые области применения печатных плат.

Приложения	Пример
Морские приложения	● Навигационные системы ● Системы связи ● Системы управления
● Навигационные системы: Многие морские суда используют печатные платы в своих навигационных системах. Вы можете найти печатные платы в GPS и радарных системах, а также в другом оборудовании. ● Системы связи: Радиосистемы, которые экипажи используют для связи с портами и другими судами, требуют печатных плат. ● Системы управления: Во многих системах управления морских судов, включая системы управления двигателем, системы распределения энергии и системы автопилота, используются печатные платы. Вывод:  Эти системы автопилота могут помочь в стабилизации лодки, маневрировании, минимизации ошибки курса и управлении работой руля.

Применение	Пример
Бытовая электроника	● Устройства связи ● компьютеры ● Развлекательные системы ● Бытовая техника
● Устройства связи: Смартфоны, планшеты, умные часы, радио и другие средства связи требуют, чтобы печатные платы функционировали. ● Компьютеры: Компьютеры как для личного пользования, так и для бизнеса оснащены печатными платами. ● Развлекательные системы: Все продукты, связанные с развлечениями, такие как телевизоры, стереосистемы и игровые приставки, полагаются на печатные платы. ● Бытовая техника: Многие бытовые приборы также имеют электронные компоненты и печатные платы, включая холодильники, микроволновые печи и кофеварки. Вывод:  Использование печатных плат в потребительских товарах, конечно, не замедляется. Доля американцев, владеющих смартфонами, сейчас составляет 77 процентов и продолжает расти. Многие устройства, которые раньше не были электронными, теперь также получают расширенные электронные функции и становятся частью Интернета вещей (IoT).

Применение	Пример
Автомобильные Компоненты	● Развлекательные и навигационные системы ● Системы управления ● Датчики
● Развлекательные и навигационные системы: Стереосистемы и системы, объединяющие навигацию и развлечения, полагаются на печатные платы. ● Системы управления: Многие системы, управляющие основными функциями автомобиля, основаны на электронике, питаемой от печатных плат. К ним относятся системы управления двигателем и регуляторы топлива. ● Датчики: По мере того, как автомобили становятся все более совершенными, производители включают все больше и больше датчиков. Эти датчики могут отслеживать слепые зоны и предупреждать водителей о близлежащих объектах. Платы также необходимы для систем, которые позволяют автомобилям автоматически парковаться параллельно. Вывод:  Эти датчики являются частью того, что позволяет автомобилям управлять автомобилем самостоятельно. Ожидается, что в будущем полностью автономные транспортные средства станут обычным явлением, поэтому используется большое количество печатных плат.

Применение	Пример
Телекоммуникационное оборудование	● Телекоммуникационные башни ● Офисное оборудование связи ● Светодиодные дисплеи и индикаторы
● Телекоммуникационные вышки: Вышки сотовой связи принимают и передают сигналы от сотовых телефонов и требуют печатных плат, которые могут выдерживать внешние условия. ● Офисное оборудование связи: Для большей части коммуникационного оборудования, которое вы можете найти в офисе, требуются печатные платы, включая системы телефонной коммутации, модемы, маршрутизаторы и устройства для передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP). ● Светодиодные дисплеи и индикаторы: Телекоммуникационное оборудование часто включает в себя светодиодные дисплеи и индикаторы, в которых используются печатные платы. Вывод:  Телекоммуникационная отрасль постоянно развивается, как и печатные платы, используемые в этом секторе. По мере того, как мы генерируем и передаем больше данных, мощные печатные платы станут еще более важными для связи.

FMUSER знает, что любая промышленность, использующая электронное оборудование, требует печатных плат. Какое бы приложение вы ни использовали, важно, чтобы они были надежными, доступными по цене и соответствовали вашим потребностям. 

Как эксперт в производстве печатных плат для FM-радиопередатчиков, а также поставщик решений для передачи аудио и видео, FMUSER также знает, что вы ищете качественные и недорогие печатные платы для своего FM-передатчика, это то, что мы предлагаем, Контакты немедленно для бесплатные запросы на печатную плату!

▲НАЗАД▲

Принцип сборки печатной платы: установка в сквозное отверстие или на поверхность

В последние годы, особенно в области полупроводников, возросла потребность в большей функциональности, меньшем размере и дополнительной полезности. И есть два метода размещения компонентов на печатной плате (PCB): монтаж через отверстие (THM) и технология поверхностного монтажа (SMT). Они различаются по различным функциям, преимуществам и недостаткам, давайте возьмем взгляд!

Компоненты со сквозным отверстием

Существует два типа компонентов для сквозного монтажа: 

Компоненты осевого вывода - проложите компонент по прямой линии (вдоль «оси») так, чтобы конец выводного провода выходил из компонента с любого конца. Оба конца затем продеваются через два отдельных отверстия на плате, обеспечивая более плотную и плоскую посадку компонента. Эти компоненты предпочтительнее при поиске плотной и компактной посадки. Конфигурация осевых выводов может иметь форму углеродных резисторов, электролитических конденсаторов, плавких предохранителей и светодиодов.

Компоненты радиального вывода - выступают из платы с выводами, расположенными на одной стороне компонента. Радиальные выводы занимают меньшую площадь поверхности, что делает их предпочтительными для плит с высокой плотностью. Радиальные компоненты доступны в виде дисковых керамических конденсаторов.

* Осевой шаг (вверху) по сравнению с радиальным шагом (внизу)

Компоненты осевых выводов проходят через компонент по прямой линии («в осевом направлении»), причем каждый конец выводного провода выходит из компонента с любого конца. Оба конца затем продеваются через два отдельных отверстия в плате, позволяя компоненту прилегать ближе и ровнее. 

Как правило, конфигурация осевых выводов может иметь форму углеродных резисторов, электролитических конденсаторов, предохранителей и светодиодов (LED).

Компоненты с радиальными выводами, с другой стороны, выступают из платы, поскольку выводы расположены на одной стороне компонента. Оба типа сквозных компонентов представляют собой компоненты со сдвоенными выводами.

Компоненты с радиальными выводами доступны в виде керамических дисковых конденсаторов, в то время как конфигурация осевых выводов может иметь форму углеродных резисторов, электролитических конденсаторов, предохранителей и светодиодов.

Компоненты с осевыми выводами используются для обеспечения их плотного прилегания к плате, радиальные выводы занимают меньшую площадь поверхности, что делает их лучше для плат с высокой плотностью.

Монтаж через отверстие (THM)
Монтаж в сквозное отверстие - это процесс, при котором выводы компонентов вставляются в просверленные отверстия на голой печатной плате, это своего рода предшественник технологии поверхностного монтажа. Метод сквозного монтажа на современном сборочном предприятии, но все еще считается второстепенной операцией и используется с момента появления компьютеров второго поколения. 

Этот процесс был стандартной практикой до появления технологии поверхностного монтажа (SMT) в 1980-х годах, когда ожидалось, что в это время он полностью откажется от сквозного монтажа. Тем не менее, несмотря на резкое падение популярности за последние годы, технология сквозных отверстий оказалась устойчивой в эпоху SMT, предлагая ряд преимуществ и нишевых приложений, а именно надежность, и именно поэтому монтаж в сквозные отверстия заменяет старую точечную установку. точечное строительство.

* Соединение точка-точка

Компоненты со сквозным отверстием лучше всего использовать для высоконадежных изделий, требующих более прочных соединений между слоями. В то время как компоненты SMT закрепляются только припоем на поверхности платы, выводы компонентов через отверстия проходят через плату, позволяя компонентам выдерживать большее воздействие окружающей среды. Вот почему технология сквозных отверстий обычно используется в военной и аэрокосмической продукции, которая может испытывать экстремальные ускорения, столкновения или высокие температуры. Технология сквозных отверстий также полезна при тестировании и создании прототипов, которые иногда требуют ручной настройки и замены.

В целом, полное исчезновение сквозных отверстий на печатной плате - большое заблуждение. За исключением вышеупомянутых применений технологии сквозных отверстий, всегда следует помнить о факторах доступности и стоимости. Не все компоненты доступны в виде SMD-пакетов, а некоторые компоненты для сквозного монтажа дешевле.

Читайте также: Сквозное отверстие против поверхностного монтажа | В чем разница?

Технология поверхностного монтажа (SMT)
SMT процесс, при котором компоненты устанавливаются непосредственно на поверхность печатной платы. 

Технология поверхностного монтажа была известна как «планарный монтаж» примерно в 1960 году и стала широко использоваться в середине 80-х годов.

В настоящее время практически все электронное оборудование производится с использованием SMT. Это стало важным фактором при проектировании и производстве печатных плат, улучшив качество и производительность печатных плат в целом, а также значительно снизив затраты на обработку и обслуживание.  

Компоненты, используемые для технологии поверхностного монтажа, представляют собой так называемые пакеты поверхностного монтажа (SMD). Эти компоненты имеют выводы под упаковкой или вокруг нее. 

Существует много разных типов SMD-пакетов разной формы и из разных материалов. Эти типы пакетов делятся на разные категории. Категория «Прямоугольные пассивные компоненты» включает в себя в основном стандартные резисторы и конденсаторы SMD. Категории «Малый контурный транзистор» (SOT) и «Малый контурный диод» (SOD) используются для транзисторов и диодов. Есть также пакеты, которые в основном используются для интегральных схем (ИС), таких как операционные усилители, трансиверы и микроконтроллеры. Примеры корпусов, которые используются для ИС: «Интегральная схема малого размера» (SOIC), «Quad Flat Pack» (QFN) и «Ball Grid Array» (BGA).

Упомянутые выше пакеты - это лишь некоторые примеры доступных пакетов SMD. На рынке доступно гораздо больше типов пакетов с различными вариантами.

Ключевые различия между SMT и монтажом в сквозное отверстие: 
(a) SMT не требует просверливания отверстий в печатной плате.
(б) Компоненты SMT намного меньше
(c) Компоненты SMT могут быть установлены с обеих сторон платы. 

Возможность разместить большое количество мелких компонентов на печатной плате позволила создавать более плотные, более производительные и меньшие печатные платы.

Одним словом: самая большая разница по сравнению с монтажом в сквозное отверстие заключается в том, что нет необходимости сверлить отверстия в печатной плате для создания соединения между дорожками на печатной плате и компонентами. 

Выводы компонента будут напрямую контактировать с так называемыми PAD на печатной плате. 

Выводы компонентов со сквозными отверстиями, которые проходят через плату и соединяют слои платы, были заменены «переходными отверстиями» - небольшими компонентами, которые обеспечивают проводящее соединение между различными слоями печатной платы и которые, по сути, действуют как выводы через отверстия. . Некоторые компоненты для поверхностного монтажа, такие как BGA, являются более производительными компонентами с более короткими выводами и большим количеством соединительных контактов, что обеспечивает более высокие скорости. 

▲НАЗАД▲

Делиться заботой!

Оставить сообщение 

Список сообщений