تابلوهای مدار چاپی الکترونیکی: انواع، کاربردها و ساخت

هر محصولی که وصل می‌شود، روشن می‌شود یا روشن می‌شود، به یک نیروی کار آرام بستگی دارد: مدار چاپی الکترونیکی. از یخچالی که در آشپزخانه شما زمزمه می کند تا ماژول چراغ جلو که ماشین را در مه هدایت می کند، این لمینت نازک از مس و رزین جایی است که در واقع وسایل الکترونیکی مدرن زندگی می کنند. ما از سال 2013 این بردها را در منطقه توسعه اقتصادی گوانگده در استان آنهویی ساخته‌ایم، و اگر یک درس از یک دهه تولید برجسته باشد، این است که یک برد مدار قابل اعتماد هرگز تصادفی نیست. این از انتخاب دقیق مواد، کنترل فرآیند منظم و ارتباط صادقانه با مهندسانی که آن را طراحی می‌کنند ناشی می‌شود. در این راهنما، ما توضیح می‌دهیم که مدار چاپی الکترونیکی چیست، انواع بردهای اصلی چگونه متفاوت هستند و چگونه ساختار مناسب را با برنامه خود مطابقت دهیم.

مدار چاپی الکترونیکی چیست؟

مدار چاپی الکترونیکی یک بستر غیر رسانا است که معمولاً اپوکسی تقویت‌شده با فایبرگلاس به نام FR4 شناخته می‌شود، که مسیرهای مس رسانا از طریق تصویربرداری، آبکاری و اچینگ روی آن تشکیل می‌شود. این ردهای مسی جایگزین سیم‌کشی نقطه به نقطه الکترونیک اولیه، سیگنال‌های مسیریابی و قدرت دقیقاً بین قطعات می‌شوند در حالی که لمینت همه چیز را به صورت مکانیکی در جای خود نگه می‌دارد.

یک تخته تمام شده در واقع پشته ای از لایه های کاربردی است که هر کدام کار خاصی را انجام می دهند:

• فویل مسی ردپاها، پدها و صفحاتی را تشکیل می دهد که جریان را منتقل می کنند.
• بستر دی الکتریک، اعم از FR4، فلزی یا سرامیکی، مدار را عایق و پشتیبانی می کند.
• ماسک لحیم کاری، پوشش آشنای سبز یا مشکی، از مس در برابر اکسیداسیون محافظت می کند و از ایجاد پل های لحیم کاری در هنگام مونتاژ جلوگیری می کند.
• افسانه های Silkscreen ارجاعات، قطبیت و نقاط تست را برای اسمبلرها مشخص می کنند.

این ساده به نظر می رسد، اما پنجره های تحمل در حکاکی، سوراخ کاری و لمینیت با میکرون اندازه گیری می شوند. عرض خط و فاصله 3/3 میلی متری فضای کمی را برای تغییر فرآیند باقی می گذارد، به همین دلیل است که تولید کنندگان باتجربه هر طرح را به عنوان یک محصول دقیق به جای یک کالا در نظر می گیرند.

انواع اصلی مدارهای چاپی الکترونیکی

طبقه بندی تخته به طور کلی از سه محور پیروی می کند: تعداد لایه ها، مواد پایه و ویژگی های عملکرد. دانستن محل قرارگیری پروژه شما در هر محور سریعترین راه برای کنترل هزینه و قابلیت اطمینان است.

تابلوهای یک طرفه و دو طرفه

تخته های یک طرفه مس را فقط روی یک لایه حمل می کنند، که آنها را به مقرون به صرفه ترین انتخاب برای محصولات ساده مانند روشنایی LED و منابع تغذیه اولیه تبدیل می کند. تخته های دو طرفه یک لایه مس دوم را اضافه می کنند که از طریق سوراخ های روکش شده متصل می شود، در حالی که مقرون به صرفه می مانند، فضای مسیریابی را تقریبا دو برابر می کند. بخش بزرگی از بردهایی که ما ارسال می کنیم، به ویژه برای برق و لوازم الکترونیکی خودرو، طرح های دو طرفه هستند، از جمله بردهای بدون سرب که به طور خاص برای کاربردهای برق و خودرو ساخته شده اند.

تخته های چند لایه

زمانی که تقاضای مسیریابی بیش از دو لایه باشد، ورق های متناوب مس را لمینت می کنیم و در یک ساختار سفت و سخت، از 4 لایه تا 32 لایه، پیش آغشته می کنیم. ساخت چندلایه مسیرهای سیگنال را کوتاه می کند، زمین و صفحات قدرت اختصاصی را فراهم می کند و از طرح بندی های با چگالی بالا که محصولات مدرن نیاز دارند پشتیبانی می کند. یک مثال معمولی از خط تولید ما، یک برد OSP سبز رنگ چهار لایه است که در تجهیزات صنعتی و مصرفی استفاده می شود.

4 لایه سبز OSP PCB یک PCB چند لایه چهار لایه ساخته شده بر روی FR-4 با Tg بالا با ماسک لحیم سبز و روکش OSP، که نشان می دهد چگونه ساخت و ساز چندلایه از هواپیماهای اختصاصی و مسیریابی متراکم در تجهیزات صنعتی و مصرفی پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →

ساخت و سازهای تخصصی

فراتر از پشته‌آپ‌های استاندارد، چندین ساختار تخصصی مشکلات مهندسی خاص را حل می‌کنند:

• بردهای HDI از میکروویا و خطوط ریز استفاده می کنند تا اتصالات بیشتری را در فضای کمتری قرار دهند.
• بردهای مسی ضخیم و پرقدرت جریان سنگینی را در تبدیل نیرو و درایوهای موتور کنترل می کنند.
• لمینت های فرکانس بالا یکپارچگی سیگنال را در محصولات ارتباطی و RF حفظ می کنند.
• تخته های فلزی و آلومینیومی گرما را از LED ها و دستگاه های برق می کشند.
• مدارهای انعطاف‌پذیر و انعطاف‌پذیر در جایی خم می‌شوند که تخته‌های صلب نمی‌توانند، ایده‌آل برای مجموعه‌های فشرده یا متحرک.

برای بررسی عمیق تر از مبادلات، راهنمای ما به انواع PCB تک، دو لایه و چند لایه فرآیند انتخاب را با جزئیات پوشش می دهد.

مواد و پوشش های سطحی بیش از آنچه فکر می کنید اهمیت دارند

ماده پایه تعیین می کند که چگونه یک تخته تحت گرما، جریان و استرس رفتار می کند. FR4 استاندارد بیشتر کاربردهای حساس به هزینه را پوشش می دهد، در حالی که FR4 با Tg بالا در برابر دماهای جریان مجدد بالاتر مونتاژ بدون سرب مقاومت می کند. ورقه های بدون هالوژن الزامات زیست محیطی سخت تری را برآورده می کنند و بسترهای فلزی مانند هسته های آلومینیومی یا مسی گرما را در طرح های LED و برق از بین می برند. لمینت های سرامیکی و فرکانس بالا به کارهای RF که در آن پایداری دی الکتریک حیاتی است، خدمت می کنند. هنگامی که مدیریت حرارتی اولویت است، یک PCB آلومینیومی یک طرفه اغلب مستقیم ترین پاسخ است.

PCB آلومینیومی یک طرفه یک PCB با پایه آلومینیومی که گرما را به مراتب بهتر از FR4 از اجزای پرقدرت انتقال می‌دهد و زمانی که مدیریت حرارتی اولویت در طراحی‌های روشنایی و برق LED است، آن را به یک انتخاب عملی تبدیل می‌کند. مشاهده محصول →

پرداخت سطح تصمیم دیگری است که مهندسان گاهی اوقات آن را دست کم می گیرند، زیرا مستقیماً بر لحیم کاری، ماندگاری و هزینه مونتاژ تأثیر می گذارد:

• OSP مقرون به صرفه است و پدهای کاملاً مسطح را برای مونتاژ ریز به جا می گذارد.
• لحیم کاری بدون سرب (HASL) برای بردهای همه منظوره قوی و مقرون به صرفه است.
• طلای غوطه ور و آبکاری طلا سطوح مسطح، مقاوم در برابر اکسیداسیون و قابل اتصال به سیم را برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا و استفاده از انگشت طلا فراهم می کند.

تطبیق پایان با فرآیند مونتاژ و محیط عملیاتی شما از خرابی های قابل اجتناب بعداً جلوگیری می کند.

از فایل طراحی تا تابلوی نهایی

مشتریان اغلب می پرسند بین آپلود فایل های Gerber و دریافت بردها چه اتفاقی می افتد. در کارخانه ما، جریان ده مرحله منظم را دنبال می کند:

1. بررسی مهندسی داده‌های گربر، بررسی قابلیت تولید و جمع‌آوری.
2. تصویربرداری لایه داخلی و اچ برای ساخت های چند لایه.
3. لمینیت لایه های مس و پیش آغشته سازی تحت حرارت و فشار.
4. حفاری دقیق سوراخ ها و گذرگاه ها.
5. آبکاری برای فلزی کردن دیواره های سوراخ.
6. تصویربرداری و اچینگ لایه بیرونی.
7. کاربرد و پخت ماسک لحیم کاری.
8. کاربرد پوشش سطح.
9. تست برق و بازرسی نوری خودکار.
10. مسیریابی، بازرسی نهایی و بسته بندی.

چرخش به پیچیدگی بستگی دارد. نمونه های اولیه دو طرفه می توانند در کمتر از 24 ساعت از کف ما خارج شوند، در حالی که سفارشات دسته ای تخته های یک و دو طرفه در 6 تا 7 روز ارسال می شود. تخته های چهار تا هشت لایه 9 تا 20 روز طول می کشد، تخته های 10 تا 16 لایه 20 تا 25 روز طول می کشد و ساخت و سازهای HDI در عرض 25 روز ارسال می شود. این ارقام در طول اعتبارسنجی طراحی، زمانی که هر روز انتظار تکرار بعدی را به تاخیر می اندازد، بیشترین اهمیت را دارند.

تطبیق تابلوها با برنامه های کاربردی دنیای واقعی

همان اصول مس و رزین به صنایع بسیار متفاوتی خدمت می کند که هر کدام نوار قابلیت اطمینان خاص خود را دارند. برنامه های کاربردی مصرف کننده و نیرو هزینه را در حجم اولویت بندی می کنند. کنترل صنعتی به عمر طولانی نیاز دارد. تجهیزات پزشکی نیاز به کیفیت ثابت دارند زیرا خرابی در کنار تخت غیرقابل قبول است. و محصولات خودرو باید از لرزش، نوسانات دما و ممیزی های دقیق جان سالم به در ببرند، به همین دلیل است که کارخانه ما تحت گواهینامه IATF16949 در کنار تاییدیه ISO9001، ISO14001، ISO45001 و UL کار می کند.

ما همچنین فراتر از بردهای لخت را به مونتاژ برد مدار چاپی گسترش می دهیم. PCBA که ما برای تغلیظ‌کننده‌های اکسیژن می‌سازیم مثال خوبی است: مونتاژ تمام شده، نه فقط برد خالی، باید انتظارات درجه پزشکی را برآورده کند. ارائه ساخت و مونتاژ زیر یک سقف، حلقه بازخورد را کوتاه می کند و لایه ای از هماهنگی را از زنجیره تامین شما حذف می کند.

PCBA متمرکز کننده اکسیژن یک مجموعه برد مدار چاپی برای تغلیظ‌کننده‌های اکسیژن که بر اساس انتظارات قابلیت اطمینان در سطح پزشکی ساخته شده است، که نشان می‌دهد چرا ساخت و مونتاژ توسط یک تامین‌کننده، زنجیره تامین را ساده می‌کند. مشاهده محصول →

انتخاب سازنده مدار چاپی الکترونیکی

قیمت هر متر مربع به راحتی قابل مقایسه است. همه چیز دیگر نیست. هنگامی که مشتریان تامین کنندگان، از جمله ما را ارزیابی می کنند، آنها را تشویق می کنیم که به چهار چیز توجه کنند:

• دامنه صدور گواهینامه: ISO9001 کیفیت پایه را پوشش می دهد، IATF16949 نظم و انضباط خودرو را پوشش می دهد و UL ایمنی محصول را پوشش می دهد.
• عمق مهندسی: تیم ما شامل هفت مهندس با بیش از پانزده سال تجربه عملی است و آنها هر طراحی را قبل از شروع تولید بررسی می کنند.
• انعطاف‌پذیری تحویل: همان خط باید یک نمونه اولیه 24 ساعته و یک دسته حجمی را بدون کاهش استانداردهای کیفیت خود کنترل کند.
• ارتباطات: سرعت نقل قول، بازخورد DFM و پاسخ های صادقانه در مورد آنچه که یک طرح می تواند و نمی تواند به دست آورد.

شما می توانید دامنه کامل را بررسی کنید قابلیت های خدمات ما در صفحه خدمات ما، از نقل قول اولیه تا پشتیبانی پس از فروش.

یک مدار چاپی الکترونیکی ممکن است شبیه یک مستطیل سبز غیرفعال به نظر برسد، اما دستگاه دقیقی است که هر جزء دیگر محصول شما به آن وابسته است. انتخاب تعداد لایه‌ها، متریال و پرداخت مناسب، و تولیدکننده‌ای که با این انتخاب‌ها برخورد جدی می‌کند، هزینه‌های خود را چندین برابر در قابلیت اطمینان و زمان عرضه به بازار می‌پردازد. اگر در حال ارزیابی طرح جدیدی هستید یا به دنبال شریک تولیدی هستید، مهندسان ما خوشحال می‌شوند که فایل‌های شما را بررسی کرده و یک پیشنهاد سریع ارائه دهند. این بخشی از این کار بوده است که ما از سال 2013 بیشترین لذت را برده ایم.