Płytka drukowana:
Płytka drukowana (PCB) to fizyczna podstawa lub platforma, na której można spawać elementy elektroniczne. Ścieżki miedziane łączą te elementy ze sobą i umożliwiają działanie płytki drukowanej w sposób, w jaki została zaprojektowana.

Płytka drukowana jest rdzeniem urządzenia elektronicznego, może mieć dowolny kształt i rozmiar w zależności od zastosowania urządzenia elektronicznego. Najpopularniejszym materiałem podłoża/podłoża dla PCB jest FR-4. Płytki PCB oparte na FR-4 są powszechnie spotykane w wielu urządzeniach elektronicznych, a ich produkcja jest powszechna. W porównaniu z wielowarstwowymi PCB, jednostronne i dwustronne PCB są łatwiejsze w produkcji.

FR-4 PCB wykonany jest z włókna szklanego i żywicy epoksydowej połączonej z laminowaną okładziną miedzianą. Niektóre z najlepszych przykładów złożonych wielowarstwowych (do 12 warstw) płytek drukowanych to komputerowe karty graficzne, płyty główne, płyty mikroprocesorowe, FPGA, CPLD, dyski twarde, RF LNA, kanały antenowe do komunikacji satelitarnej, zasilacze impulsowe, telefony z systemem Android i inne . Istnieje również wiele przykładów zastosowania prostych jednowarstwowych i dwuwarstwowych płytek drukowanych, takich jak telewizory CRT, oscyloskopy analogowe, kalkulatory ręczne, myszy komputerowe, obwody radia FM.

Zastosowanie PCB:
1. Sprzęt medyczny:
Dzisiejsze postępy w naukach medycznych są w całości spowodowane szybkim rozwojem przemysłu elektronicznego. Większość urządzeń medycznych, takich jak mierniki pH, czujniki bicia serca, pomiary temperatury, aparaty EKG/EEG, aparaty do rezonansu magnetycznego, prześwietlenia, tomografy komputerowe, ciśnieniomierze, aparaty do pomiaru poziomu glukozy, inkubatory, aparaty mikrobiologiczne i wiele innych elektroniczne płytki drukowane. Te płytki PCB są zwykle kompaktowe i mają mały współczynnik kształtu. Gęstość oznacza, że ​​mniejsze elementy SMT są umieszczane w mniejszych rozmiarach PCB. Te urządzenia medyczne są mniejsze, przenośne, lekkie i łatwe w obsłudze.

2. Urządzenia przemysłowe.
Płytki PCB są również szeroko stosowane w produkcji, fabrykach i powstających fabrykach. Branże te dysponują urządzeniami mechanicznymi dużej mocy napędzanymi obwodami, które działają z dużą mocą i wymagają dużego prądu. W tym celu na płytce drukowanej tłoczona jest gruba warstwa miedzi, która różni się od wyrafinowanych płytek elektronicznych, w których prąd tych obwodów o dużej mocy wynosi nawet 100 amperów. Jest to szczególnie ważne w przypadku spawania łukowego, dużych serwonapędów, ładowarek akumulatorów kwasowo-ołowiowych, przemysłu wojskowego, tkackich krosien bawełnianych i innych zastosowań.

3. Oświetlenie.
Jeśli chodzi o oświetlenie, świat zmierza w kierunku energooszczędnych rozwiązań. Te żarówki halogenowe są obecnie rzadko spotykane, ale teraz widzimy wokół diody LED i diody LED o wysokiej intensywności. Te małe diody LED zapewniają wysoką jasność światła i są montowane na płytce drukowanej opartej na podłożu aluminiowym. Aluminium ma właściwość pochłaniania ciepła i rozpraszania go w powietrzu. Dlatego, ze względu na dużą moc, te aluminiowe płytki PCB są powszechnie stosowane w obwodach lamp LED do obwodów LED średniej i dużej mocy.

4. Przemysł motoryzacyjny i lotniczy.
Innym zastosowaniem PCB jest przemysł motoryzacyjny i lotniczy. Wspólnym czynnikiem jest tutaj pogłos generowany przez ruch samolotu lub samochodu. Dlatego, aby sprostać tym wibracjom o dużej sile, płytka drukowana staje się elastyczna. Używana jest więc płytka drukowana zwana Flex PCB. Elastyczne płytki PCB mogą wytrzymać wysokie wibracje i są lekkie, co może zmniejszyć całkowitą wagę statku kosmicznego. Te elastyczne płytki PCB można również regulować w wąskiej przestrzeni, co jest kolejną dużą zaletą. Te elastyczne płytki PCB służą jako złącza, interfejsy i można je montować w kompaktowych przestrzeniach, takich jak za panelami, pod deskami rozdzielczymi itp. Stosowana jest również kombinacja sztywnej i elastycznej płytki drukowanej.
Typ PCB:

Obwody drukowane (PCB) dzielą się na 8 głównych kategorii. Oni są

Płytka jednostronna:
Elementy jednostronnej płytki drukowanej są zamontowane tylko z jednej strony, a drugą stroną jest drut miedziany. Cienką warstwę folii miedzianej nakłada się na jedną stronę podłoża RF-4, a następnie nakłada się maskę lutowniczą w celu zapewnienia izolacji. Wreszcie, sitodruk jest używany do zapewnienia informacji o znakowaniu C1, R1 i innych elementów na PCB. Te jednowarstwowe płytki PCB są łatwe w projektowaniu i produkcji na dużą skalę, są bardzo poszukiwane i tanie w zakupie. Bardzo często stosowany w produktach gospodarstwa domowego, takich jak sokowirówki/blendery, wentylatory do ładowania, kalkulatory, małe ładowarki do akumulatorów, zabawki, piloty do telewizorów itp.

Podwójna płytka drukowana:
Dwustronna płytka drukowana jest nakładana na płytkę z warstwą miedzi po obu stronach płytki. Wywierć otwory, w których montuje się elementy THT wraz z wyprowadzeniami. Otwory te łączą jedną część z drugą za pomocą miedzianych szyn. Doprowadzenia składowe przechodzą przez otwór, nadmiar doprowadzeń jest odcinany przez obcinak, a doprowadzenia są przyspawane do otworu. Wszystko to odbywa się ręcznie. Możesz również mieć komponenty SMT i komponenty THT z 2 warstwami PCB. Elementy SMT nie wymagają otworów, ale podkładki są wykonane na płytce drukowanej, a elementy SMT są mocowane do płytki za pomocą lutowania rozpływowego. Komponenty SMT zajmują bardzo mało miejsca na płytce PCB, dzięki czemu mogą wykorzystać więcej wolnego miejsca na płytce, aby osiągnąć więcej funkcji. Dwustronna płytka drukowana służy do zasilania, wzmacniacza, sterownika silnika prądu stałego, obwodu przyrządu itp.

Wielowarstwowa płytka drukowana:
Wielowarstwowa płytka drukowana jest wykonana z wielowarstwowej dwuwarstwowej płytki drukowanej, umieszczonej pomiędzy warstwami izolacji dielektrycznej, aby zapewnić, że płyta i komponenty nie zostaną uszkodzone przez przegrzanie. Wielowarstwowe PCB są dostępne w różnych kształtach i warstwach, od 4-warstwowych do 12-warstwowych PCB. Im więcej warstw, tym bardziej złożony obwód, tym bardziej złożony projekt układu PCB.
Wielowarstwowe płytki drukowane zwykle mają oddzielne warstwy uziemiające, warstwy mocy, szybkie warstwy sygnału, kwestie integralności sygnału i zarządzanie temperaturą. Typowe zastosowania to wymagania wojskowe, elektronika lotnicza i kosmiczna, komunikacja satelitarna, elektronika nawigacyjna, śledzenie GPS, radar, cyfrowe przetwarzanie sygnału i przetwarzanie obrazu.

Sztywna płytka drukowana:
Wszystkie omówione powyżej typy PCB należą do kategorii sztywnych PCB. Sztywne PCB mają stałe podłoża, takie jak FR-4, Rogers, żywice fenolowe i epoksydowe. Deski te nie wyginają się i nie skręcają, ale mogą zachować kształt przez wiele lat do 10 lub 20 lat. Dlatego wiele urządzeń elektronicznych ma długą żywotność ze względu na sztywność, solidność i sztywność sztywnej płytki drukowanej. Płytki PCB do komputerów i laptopów są sztywne, a wiele domowych telewizorów, telewizorów LCD i LED jest wykonanych ze sztywnych płytek PCB. Wszystkie powyższe jednostronne, dwustronne i wielowarstwowe zastosowania PCB dotyczą również sztywnych PCB.

Elastyczna płytka drukowana lub elastyczna płytka drukowana nie jest sztywna, ale jest elastyczna i można ją łatwo wyginać. Charakteryzują się elastycznością, wysoką odpornością cieplną i doskonałymi właściwościami elektrycznymi. Materiał podłoża dla Flex PCB zależy od wydajności i kosztów. Typowymi materiałami podłoża dla Flex PCB są folia poliamidowa (PI), folia poliestrowa (PET), PEN i PTFE.
Koszt produkcji Flex PCB to nie tylko sztywna płytka PCB. Można je składać lub owijać na rogach. Zajmują mniej miejsca niż ich sztywne odpowiedniki. Są lekkie, ale mają bardzo niską wytrzymałość na rozdarcie.

Połączenie sztywnych i elastycznych płytek drukowanych jest ważne w wielu zastosowaniach o ograniczonej przestrzeni i wadze. Na przykład w kamerze obwody są złożone, ale połączenie sztywnych i elastycznych płytek drukowanych zmniejszy liczbę części i zmniejszy rozmiar płytki drukowanej. Okablowanie dwóch płytek drukowanych można również połączyć na jednej płytce drukowanej. Typowe zastosowania to aparaty cyfrowe, telefony komórkowe, samochody, laptopy i urządzenia z ruchomymi częściami

Szybka płytka drukowana:
Obwody drukowane o wysokiej prędkości lub wysokiej częstotliwości to obwody drukowane wykorzystywane do zastosowań związanych z komunikacją sygnałową na częstotliwościach wyższych niż 1 GHz. W takim przypadku w grę wchodzą problemy z integralnością sygnału. Materiał podłoża PCB HF powinien być starannie dobrany, aby spełnić wymagania projektowe.
Powszechnie stosowanymi materiałami są polifenylen (PPO) i politetrafluoroetylen. Posiada stabilną stałą dielektryczną i małe straty dielektryczne. Pochłaniają mniej wody, ale kosztują więcej.
Wiele innych materiałów dielektrycznych ma zmienne stałe dielektryczne, które powodują zmiany impedancji, powodując zniekształcenie sygnałów harmonicznych i cyfrowych oraz utratę integralności sygnału

Materiał podłoża PCBS na bazie aluminium ma właściwości skutecznego rozpraszania ciepła. Ze względu na niską odporność termiczną chłodzenie PCB oparte na aluminium jest bardziej wydajne niż jego odpowiednik oparty na miedzi. Emituje ciepło w powietrzu oraz w obszarze gorącego złącza płytki drukowanej.

Wiele obwodów lamp LED, diody LED o wysokiej jasności są wykonane z aluminiowej płytki drukowanej.

Aluminium jest metalem powszechnie występującym i jest tani w wydobyciu, więc koszty PCB są niskie. Aluminium nadaje się do recyklingu i jest nietoksyczne, dzięki czemu jest przyjazne dla środowiska. Aluminium jest wytrzymałe i trwałe, co zmniejsza uszkodzenia podczas produkcji, transportu i montażu
Wszystkie te cechy sprawiają, że płytki drukowane na bazie aluminium są przydatne w zastosowaniach wysokoprądowych, takich jak sterowniki silników, ładowarki do akumulatorów o dużej wytrzymałości i światła LED o wysokiej jasności.

Wniosek:
W ostatnich latach płytki PCB ewoluowały od prostych wersji jednowarstwowych odpowiednich dla bardziej złożonych systemów, takich jak płytki teflonowe o wysokiej częstotliwości.
PCB przenika obecnie prawie każdy obszar nowoczesnej technologii i rozwijającej się nauki. Mikrobiologia, mikroelektronika, nanonauka i technologia, przemysł lotniczy, wojsko, awionika, robotyka, sztuczna inteligencja i inne dziedziny są oparte na różnych formach płytek drukowanych (PCB).