Wat is een PCB-bord??
Met een PCB-plaat wordt een plaat bedoeld die met behulp van draden en geleiders een elektrische verbinding maakt voor verschillende componenten. De plaat biedt daarnaast mechanische ondersteuning voor op het oppervlak gemonteerde componenten en componenten met een socket.
Het bevat dunne koperen sporen, of sporen, die op complexe wijze zijn geëtst in het substraatmateriaal dat isolatie biedt, zoals glasvezel of composiet epoxy. De koperen sporen vormen de bedrading tussen componenten op de printplaatHet PCB-productieproces maakt gebruik van fotolithografie om het circuit nauwkeurig op de printplaat te printen. Zodra de printplaat is vervaardigd, kunnen elektronische componenten op de koperen pads worden gesoldeerd om een compleet circuit te vormen. De printplaat zorgt voor de verbindingen tussen deze gemonteerde componenten en integreert ze in een functioneel elektronisch systeem.
Hoewel printplaten tegenwoordig in bijna alle elektronische apparatuur te vinden zijn, verwijst de term specifiek naar de kale printplaat zonder componenten. Wanneer de componenten op een printplaat worden gesoldeerd, wordt het resulterende product nauwkeuriger omschreven als een printed circuit assembly (PCA) of printplaatassemblage (PCBA).
Soorten PCB-borden
Enkelzijdige printplaat
Hiermee wordt een printplaat bedoeld die bestaat uit een enkellaags substraat, waarbij alle circuits en componenten slechts aan één kant zijn gemonteerd. Enkelzijdige printplaten kenmerken zich door een eenvoudig ontwerp en productieproces, een hoge productie-efficiëntie, lage kosten en een breed scala aan toepassingen.
Dubbelzijdige printplaat
Zoals de naam al doet vermoeden, een dubbelzijdige printplaat Een printplaat verwijst naar de printplaat waarop elektronische componenten aan beide zijden van het substraat zijn gemonteerd. Er zijn twee methoden om componenten te assembleren: SMT (surface mount technology) en THT (through-hole technology). Deze technologie wordt meestal toegepast voor toepassingen met complexere circuits, zoals ledverlichting, verkoopautomaten, industriële besturingen, enzovoort.
Meerlaagse PCB-plaat
Meerlaags PCB-bordPCB's bestaan uit drie of meer lagen printplaten, afhankelijk van de toepassing en behoeften. Dit type printplaat biedt ontwerpers veel meer flexibiliteit voor complexe lay-outs. Daarom vind je ze terug in elektrische energiecentrales zoals medische apparatuur, dataopslagsystemen, gps-technologie en andere geavanceerde toepassingen. Door de aanwezigheid van meerdere geleidende lagen kunnen componenten en sporen elkaar kruisen zonder kortsluiting, wat veel compactere ontwerpen mogelijk maakt. Dus als je een hoogwaardige printplaat nodig hebt die aan hoge elektrische eisen voldoet, zijn meerlagenprintplaten de juiste keuze.
Stijve printplaat
Stijve PCB's zijn een veelvoorkomend type printplaat, die gemaakt zijn van sterk substraatmateriaal. Hun flexibiliteit en buiging worden aanzienlijk verminderd, waardoor de elektronische componenten die voor rigide PCB's worden gebruikt een langere levensduur hebben. Bovendien produceert dit type PCB weinig elektronische ruis, waardoor het gebruik van rigide PCB's de negatieve impact op het milieu tot op zekere hoogte helpt verminderen. Rigide PCB's worden voornamelijk gebruikt in toepassingen zoals satellieten, auto's en de lucht- en ruimtevaart.
Flexibele printplaat
In tegenstelling tot stijve PCB's, flexibele printplaten Zijn gemaakt van materialen die gemakkelijk buigen, maar ze zijn vaak duurder in productie. Flexibele printplaten (PCB's) hebben vele voordelen, waarvan de flexibiliteit het meest prominent is. Ze kunnen over randen of hoeken worden gevouwen, terwijl dankzij hun flexibiliteit één flexibele printplaat gebieden kan bedekken waar mogelijk meerdere stijve printplaten nodig zijn. Bovendien vereisen flexibele printplaten minder montageruimte en zijn ze geschikt voor toepassingen waar gewicht en ruimte belangrijk zijn.
Rigid-Flex printplaat
Rigid-flex-circuits Combineren de voordelen van stijve en flexibele PCB's en worden geïmplementeerd door meerdere lagen flexibele PCB's te verbinden met stijve PCB-lagen. Vergeleken met stijve of flexibele PCB's hebben stijve-flex PCB's minder elektronische componenten en zijn er geen connectoren, headers en contactkrimpen nodig, wat resulteert in een kleinere totale PCB-grootte en een kleiner gewicht. Flexibele, stijve PCB's vind je vaak terug in bijvoorbeeld mobiele telefoons, digitale camera's en pacemakers.
PCB-plaat met aluminium achterkant
PCB met aluminium achterkant Verwijst naar printplaten die aluminium of koperen substraten gebruiken, terwijl de meeste printplaten over het algemeen van glasvezel zijn gemaakt. Ze hebben verschillende voordelen: ten eerste hebben ze een betere thermische efficiëntie, waardoor ze een perfecte keuze zijn voor projecten met complexere circuits, omdat ze de warmte van het circuit na verloop van tijd gemakkelijk kunnen afvoeren, zelfs na langdurig gebruik. Ten tweede hebben aluminium printplaten een langere levensduur in vergelijking met glasvezel en zijn ze duurzamer. Ten derde zijn ze onschadelijk voor het milieu. Aluminium platen zijn niet giftig, milieuvriendelijk en gemakkelijk te recyclen.
TDe toepassingen van PCB-borden
Medical Devices
Van pacemakers en kleine camera's voor minimaal invasieve chirurgie tot grote medische apparatuur zoals röntgenapparatuur en CAT-scanners, PCB's spelen een belangrijke rol. Zo kunnen flexibele en rigid-flex PCB's, die klein van formaat, licht van gewicht en een hoge dichtheid zijn, worden gebruikt voor de productie van compactere en lichtere medische apparaten. Voor sommige complexe medische apparaten zijn rigid-flex PCB's een bijzonder ideale keuze.
LUCHT- EN RUIMTEVAART
Met de vooruitgang in de lucht- en ruimtevaarttechnologie neemt ook de vraag naar printplaten voor gebruik in vliegtuigen, satellieten, drones en andere luchtvaartelektronica toe. In deze toepassingen worden vaak kleine printplaten gebruikt die complexe circuits ondersteunen. De meest gebruikte zijn rigide, flexibele en rigid-flex printplaten, die worden gebruikt in instrumentenpanelen, vluchtregelsystemen, vluchtmanagementsystemen en veiligheidssystemen. Hun compacte en lichte ontwerp vermindert het totale gewicht van de apparatuur, wat resulteert in een lager brandstofverbruik.
Consumer Electronics
We vinden printplaten terug in elektronica die veel wordt gebruikt in huis en op kantoor, zoals computers, smartphones, televisies, huishoudelijke apparaten, entertainmentsystemen, enzovoort. Deze producten stellen hoge eisen aan printplaten, waaronder betrouwbaarheid, gewicht en warmteafvoer.
industriële apparatuur
De meeste industriële apparatuur wordt tegenwoordig elektronisch aangestuurd, wat resulteert in een toenemende vraag naar printplaten in de industrie. Apparatuur zoals productieapparatuur, meetapparatuur, elektrische apparatuur en robots vereisen allemaal printplaten. Omdat industriële apparatuur doorgaans in zware omstandigheden werkt, moeten printplaten die in industriële omgevingen worden gebruikt, duurzaam genoeg zijn om bestand te zijn tegen chemische stimulatie, fysieke schokken, hoge temperaturen en andere ongunstige factoren.
Verlichting
Omdat lichtgevende diodes een hoge energie-efficiëntie hebben en een langere levensduur hebben, worden ze steeds populairder op verschillende markten. Dit leidt tot een toenemend gebruik van LED-printplaten, met name printplaten met een aluminium achterkant, omdat deze een betere warmteafvoer hebben vergeleken met andere soorten printplaten.
Militaire en Defensie
Militaire en defensie-uitrusting is ook onlosmakelijk verbonden met printplaten, die nodig zijn voor voertuigen, computers, communicatie- en bewakingsapparatuur. Printplaten die in deze sector worden gebruikt, moeten zeer duurzaam en betrouwbaar zijn en bestand zijn tegen extreme temperaturen en weersomstandigheden.
Hoe maak je een printplaat?
- Stap 1 – PCB-bordontwerp
Voordat we beginnen met de productie, moeten we eerst een PCB-ontwerp maken op basis van de projectvereisten. Dit ontwerp wordt meestal gemaakt met behulp van computersoftware zoals Altium Designer, OrCAD, Pads, enz. Zodra het ontwerp klaar is, moeten we het omzetten naar Gerber-formaat, inclusief belangrijke informatie zoals boorpatronen, boorgaten en componentsymbolen.
- Stap 2 – Het ontwerp afdrukken
We gebruiken een speciale printer, een plotter, om het printplaatontwerp te printen. De plotter is zeer nauwkeurig en kan details en lagen van de printplaten weergeven, wat erg handig is voor fabrikanten om de printplaten te visualiseren. Er zijn twee kleuren die in de film te zien zijn: heldere inkt en zwarte inkt. Voor de binnenlagen vertegenwoordigt de heldere inkt de niet-geleidende delen en de zwarte inkt de geleidende kopersporen en circuits. Voor de buitenlagen is de betekenis omgekeerd.
- Stap 3 - Koper verwijderen
Om de productie van een printplaat voort te zetten, moeten we het overtollige koper in de binnenste lagen van de plaat verwijderen met behulp van koperoplosmiddel. Het gewenste koper kan dan intact blijven. De hoeveelheid koperetsoplosmiddel kan variëren. Zo vereist een grote printplaat bijvoorbeeld meer koper en tijd.
- Stap 4 – Laaguitlijning
In deze stap gaat de printplaat naar de volgende stap: het uitlijnen van de lagen. Zowel de binnen- als de buitenlaag moeten worden uitgelijnd met behulp van een optische ponsmachine die een pen door gaten kan drijven om de lagen van de printplaten uit te lijnen.
- Stap 5 – Inspectie
Er is geen mogelijkheid om fouten in de binnenste lagen te corrigeren als de lagen samengevoegd zijn, daarom is inspectie een zeer essentiële stap. De automatische optische inspectiemachine wordt gebruikt om te garanderen dat er geen defecten op de printplaten zitten. Met behulp van een lasersensor scant de machine de lagen zorgvuldig en genereert een digitaal beeld om te vergelijken met het originele Gerber-bestand. Als er tijdens het proces inconsistenties worden gevonden, presenteert de machine de vergelijking zodat we meer informatie kunnen krijgen.
- Stap 6 - De lagen lamineren
Eerst worden de lagen met metalen klemmen aan elkaar bevestigd en wordt de prepreglaag op het uitlijningsbekken geplaatst. Vervolgens wordt de substraatlaag op de prepreglaag gelegd, waarna de koperfolielagen worden geplaatst. Vervolgens worden er nog meer prepreglagen over de koperlaag gelegd. Tot slot maken de aluminiumfolie en de koperen persplaat de stapel af.
- Stap 7 - Op de lagen drukken
Om deze lagen te kunnen persen, moeten er pennen door de lagen worden geponst zodat ze uitgelijnd blijven. Vervolgens worden de lagen door de persmachines verhit en onder druk gezet om de epoxy in de prepreg te smelten en de lagen aan elkaar te smelten.
- Stap 8 – Boren
Voordat we gaan boren, gebruiken we röntgenapparatuur om boorpunten te lokaliseren. Vervolgens wordt de computergestuurde boor ingezet om gaten in elke laag te boren. Zodra het boren is voltooid, wordt de overtollige koperdraad aan de rand van het paneel verwijderd met de contourtool.
- Stap 9 - Plateren
Na het boren wordt de printplaat geplateerd. We gebruiken de chemische depositie om alle lagen aan elkaar te smelten, en de printplaat wordt grondig gereinigd met andere chemische oplossingen die het oppervlak van het paneel bedekken met een dunne laag (ongeveer 1 micron) koper, die in de geboorde gaten terechtkomt.
- Stap 10 - Beeldvorming van de buitenste laag
In deze stap brengen we een laag fotoresist aan op de buitenste laag vóór het belichten. Tijdens het proces moeten we er rekening mee houden dat de laag in een steriele ruimte moet worden geplaatst om verontreinigingen van het oppervlak te isoleren. Vervolgens gebruiken we ultraviolet licht om de fotoresist uit te harden, terwijl ongewenste fotoresist wordt verwijderd.
- Stap 11 - Plateren
Net als in stap 9 moeten we het paneel met een dunne koperlaag bekleden. Vervolgens wordt het paneel bekleed met een dunne tinlaag. Tijdens dit proces kunnen we het ongewenste koper verwijderen en voorkomen dat het koper van de buitenste laag in de volgende stap wordt weggeëtst.
- Stap 12 – Etsen
Door de chemische oplossing toe te passen, kunnen we in deze stap het ongewenste koper verwijderen, terwijl het gewenste koper, dat door tin wordt beschermd, achterblijft. Deze stap kan de geleidende delen en verbindingen van de printplaten vastleggen.
- Stap 13 - Toepassing soldeermasker
Vóór het aanbrengen van het soldeermasker moeten beide zijden van het paneel worden gereinigd. Vervolgens wordt een epoxy-soldeermaskerinkt op het paneel aangebracht. Vervolgens wordt ultraviolet licht gebruikt om het ongewenste soldeermasker te verwijderen, waarna het gewenste soldeermasker in een oven wordt gebakken om uit te harden.
- Stap 14 – Zeefdruk
In deze stap printen we cruciale informatie op de printplaat, een zeer belangrijke stap. Zodra dit is voltooid, gaat de printplaat over naar het laatste coating- en uithardingsproces.
- Stap 15 - Oppervlakteafwerking
Afhankelijk van de verschillende vereisten kan de PCB-plaat worden voorzien van een soldeerbare afwerking, die de kwaliteit van het soldeer kan verbeteren.
- Stap 16 - Testen
Voordat de PCB-plaat aan de klant wordt geleverd, moet deze elektrisch worden getest om de functionaliteit van de PCB's te testen en om te bevestigen of deze voldoen aan het oorspronkelijke ontwerp.
Wouttige met MOKO voor uw PCB-bordprojecten
Het ontwerpen en produceren van een printplaat is een zeer complex proces. Om de kwaliteit van de printplaat te garanderen, is het noodzakelijk om te zorgen voor een hoogwaardige afwerking van elke schakel. Fouten in een schakel kunnen namelijk leiden tot het falen van de hele printplaat. Daarom is het erg belangrijk om een professionele leverancier te vinden.
MOKO Technology, een toonaangevende fabrikant van printplaten in China, levert al 17 jaar hoogwaardige printplaten aan klanten. Onze uitgebreide ervaring stelt ons in staat om alle soorten printplaatprojecten aan te kunnen. Belangrijker nog, we zijn gecertificeerd volgens ISO9001:2015, ISO14001, ISO13485, ROHS, BSCI en UL, waardoor de kwaliteit van onze printplaten gegarandeerd is. De dagelijkse productiecapaciteit van MOKO bedraagt 1000 vierkante meter en de assemblage van printplaten kan oplopen tot 100,000,000 eenheden per maand. Dit zorgt ervoor dat we u printplaten met een korte doorlooptijd kunnen leveren. Bent u op zoek naar een fabrikant van printplaten die altijd aan uw eisen voldoet, zowel qua kwaliteit als prijs? Dan is MOKO uw beste keuze.
