PCBasic: Váš důvěryhodný Pevné PCB Výrobce

Na vteřinu vypusťte z hlavy obrazy chytrých telefonů a aut. Dokážete si představit společnost, která k nim nemá přístup? Ne, že? Co je tedy páteří těchto zařízení? Jsou to drobné desky plošných spojů, které za vás dělají všechno! Ze všech typů desek plošných spojů jsou pevné desky plošných spojů, jak název napovídá, nejúčinnější díky své dlouhé životnosti, stabilitě a schopnosti zvládat mnohostranné obvody. Pevná deska plošných spojů je pevný prototyp desky plošných spojů, který se neohýbá a je obvykle vyroben ze skelných vláken (FR4) nebo jiných materiálů, které nemění tvar namáháním ani teplem. Takové pevné desky jsou nezbytné v široké škále aplikací od spotřební elektroniky až po průmyslová zařízení. Nyní se ponoříme do procesu konstrukce a výroby pevných desek plošných spojů, jejich výhod a použití, abychom pochopili, co je základem jejich ohromného významu v sestavování elektronických krabic.

Co je to pevná deska plošných spojů (PCB)?

Pevná deska plošných spojů neboli rigidní deska plošných spojů (PCB) je vyrobena z pevného substrátu, který se neohýbá. Jejím cílem je trvale udržet si svůj tvar a poskytnout tak stabilní základnu pro sestavování obalů, elektromechanické propojení a fyzické zajištění. Na rozdíl od flexibilních desek plošných spojů, které lze měnit a skládat, se na pevné desky plošných spojů lze spolehnout z hlediska mechanické pevnosti a strukturální integrity v průběhu času. Jsou proto nejvhodnější pro zařízení vyžadující stabilní páteř.  

Většina pevných desek plošných spojů je vyrobena ze skelných vláken (FR4) nebo jiných pevných laminátů, které jsou vyztuženy epoxidovou pryskyřicí. Chemické a tepelné zpevňovací procesy činí tyto materiály odolnějšími vůči teplu, chemikáliím a namáhání. Skelná vlákna slouží jako jádro většiny pevných desek plošných spojů. Dále se přidávají elektronické součástky, jako jsou rezistory, kondenzátory a čipy, které vytvářejí požadovaný tok elektřiny mezi součástkami. 

Pevná struktura desek plošných spojů

Spolehlivost pevné desky plošných spojů (PCB) závisí na sestavě krabice a interakci mezi jejími vrstvami. A co to jsou za vrstvy? Pojďme se na ně podívat.

1. Vrstva substrátu  

Struktura pevné desky plošných spojů (PCB) začíná vrstvou substrátu. Ta zajišťuje pevnost a tuhost sestavy PCB. Substrát se obvykle vyrábí z epoxidu vyztuženého skelnými vlákny, známějšího jako FR4. „Substrát“ ve vrstvě substrátu prototypu PCB mu dodává pevnost a slouží jako „páteř“ pevné desky plošných spojů.

2. Měděná vrstva  

Poté je pevná deska plošných spojů oživena pomocí propojení elektroinstalační krabice v měděné vrstvě. To umožňuje tok signálů a napájení mezi různými částmi a komponenty desky. Po přípravě substrátu, který se skládá převážně z polymeru FR4, se na pevné desky plošných spojů nalaminuje tenká měděná fólie.

3. Vrstva pájecí masky  

Třetí vrstva je pájecí maska, která je obvykle viditelná nahoře a má zelenou barvu. Dodává pevným deskám estetický vzhled, ale primárně slouží jako ochranný pájecí kryt, který zabraňuje zkratu měkkých měděných stop během pájení.

4. Sítotisková vrstva  

Nakonec sítotisková vrstva spojuje vše dohromady a poskytuje detaily pro sestavu krabice. Má „topografické znázornění“ a zahrnuje své komponenty, jako jsou loga, aby výrobci a inženýri snadno identifikovali krabici během montáže a řešení problémů.

Typy pevných DPS

Ne všechny pevné desky plošných spojů jsou vyrobeny stejně, ale mají různé tvary a typy, což je činí vhodnými pro různé aplikace. Pojďme se na ně podívat.

1. Jednostranné pevné desky plošných spojů

Jednostranné desky plošných spojů (PCB) jsou nejzákladnějším typem pevných desek plošných spojů. Mají pouze jednu vrstvu mědi na každé straně substrátu. Jsou levné a snadno se vyrábějí, takže jsou vhodné pro aplikace s nízkou hustotou. Patří sem základní elektronická zařízení, kalkulačky a LED světla.

2. Oboustranné pevné desky plošných spojů

Oboustranné desky plošných spojů (PCB) mají měděné vrstvy na obou stranách substrátu, proto s nimi lze vytvářet složitější obvody. Obě strany mohou obsahovat součástky a spoje, což umožňuje složitější návrhy. Často se používají v řídicích systémech, zesilovačích a dokonce i v průmyslových zařízeních.

3. Vícevrstvé pevné desky plošných spojů

Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) se používají v pokročilých technologických návrzích, jako jsou lékařské přístroje nebo chytré telefony. Skládají se ze tří nebo více vrstev mědi, které jsou na sobě navzájem propleteny izolačním materiálem.

4. Pevné desky plošných spojů z těžké mědi

Těžké měděné pevné desky plošných spojů (PCB) mají oproti standardním deskám plošných spojů další možnosti využití. Normální prototypy PCB obvykle obtížněji zvládají vysoké elektrické proudy, mechanické namáhání a dokonce i viscerální deformaci. Těžké měděné pevné desky plošných spojů však snášejí tento proces mnohem lépe.

5. Pevné desky plošných spojů s vysokou teplotou Tg

Vysokoteplotní desky plošných spojů (PCB) dostaly svůj název podle teploty skelného přechodu (Tg). Pevné desky plošných spojů s vysokou teplotou odolávají nejvyšším teplotám, přesahujícím 170 °C. Používají se v automobilové a letecké elektronice, protože tyto aplikace musí odolávat extrémnímu teplu.

6. Vysokofrekvenční pevné desky plošných spojů

Vše, co potřebuje pracovat s velmi vysokými frekvencemi signálu, používá vysokofrekvenční pevné desky plošných spojů. Tyto desky plošných spojů jsou speciálně vyrobeny z nízkoztrátových substrátů, jako je PTFE (teflon), takže mohou zajistit minimální ztráty signálu a spolehlivou elektrickou funkci.

7. Pevné desky plošných spojů s kovovým jádrem

Místo použití sklolaminátových substrátů používají MCPCB kovovou základnu, obvykle hliník nebo měď, což zlepšuje tepelnou regulaci. Díky MCPCB jsou ideální pro LED osvětlovací systémy, napájecí zdroje a vysoce výkonnou automobilovou elektroniku.

Výrobní proces pevných PCB

Provedeme vás jednotlivými kroky výroby pevných desek plošných spojů ve společnosti PCBasic.

1. Náš tým nejprve provede počáteční návrh desky plošných spojů a následně kontrolu vyrobitelnosti, která využívá specifická pravidla návrhu k odhalení chyb dříve, než se rozšíří.

2. Dalším krokem je řezání a čištění desek FR4 nebo jiných podobných substrátů.

3. Měděná fólie je potažena fotorezistem a vystavena UV záření, aby se definoval vzor obvodu.

4. Poté se měděná fólie spolu s dalšími izolačními materiály zahřeje a stlačí k sobě, čímž se vytvoří pevná deska.

5. Později náš tým pomocí přesných vrtaček nebo laserů vytvoří otvory pro průchodky a vývody součástek.

6. Levá i pravá strana jsou leptány, aby se odstranila přebytečná měď

7. Na desku plošných spojů se přidá ochranný nátěr nebo maska, která následně zabraňuje zkratu.

8. A konečně, sítotisk se používá k přímému tisku nápisů, jako jsou štítky, loga a čísla, na povrch desky, což usnadňuje její identifikaci.

Pevné PCB vs. Flex PCB

O tom, zda se jedná o pevné a flexibilní desky plošných spojů, se vedou dlouhé debaty a mnoho z vás si není jisté, která z nich je lepší. Pojďme si to tedy rozebrat. Pevné desky plošných spojů jsou vyrobeny z pevných substrátů, jako je FR4, které poskytují vysokou mechanickou pevnost, značnou rozměrovou stabilitu a jsou vhodné pro vícevrstvé konfigurace s vysokou hustotou. Mezi příklady patří počítače, automobilové systémy a průmyslové řídicí jednotky.

Na druhou stranu, flexibilní desky plošných spojů (PCB) používají polyimidovou základnu, která je flexibilnější, a umožňuje tak ohýbání a skládání obvodů bez jejich zlomení. Jsou klíčové pro lehké a kompaktní konstrukce, kde jsou klíčová omezení velikosti a dynamický pohyb, například v lékařství, leteckém průmyslu a integrované elektronice. Rozhodnutí o volbě pevných a flexibilních desek plošných spojů je ovlivněno především mechanickými a prostorovými omezeními prostředí.

Vlastnosti a výhody pevných desek plošných spojů

Pevné desky plošných spojů (PCB) jsou ceněny pro svou mechanickou pevnost a elektrický výkon, stejně jako pro bezkonkurenční dlouhodobou trvanlivost. Díky těmto vlastnostem a výhodám jsou pevné desky plošných spojů oblíbenou volbou pro řadu elektronických zařízení a aplikací.

Klíčové vlastnosti pevných desek plošných spojů:

Některé vlastnosti pevných desek plošných spojů jsou uvedeny níže.

1. Pevná konstrukce:  

Pevné desky plošných spojů (PCB) jsou vyrobeny z odolných materiálů, jako je sklolaminát (FR4), které si trvale zachovávají tvar. Neohýbají se ani nedeformují, což pomáhá udržovat stabilní platformu pro sestavení křehkých elektronických krabiček.

2. Návrh obvodů s vysokou hustotou:  

Pevné desky mohou mít vícevrstvé obvody, což umožňuje komplexní směrování a husté umístění součástek bez degradace signálu.

3. Přesné rozměry:  

Lékařské přístroje, chytré telefony a tablety jsou kompaktní zařízení, která vyžadují pevné desky plošných spojů, které nabízejí tolerance během výroby, což vede k přesnému usazení.

Výhody pevných desek plošných spojů:

Nyní se pojďme podívat na některé výhody pevných desek plošných spojů.

1. Trvanlivost a životnost:

Je známo, že pevné desky plošných spojů (PCB) vydrží několik let a v náročných podmínkách, a to vše díky pevnému materiálu, z něhož jsou vyrobeny. To také vede ke zvýšení spolehlivosti produktu a snížení nákladů na výměnu po celou dobu jeho životnosti.

2. Nákladově efektivní výroba:

Pevné desky plošných spojů se vyrábějí za nižší cenu a jsou velmi výhodné pro různé aplikace, zejména při výrobě ve velkém množství. Na rozdíl od jiných prototypů desek plošných spojů procházejí pevné desky plošných spojů zefektivněnými výrobními procesy, které umožňují rychlejší výrobu.

3. Snadná integrace:

Automatizace pájení a montáže je kompatibilní s pevnými deskami plošných spojů (PCB), což zefektivňuje sestavování krabic a zajišťuje jednotnou kvalitu.

Aplikace pevných desek plošných spojů

Jak již bylo zmíněno, pevné desky plošných spojů mají širokou škálu uplatnění. Zde je několik jejich nejvýznamnějších odvětví.

1. Základní deska počítače  

Pevné desky plošných spojů (PCB) jsou páteří základní desky počítače a poskytují stabilní a odolnou platformu pro podporu kritických komponent, jako jsou procesor, RAM, grafická karta a konektory úložišť. Jejich vícevrstvá konstrukce umožňuje efektivní směrování složitých obvodů a zároveň zachovává integritu signálu a mechanickou pevnost.

2. Spotřební pevná elektronika

Jsou široce používány v každodenní elektronice, včetně chytrých telefonů, televizorů a trub. Poskytují pevnou a spolehlivou strukturu, která udržuje všechny drobné součástky na místě a zajišťuje tak bezproblémový chod zařízení i při neustálém používání.

3. Automobilová elektronika  

S příchodem nových automobilů jsou desky plošných spojů (PCB) zcela nepostradatelné. Pevné desky se používají k řízení stálého toku vysokých elektrických signálů v sofistikovaných systémech, jako jsou elektromobily (EV) a pokročilé asistenční systémy pro řidiče (ADAS).  

4. Komunikační zařízení  

Pevné desky plošných spojů (PCB) jsou klíčové ve všech komunikačních režimech, rádiových systémech, mobilních telefonech, routerech a satelitních systémech. Zajišťují plynulý chod komunikace s minimálním narušením signálu.

Normy IPC pro pevné desky plošných spojů

Výrobní proces pevných desek plošných spojů jde nad rámec pouhého získání pracovní desky. Kvalita, spolehlivost a účinnost musí splňovat mezinárodní standardy a osvědčené postupy. V tomto případě stanovila IPC určité standardy pro desky plošných spojů. IPC-A-600 a IPC-6012 patří mezi nejuznávanější normy.“IPC-A-600 uvádí standardy vizuálního a fyzického vzhledu pro pevné desky plošných spojů a zdůrazňuje oblasti přijetí a vad pro každou vrstvu a povrchovou úpravu.“ IPC-6012 specifikuje výkonnost, materiál a testování pro certifikaci pevných desek tak, aby splňovaly požadavky klientů v leteckém, automobilovém a telekomunikačním průmyslu a zajišťovaly, že desky jsou schopny odolat reálnému mechanickému a environmentálnímu namáhání.

Splnění standardů IPC s sebou nese přísnou kontrolu kvality výrobních procesů. Mezi hlavní kontroly patří mikrořezy, kontroly rozbitého skla AOI, zkraty a elektrické testy naprázdno. Dodržování těchto kroků umožňuje výrobci tvrdit, že každá pevná deska plošných spojů je nejen navržena pro provoz v daných podmínkách, ale také zajišťuje trvalý výkon a strukturální integritu po celá desetiletí.

Proč zvolit PCBasic pro pevné desky plošných spojů?

Společnost PCBasic díky svým pokročilým výrobním a kontrolním technikám vyrábí na míru jedno-, dvou- a vícevrstvé desky plošných spojů s použitím materiálů FR4, high-Tg nebo kovových jádrových materiálů. Každá deska plošných spojů je vyrobena podle norem IPC-A-600 a IPC-6012, což zajišťuje spolehlivý výkon pro různé aplikace, včetně spotřební elektroniky, průmyslové automatizace, letectví a kosmonautiky a dalších. Pokud tedy hledáte spolehlivého dodavatele pevných desek plošných spojů, kontaktujte nás ještě dnes!

Proč investovat do čističky vzduchu?  

Pevné desky plošných spojů (PCB) jsou v dnešní technologii nezbytné, od běžných spotřebičů až po složité průmyslové systémy. Jejich pevnost, spolehlivost a přesnost z nich dělají oblíbené v tomto odvětví. Proto s neustálým vývojem elektronického průmyslu budou pevné desky plošných spojů vždy základním kamenem. 

O PCBasicu

Čas jsou ve vašich projektech peníze – a PCBasic chápe PCBasic je montážní firma PCB který pokaždé přináší rychlé a bezchybné výsledky. Náš komplexní Montážní služby PCB zahrnují odbornou technickou podporu v každém kroku, což zajišťuje špičkovou kvalitu každé desky. Jako přední Výrobce sestav PCB, Nabízíme komplexní řešení, které zefektivní váš dodavatelský řetězec. Spolupracujte s naší pokročilou Továrna na prototypy desek plošných spojů pro rychlé vyřízení a vynikající výsledky, na které se můžete spolehnout.