Wat is een printplaat en hoe kan deze worden gebruikt
De printplaat, of kortweg PCB, kan voor veel toepassingen worden gebruikt. Meestal zijn er verschillende soorten PCB-ontwerpen die aan klanten worden aangeboden door ingenieurs of externe bedrijven die gespecialiseerd zijn in PCB-ontwerpen. De ontwerpen kunnen verschillende vereisten hebben, verschillende toepassingen, zoals PCB's voor consumentenelektronica, industriële PCB's en meer... We vragen ons allemaal af waar PCB's voor worden gebruikt. In dit artikel bespreken en leggen we verschillende PCB-voorbeelden en de soorten PCB's uit: waar PCB's voor worden gebruikt, soorten PCB-ontwerpen en de functie van printplaten in computers, microprocessoren en op microcontrollers gerichte ontwerpen.
PCB-toepassingen en -industrieën
Wanneer een PCB wordt geproduceerd, heeft deze een zeer specifieke toepassing. Deze toepassing kan variëren van consumentenelektronica tot de industriële, lucht- en ruimtevaart-, medische, gaming- en speelgoedindustrie, automotive en nog veel meer. Wanneer we een PCB ter productie aanbieden, weten we al wat een PCB doet, hoe hij gebruikt zal worden en voor welk doel, en tot welke branche hij behoort. Elke branche kan verschillende specificaties en eisen hebben, zoals temperatuur, vochtigheid, houdbaarheid, enzovoort. Dit vereist een ontwerp op maat voor elke toepassing.
1. PCB voor consumentenelektronica
Met consumentenelektronica worden meestal producten bedoeld die wij, de typische consumenten, in het dagelijks leven gebruiken. Denk hierbij aan een gloeilamp, een lcd-scherm, een luchtreiniger, een laptop en nog veel meer. Hoewel we dit niet duidelijk kunnen zien vanwege de vormfactor van het consumentenproduct, bevat elk product een printplaat (PCB). Deze elektronische printplaten zorgen voor de werking van de applicatie en een lange levensduur. PCB's van laptops en computers worden doorgaans gebruikt voor het verwerken en uitvoeren van meerdere taken. Dergelijke PCB's worden geleverd met extra componenten, zoals een GPU, CPU, geheugen, HDD en meer. Dit zijn allemaal elektronische componenten die op de printplaat zijn gemonteerd of rechtstreeks op de printplaat zijn aangesloten. Een PCB wordt in een consumentenlaptop of -pc ook wel een 'moederbord' genoemd. Hoewel de naam anders is, is een moederbord ook een van de vele soorten PCB's of geassembleerde PCB's (PCB's).
Voor consumententoepassingen is het meestal niet nodig dat de eindklant weet hoe een printplaat gebruikt moet worden of waar PCB's voor gebruikt worden, aangezien de printplaat geleverd wordt in een afgewerkt productontwerp dat geschikt en functioneel is volgens de behoeften van de eindklant. Deze elektronische PCB's hebben meestal geen hoge beperkingen of eisen, zoals hoge temperaturen, vochtigheid of zware omgevingsomstandigheden. De prijs is een zeer belangrijke factor om zoveel mogelijk consumenten in staat te stellen de PCB-plaat te kopen. Enkele voorbeelden van PCB's voor consumententoepassingen die u wellicht bent tegengekomen, zijn:
A. Slimme huishoudelijke apparaten, lampen en schakelaars
B. Schaalmeetinstrumenten
C. Persoonlijke computers, laptops, tablets en smartphones
D. Magnetrons, ovens, koelkasten en andere kookapparaten.
E. Smartwatch en wearables
F. TV, LCD en een ander type monitoren.
2. Industrie, landbouw en IoT
Niet alle PCB's zijn hetzelfde, terwijl consumentenelektronica en PCB's goedkoper zijn om te produceren en minimale tests vereisen, zoals temperatuur, straling, vochtigheid, enz. Industriële, landbouwgerelateerde en IoT-toepassingen vereisen over het algemeen een reeks tests om een constante betrouwbaarheid en functionaliteit gedurende een lange periode te garanderen.
In de slimme productiesector worden IoT en industriële toepassingen vaak gebruikt om het productieproces productiever te maken. PCBasic combineert 15 jaar ervaring en verschillende soorten hardware om het proces eenvoudig, snel en kosteneffectief te maken. Een voorbeeld hiervan is een AI-cameracomputermodule die PCB-typen kan identificeren met behulp van beelden en zo defecten in de PCBA kan identificeren en SMT-productie om een waarschuwing te kunnen versturen en de fouten te kunnen corrigeren voordat het eindproduct aan de klant wordt geleverd.
In landbouwtoepassingen worden bijvoorbeeld sommige PCB-printplaten jarenlang buiten geplaatst. In dergelijke gevallen moeten componenten en PCB-materialen zorgvuldig worden gekozen om de kans op fouten gedurende de levensduur van het product te minimaliseren. Industriële elektronische printplaten zijn doorgaans duurder, maar tegelijkertijd betrouwbaarder en geschikter voor gebruik onder zware omstandigheden, zowel binnen als buiten. De elektronische lagen en dikte van de PCB zijn zo ontworpen dat ze een helder signaal garanderen bij hoge spanningen en stromen. Enkele toepassingen in de landbouw en het IoT zijn:
A. Slim tuinmonitoringsysteem
B. Weermeetstation
C. Kasmonitoring en -controle
D. Slimme afval- en vuilnisinzameling, en nog veel meer.
3. Netwerk en telecommunicatie
Populair PCB-toepassing Netwerk en telecommunicatie kunnen zowel in consumenten- als industriële toepassingen worden gebruikt. Consumenten gebruiken bijvoorbeeld meestal routers, modems, repeaters of access points om toegang te krijgen tot internet via de internetprovider (ISP), terwijl dit voor industrieel gebruik servers, NAS-boxen (Network Attached Storage) en andere industriële apparatuur zijn. Alle bovenstaande voorbeelden implementeren op maat gemaakte PCB's voor een zeer specifiek doel en toepassing. De PCB-systemen zijn verkrijgbaar in kleine formaten voor consumenten en grote, omvangrijke behuizingen die vaak worden gebruikt in industriële telecommunicatieapparatuur. Sommige PCB-systemen kunnen complexer zijn en vereisen mogelijk meerdere PCB's die op elkaar zijn gestapeld of op de een of andere manier met elkaar zijn verbonden. Enkele voorbeelden van netwerk- en communicatie-PCB-elektronica zijn:
A. Netwerkrouters en -switches
B. Toegangspunten, modems en repeaters
C. Netwerkopslagapparaten
D. Servers en stations van internetproviders
4. Medische industrie
Als u de pech had om onder bepaalde omstandigheden naar het ziekenhuis of een arts te gaan, bent u mogelijk verschillende soorten apparaten, computers en monitoren tegengekomen die ziekenhuizen en artsen gebruiken om hun werk uit te voeren. Al deze apparaten bevatten printplaten in, of kortweg, PCB's. De elektronische PCB stelt medische apparaten in staat om dagelijks levens te redden, patiënten 24/7 te monitoren en, zoals u zich kunt voorstellen, kan één fout in het ontwerp het leven van vele mensen kosten. Daarom hanteren de medische industrie en toepassingen strenge PCB-ontwerpeisen, en elk ontwerp dat op de markt komt, moet tientallen tests ondergaan om te garanderen dat het kan presteren waarvoor het is ontworpen.
Enkele voorbeelden van elektronische PCB-apparaten die in de medische industrie worden gebruikt:
A. Cardiovasculaire pacemakers.
B. MRI's en CT's.
C. Apparatuur voor hartondersteuning en -bewaking.
D. AKG en röntgenapparatuur. Levensondersteuning.
E. Defibrillatoren en andere levenskritische apparatuur.
5. Militaire toepassingen
Een minder populaire sector voor gewone consumenten, maar iets wat we niet kunnen negeren, is de militaire industrie. Wanneer we willen benadrukken hoe geweldig een PCB-ontwerp is of hoe duurzaam, duurzaam en hoogwaardig de printplaat is, zouden we het vaak "militaire kwaliteit" kunnen noemen, om te benadrukken hoe geweldig het ontwerp en de productie van de elektrische printplaat zijn. De elektronische PCB in militaire apparaten en toepassingen is zeker iets om naar uit te kijken. De gebruikte chipset is vaak vertrouwelijk en de mogelijkheid om de componenten te verkrijgen kan worden gegeven aan erkende bedrijven en fabrikanten voor een zeer specifiek doel en distributiekanaal. De elektronische PCB in militaire toepassingen is duurzaam, gaat lang mee en is ontworpen om zware omstandigheden te weerstaan, zoals luchtdruk en hoge temperatuurschommelingen.
Enkele toepassingen die het leger zal gebruiken bij de productie van PCB-elektronica zijn:
A. Onbemande voertuigen.
B. Robot- en defensienavigatiesystemen.
C. Communicatie- en controlesystemen.
D. Mortieren en artillerie.
E. Apparatuur voor beveiliging en encryptie.
6. Auto-industrie
De auto-industrie is de afgelopen decennia voortdurend veranderd en ontwikkeld. Vroeger reden we in eenvoudige auto's, toen radio's nog als luxe werden beschouwd. Tegenwoordig worden de meeste auto's aangestuurd door ultra-slimme computers en zijn sommige auto's, zoals die van Tesla, volledig elektrisch. Naarmate de tijd verstrijkt, zien we autotoepassingen steeds populairder en slimmer worden, met technologieën zoals lidar, 5G, AI en meer, die in elk onderdeel van de auto zijn verwerkt. Tegenwoordig hebben sommige auto's zelfs een ingebouwde automatische piloot, waardoor bestuurders kunnen ontspannen terwijl de auto voor hen rijdt. Dit alles wordt aangestuurd door, u raadt het al, een printplaat. Deze printplaten zijn ontworpen voor industriële toepassingen om veiligheid als eerste prioriteit te garanderen. Een enkele fout in het computersysteem van de auto kan een catastrofale ramp veroorzaken. Door hoogwaardige printplaten te fabriceren met betrouwbare componenten kunnen we een veilige rit naar huis garanderen.
Elektronische PCB-toepassingen voor de auto-industrie omvatten:
A. Motor-aandrijfsystemen
B. Slimme klimaatbeheersing met temperatuur en vochtigheid
C. Beeldschermen, luidsprekers en audiosystemen
D. Antidiefstal en alarm
E. Veiligheidsmechanisme van de airbag
F. Ontsteking en starten van de auto
G. Obstakeldetectie-waarschuwingssystemen en meer
7. Lucht- en ruimtevaart
De laatste sector die we vandaag gaan bespreken is de lucht- en ruimtevaartindustrie. Misschien zijn we niet bekend met die naam of de toepassingen ervan, maar we worden dagelijks bediend door de lucht- en ruimtevaartindustrie. Sterker nog, alle mobiele telefoons en de applicaties die we hierboven hebben besproken, zouden niet mogelijk zijn zonder de satellieten die bij de lucht- en ruimtevaart horen.
Elektronische printplaten en componenten in de lucht- en ruimtevaartindustrie en met name in de satellieten die ons dagelijks van dienst zijn, behoren tot de militaire en industriële toepassingen. Deze printplaten bevinden zich in de ruimte, waar straling en temperatuur veel hoger zijn dan wij op aarde gewend zijn.
Sommige andere toepassingen hebben ook betrekking op vliegtuigen en luchtvaartuigen, navigatiesystemen, gps en automatische pilootbesturing, die ons van dienst zijn wanneer we met hoge snelheid van plaats naar plaats moeten reizen. Wist je dat de Boeing 737 uit ongeveer 367,000 elektronische onderdelen bestaat? Dat klinkt bijna ongelooflijk, maar elke toepassing vereist, zoals we weten, PCB-elektronica, wat aangeeft hoe cruciaal het proces van PCB-elektronica is. PCBA-fabricage is voor elke sector.
Enkele toepassingen die in de lucht- en ruimtevaartindustrie worden gebruikt zijn:
A. Stralingsbewaking
B. Thermisch beheer en bewaking van het materiaalproces
C. Vluchtcontrollers en automatische pilootsystemen
D. GPS en Nano SATs en satellietsystemen
E. Monitoring van signaalsensoren
F. Elektriciteitsnetwerken, radiocommunicatiesystemen en meer
