Typer av kretskort: Vilka är olika typer av kretskort och deras tillämpningar

Har du någonsin undrat vad som gör din smartphone smartare och bärbara datorer blixtsnabba? Det är olika typer av kretskort som samarbetar för att ge dig slutprodukten. I dagens moderna teknikvärld är kretskort de okända hjältarna! 

PCB:er finns i olika färger, former och storlekar, men det som också skiljer PCB-typer åt är lager, design och syfte. Oavsett om du är en teknikentusiast, en blivande ingenjör eller helt enkelt någon som är nyfiken på hur din pryl fungerar, håll i svängarna, för vi kommer att avslöja insikterna om kretskort. Den här guiden kommer att avslöja olika typer av kretskort, deras tillämpningar och hur de fungerar. Så, låt oss sätta igång.

1. Enkellagers PCB

Ett enkelskiktat kretskort är den mest grundläggande typen av kretskortsdesign. Som namnet antyder är ett enkelskiktskort tillverkat med endast ett lager som inkluderar två sidor: en sida är ledaren och den andra är för placering av delar.

Enkelskikts-PCB finns i olika typer av PCB-material, såsom kopparharts, glasfiber och andra.

Det finns stora fördelar med en enkelskiktad PCB-design, såsom:

• 1. Enkel installation vilket sparar kostnader vid kretskortsmontering.
• 2. Enkel design, mindre tidskrävande för ett företag att skapa.
• 3. Effektiv och lätt att testa.
• 4. Lågt brus som kan störa kortet.
• 5. Enkel och snabb lödning för prover och snabb och billig i massproduktion.

Enkelskiktade kretskort är mycket lämpliga för olika typer av kretskortstestning eftersom de är enkla att designa, montera och säkerställa att komponenterna fungerar som de ska. Enkelskiktade används ofta vid prototyptillverkning och testning av olika typer av kretskort, även om det är vanligt att sådana kort också massproduceras om designen är tillräckligt enkel för att passa applikationens behov.

Förutom för prototypframställning och teständamål kan det enskilda kortet användas i applikationer som:

• 1. Övervaknings- och personkameror
• 2. LED-belysning
• 3. Konsumtionsvaror såsom kaffemaskiner, radioapparater, skrivare etc. …
• 4. Industriella maskiner såsom varuautomater, multimediasystem och mer …

Om du behöver en snabb lösning för billig, snabb och enkel tillverkning av kretskort kan ett enkelskikts-kretskort vara rätt lösning för dina behov.

2. Dubbelskiktad PCB

Dubbelskiktade kretskort (ibland kallade dubbelsidiga eller dubbla lager-PCB) anses vara populära typer av kretskort när det gäller massproduktion av kretskortsdesigner. Dubbelskiktade kretskort består av två sidor, topp och botten, som består av sandwich-cooper, isoleringsmaterial och andra olika typer av kretskortsmaterial.

Dubbelskiktade kretskort är ett mycket populärt val bland hårdvaruentusiaster på grund av deras låga kostnad, enkla design och snabba produktion. Dubbelskiktet består av kontakter som kallas "vias", små hål som ansluter och överbryggar kretsar från ett lager till ett annat. Enkelsidiga kretskort kan bara monteras på ena sidan och kräver inte vias eller komplexa kopplingsscheman. Vias gör det möjligt för ingenjörer att effektivt överbrygga en sida av kortet till en annan, och i slutändan ansluta flera komponenter som en enda krets i en viss design.

Dubbla lager används ofta i tillämpningar som:

• 1. Industriella tillämpningar och styrenheter.
• 2. Utrustning och tillbehör för strömövervakning.
• 3. Strömomvandlare AC-DC eller DC-DC.
• 4. Reläer och bryggor för att öppna och sluta kretsar.
• 5. Avbrottsfria strömförsörjningssystem (UPS)
• 6. Andra typer av PCB-applikationer …

När du är en erfaren hårdvaruingenjör/konstruktör bör ett dubbelskiktat kretskort klara jobbet i de flesta fall. Ett dubbelskiktat kretskort anses ofta vara det bästa valet vid design av ett helt nytt kretskortsprojekt.

3. Multi-Layer PCB

Flerskikts-PCB avser alla andra kretskort som har en tröskel på över två lager. Vissa komplexa konstruktioner kräver mycket anslutna vias och informationsöverföringar, vilket kommer att resultera i en flerskiktad PCB-design. Flerskiktade PCB kan ha allt från 4 upp till 16 lager på ett enda PCB.

Till skillnad från andra konstruktioner, såsom dubbelsidiga eller enkelskiktade kretskort, som bara innehåller två ledande lager mellan kopparkorten, har ett flerskikts-kretskort (ett kretskort med > 2 lager) inte mindre än tre lager ledande material inklämt i mitten av kretskortsmaterialet.

En sak att tänka på är att ju högre antalet lager och densiteten är i olika typer av kretskort, desto mer komplex blir designen och kommer ofta att kräva mer resurser och tid för kretskortsdesign, produktion och testning.

Nu när du är väl medveten om vad ett flerskikts-PCB är, låt oss gå vidare till dess fördelar. Här är några av fördelarna med flerskikts-PCB-kort. 

● Hög komponenttäthet möjliggör kompakta, funktionsrika enheter. 
● Minimerar elektromagnetisk störning (EMI).
● Idealisk för höghastighets- och högfrekvensapplikationer. 
● Ger stabila jordreferenser för komponenter.
● Trots att det är flerskiktat hjälper det till att skapa eleganta och lätta enheter. 

För att tillverka ett flerskikts-PCB använder vi laminering av alternerande lager av substratmaterial och prepreg med kopparfolier. Sedan etsar vi bort oönskad koppar för att skapa önskade kretsspår. Antalet lager mellan flerskikts-PCB:erna kan variera kraftigt, från 4 till 20 lager eller mer, beroende på komponenternas komplexitet. 

Låt oss titta på några viktiga områden där flerskiktade PCB-kort vanligtvis används. 

● Du hittar dem på smartphones, surfplattor, bärbara datorer och smarta TV-apparater.
● De är ryggraden i datorservrar och datacenter.
● I nätverksutrustning, routrar och kommunikationsenheter.
● Medicinsk utrustning som MR-maskiner och CT-skannrar använder flerskiktade kretskort.
● De spelar också en viktig roll i automations- och styrsystem som används i fabriker och industrimaskiner. 

4. Styva kretskort

Stela kretskort, eller styva kretskort, är en grundläggande typ av elektroniska kretskort som är kända för sin stelhet och hållbarhet. Du kan hitta dem i de flesta vardagsartiklar tack vare sin robusta struktur. 

Som namnet antyder kan de inte böjas eller deformeras. När vi pratar om deras tillverkning används olika lager, såsom ett substratlager, ett silkscreenlager, ett kopparlager och lödmasklager. För att binda samman dessa lager använder vi värme och lim. 

Det som skiljer styva kretskort från mängden är deras mångsidighet, vilket gör dem enkelsidiga, dubbelsidiga eller till och med flerskiktade. Till skillnad från andra kort som kan vara enkel- eller dubbelsidiga kan du anpassa styva kort efter dina önskemål och samtidigt hålla dig inom din budget. 

Låt oss dyka in i vilka fördelar det har:

● De är idealiska för komplicerade elektroniska apparater, som kan hantera många komponenter.
● När det gäller kostnad är styva kretskort mer ekonomiska än flexibla eller styvt-flexibla.
● De har många tillämpningar, från elektronik till industriella styrsystem.
● Med sin styva struktur kan du förvänta dig att de fungerar längre utan slitage. 

Stela kretskort är ett fantastiskt val om du letar efter en prisvärd lösning som kan tillverkas i stora mängder. De vanligaste materialen som används i tillverkningen inkluderar FR-4 (brandskyddsmedel-4) och andra substrat som keramik, metallkärna och kompositmaterial för att ge enheten dess unika egenskaper. 

Låt oss nu hoppa över till dess industriella och vardagliga användningsområden:

● De används oftast i motorstyrenheter (ECU) och fordonssensorer.
● Avgörande för radarsystem och militär kommunikationsutrustning. 
● Finns i medicinsk avbildningsutrustning och diagnostiska instrument.
● Anställd i kraftdistributionssystem och utrustning för förnybar energi. 

5. Flex PCB

Ett flexibelt kretskort är tillverkat av ett naturligt flexibelt substrat, såsom polyamid Kapton. Dessa kort är kända för sin flexibilitet och mångsidighet, vilket gör att de kan böjas eller deformeras. Deras flexibilitet gör dem lämpliga för tillämpningar där traditionella styva kretskort inte är praktiska. 

De viktigaste materialen som används vid tillverkningen inkluderar polyamid och PET (polyetylentereftalat) för flexibilitet. Dessutom, precis som styva kretskort, använder flexibla kretskort kopparfolier för ledande spår. 

Här är några av dess fördelar:

● Deras flexibilitet gör att de passar in i mindre utrymmen.
● Färre kontakter och sammankopplingar minskar risken för anslutningsfel. 
● Den är idealisk för applikationer där vikten är avgörande, till exempel bärbara enheter. 
● Flexibla kretskort är mindre benägna att utsättas för mekanisk stress och vibrationer.
● De kan anpassa specifika former och konturer, vilket möjliggör innovativ produktdesign. 

Nu ska vi se var vi kan hitta flexibla kretskort:

● Används i digitalkameror för deras kompakta design.
● Används i krockkuddar och bilstyrsystem.
● Det finns i bärbara hälsomonitorer och kirurgiska instrument.
● Används i sensorer inom automation och robotik.
● Integrerad i utvecklingen av flexibla och rullbara skärmar för nästa generations skärmar. 

6. Stela Flex-kretskort

Ett styvt-flexibelt kretskort är en specialiserad klass av kretskort som kombinerar egenskaperna hos både flexibla och styva kretskort i en enda enhet. De har styva sektioner som inte böjs och flexibla enheter som möjliggör vikning och böjning. Denna unika design gör dem exceptionellt mångsidiga för olika tillämpningar.

För att dyka djupare in i deras strukturer, kommer du att upptäcka att de är konstruerade med en kombination av material. Till exempel använder den styva ofta traditionella material som FR4. Däremot består de flexibla sektionerna av polyamid som tål böjning och vikning. 

Det bästa med dessa kretskort är att de kan ersätta flera traditionella kretskort och kontakter, vilket sparar utrymme i kompakta enheter. Dessutom kan dessa kort hantera komponenter med hög densitet, vilket gör dem lämpliga för komplexa elektroniska system. 

Precis som styva och flexibla kretskort har de liknande fördelar med vissa tillägg. Låt oss få en bredare bild av det.

● Minskning av anslutningar och monteringskomplexitet resulterar ofta i kostnadsbesparingar på lång sikt. 
● Ingenjörer har mer designfrihet när de skapar 3D-designer, minskar vikt och optimerar layout. 
● Deras flexibla form sparar utrymme. 
● De används i industriella styrsystem för sin motståndskraft och utrymmeseffektivitet. 

Om vi pratar om dess tillämpningar inom industrier, kan man hitta dem i allt från små prylar till större medicinsk utrustning och allt däremellan. Här är några av dess vanliga tillämpningar. 

● Stela flexibla kretskort är viktiga i medicintekniska produkter som pacemakers och diagnostisk utrustning. 
● Används i flyg- och rymdsystem där viktminskning, tillförlitlighet och flexibilitet är avgörande. 

● De kan också hittas i krockkuddar och infotainmentsystem. 

7. HDI-kretskort (High-Density Interconnect)

Högdensitetskablar, eller HDI, står för den typ av kretskort som har en högre trådtäthet. HDI-kortet har begränsat utrymme vilket resulterar i trånga utrymmen och ledningar.

Jämfört med vanliga kretskortskonstruktioner är HDI-konstruktioner rätt väg att gå när det gäller flerskiktskonstruktioner med dyra ytbehandlingar. HDI-konstruktioner kan erbjuda flera fördelar jämfört med konventionella konstruktioner, såsom lättare kretskort i mindre dimensioner och bättre elektrisk prestanda.

Inspirationen till HDI-kortdesignen kom från halvledarindustrin. Halvledare använder en mycket liten yta samtidigt som de klarar av att packa många transistorer och mikroelektriska komponenter.

HDI-kort är särskilt lämpliga och optimerade för höghastighets elektriska signalöverföringar. Dessa kort stöder flera funktioner, inklusive HF-övergång (högfrekvens) och blockadkontroll. Anledningen till att HDI-kort är designade med bättre densitet beror på deras miniatyriserade design som har små elektronikdelar placerade med hög densitet över kortet, vilket är anledningen till att vi kallar denna typ av kort för ett högdensitets-sammankopplings-PCB.

Användningsområdena för HDI-kort inkluderar:

• 1. Persondatorer (bärbara datorer, PC)
• 2. Mobiltelefoner
• 3. Utrustning för hälso- och sjukvård
• 4. Fordonsindustrin
• 5. Spelkonsoler
• 6. Bärbara enheter, smartklockor och mer …

Tekniken som används vid tillverkning av HDI-kort möjliggör förstärkning av den ursprungliga kretskortsdesignen men i mindre, lättare och tätare utrymmen. Processen att placera komponenter över ett HDI-kort kräver avancerad PCBA- och SMT-teknik på grund av de höga precisionskraven och det begränsade ytutrymmet. Att reparera sådana kort manuellt kan vara en svår uppgift för ingenjörer på grund av HDI-kortets densitet.

HDI-kort är ett utmärkt alternativ för konstruktioner som kräver snabb elektrisk överföring samtidigt som komponenterna packas i ett litet utrymme.

8. Högfrekvent PCB

Högfrekventa kretskort definieras som typer av kretskort som arbetar i frekvenser över 1 GHz. Det finns flera material som kan användas för tillverkning av sådana kort, såsom PTFE (polytetrafluoretylen). Detta material kallas ofta teflon. De flesta typer och konstruktioner av högfrekventa kretskort kan nå en frekvens över 5 GHz. Det finns andra typer av material, såsom FR4 (glasförstärkt epoxi) och PPO (polyfenylenoxid). Dessa typer av material kan nå upp till 10 GHz när de används korrekt.

Syftet med högfrekventa kretskort, eller HFP, är att möta kraven på avancerade kretskortskonstruktioner. Dessa typer av konstruktioner kräver snabb signalöverföring i ett högfrekvensområde. Denna typ av förmåga gör att HFP:n kan leverera signaler med hög hastighet.

Några av de högfrekventa PCB-typerna används i kritiska applikationer såsom:

• 1. Kommunikationssystem, nätverksstationer, högfrekventa radiosändare etc. …
• 2. Militärindustrin och dess tillämpningar inklusive vapen, missiler och spårningsenheter.
• 3. Radarsystem och tillämpningar inom flyg- och rymdfart
• 4. Medicinska och hälsovårdsrelaterade tillämpningar för diagnostik och övervakning.

Högfrekventa kretskort är avgörande för industriell och kritisk systemanvändning, på grund av deras förmåga att överföra högfrekventa snabba signaler över flera kretsar. För konsumentbruk kan andra alternativ vara ett bättre val, såsom ett dubbelskikts- eller flerskikts-kretskort.

9. LED PCB

Med namnet LED tänker du säkert på några lampor. Då har du rätt! LED-kretskort är konstruerade för att ge de nödvändiga elektriska anslutningarna, värmehanteringen och det mekaniska stödet för LED-lampor. 

De är vanligtvis konstruerade med material som är optimerade för värmeavledning och ljusgenomsläpp. Till exempel använder de aluminium för sin utmärkta värmeledningsförmåga, koppar för värmeledning och FR4 för god elektrisk isolering. 

Dessa kort har specialdesignade plattor för lödning eller montering av lysdioder, vilket säkerställer elektriska anslutningar. Denna kretskortslayout tar hänsyn till ljusdiffusion och reflektion för att maximera lysdiodens ljusstyrka. 

Med alla dessa anmärkningsvärda funktioner har den ett stort antal fördelar. Till exempel:

● De är utmärkta på att avleda värme för att bibehålla LED-prestanda och livslängd.
● Optimerad ljusstyrka maximerar distributionen av LED-lampor.
● Dessa kort erbjuder pålitliga elektriska anslutningar, vilket minskar risken för LED-fel.
● De är också kompakta, vilket gör dem flexibla att justera i trånga utrymmen.

Låt oss nu titta på några av dess tillämpningar:

● De är grunden för LED-belysningssystem för hem, kontor och gatubelysning.
● Används i fordonsstrålkastare, baklyktor och innerbelysning.
● Finns i TV-apparater, bildskärmar och små bildskärmar i enheter som smartphones.
● Den är placerad i LED-kretskort som drivs av upplysta skyltar och reklamskyltar. 

Sammanfattning

I den här artikeln tar vi upp de olika typerna av kretskort och deras tillämpningar. Oavsett om du har designkrav för ett eller flera lager, finns PCBasic här för att hjälpa dig.

Genom att förstå applikationens behov kan vi förverkliga din idé. Med över 15 års erfarenhet kan vi hantera alla typer av kretskort, inklusive komplexa HFP- och HDI-konstruktioner.