Industrielle Fertigung
Industrielles Internet der Dinge | Industrielle Materialien | Gerätewartung und Reparatur | Industrielle Programmierung |
home  MfgRobots >> Industrielle Fertigung >  >> Manufacturing Technology >> Industrietechnik

PCB-Grundlagen für Anfänger! Jetzt sammeln!

Wenn Sie anfangen, mit PCB und FPCB zu arbeiten, müssen Sie sich viele Fragen zu PCBs stellen, obwohl sie wichtige Komponenten der Geräte sind, die wir in unseren Haushalten verwenden.

PCBs haben es Ingenieuren ermöglicht, Komponenten in einem Schaltkreis auf organisiertere Weise zu verbinden, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, dass sich viele Drähte kreuzen, was zu Unfällen führen kann.

Beachten Sie, dass moderne Technologie eine Produktion in großem Maßstab ermöglicht, was die Kosten erheblich senkt. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über PCB, das zu ihrer Herstellung verwendete Material, den Preis und den Prozess, dem sie unterzogen werden.

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1 Was ist eine Leiterplatte und wie wird sie hergestellt?

Kapitel 2Einführung in die Grundlagen doppelseitiger Leiterplatten

Kapitel 3Leiterplatten-Kupferdicke

Kapitel 4 Kühlkörper-PCB – Die Regeln, die Sie kennen müssen

Kapitel 5Aufschlüsselung der Herstellungskosten

Kapitel 6 Fazit

Zu den Grundlagen von Leiterplatten für Anfänger:Wenn Sie anfangen, mit Leiterplatten und FPCB zu arbeiten, müssen Sie sich viele Fragen zu Leiterplatten stellen, obwohl sie wichtige Komponenten der Geräte sind, die wir in unseren Haushalten verwenden.

PCBs haben es Ingenieuren ermöglicht, Komponenten in einem Schaltkreis auf organisiertere Weise zu verbinden, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, dass sich viele Drähte kreuzen, was zu Unfällen führen kann.

Beachten Sie, dass moderne Technologie eine Produktion in großem Maßstab ermöglicht, was die Kosten erheblich senkt. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über PCB, das zu ihrer Herstellung verwendete Material, den Preis und den Prozess, dem sie unterzogen werden.

Was ist eine Leiterplatte und wie wird sie hergestellt?

Eine gedruckte Leiterplatte (PCB) bezieht sich auf eine Platte aus Glasfaser, Laminatmaterialien oder Verbundepoxidharz, die leitfähige Pfade aufweist, die mit verschiedenen Komponenten wie Widerständen, Transistoren und integrierten Schaltkreisen verbunden sind.

Es trägt und verbindet elektrische Komponenten über Leiterbahnen oder Pads. Elektronische Komponenten werden auf die Leiterplatten gelötet, um bestimmte Funktionen auszuführen.

Abbildung 1 Leiterplatte

Das PCB-Substrat

Wir haben eine flexible. Leiterplatten und FPCB bestehen aus Materialschichten, einschließlich des Basismaterials (als Substrat bezeichnet), das bestimmt, ob eine Leiterplatte starr ist oder ob WellPCB DC-Motorsteuerungen auf nationalen und internationalen Märkten anbietet. Außerdem bestimmt das verwendete Substrat den Temperaturbereich, dem Ihre Leiterplatte standhalten kann.

Das Substrat wird oft hergestellt, indem das Material direkt ausgelegt, mit Epoxidharz besprüht und mehrmals auf eine akzeptable Dicke gerollt wird. Ein weiterer kritischer Aspekt ist die Permittivität/Permeabilität von PCB. Diese Funktion ist von entscheidender Bedeutung beim Entwerfen von Platinen für Geräte mit Hochfrequenzsignalen.

Das Kupfer

Damit eine Leiterplatte funktioniert, muss sie entweder eine einzelne Kupferschicht oder mehrere Kupferschichten aufweisen. Hersteller können wählen, ob die Kupferschicht auf der Oberseite oder auf beiden Seiten des Substrats aufgebracht werden soll. Es können auch mehrere Schichten vorhanden sein, die sich zwischen dem Substratmaterial und dem Kupfer abwechseln.

Wir haben viele Leiterplatten da draußen mit vielen Kupferschichten. Einige von ihnen haben mehr als 16 Kupferschichten.

Normalerweise ist die Dicke von Kupfer dünner als das verwendete Substrat. Die Hauptaufgabe von Kupfer besteht darin, Elektronen von einem Punkt zum anderen zu transportieren. Hersteller binden das Kupfer an das Substrat, indem sie eine Kombination aus Hitze und Druck anwenden.

Dieser Bindungsprozess sichert die Verbindung zwischen dem Kupfer und dem Substrat. Dieses Verfahren macht es während des Bohrvorgangs bruchsicher. Kupfer ist auch eines der Materialien, die durch einen Recyclingprozess zurückgewonnen werden können.

Der PCB-Lötstopplack

Nachdem das Substrat und die Kupferschichten verschmolzen wurden, muss die Beschichtung geschützt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Kupfer oxidiert und rostet, wodurch die Leiterplatte beschädigt werden kann. Verwenden Sie daher eine Lötstoppmaske, wenn Sie zusätzliche Schichten zum Schutz der Leiterplatte herstellen.

Das Substrat hat typischerweise eine grüne Farbe. Aber dann kann der Hersteller je nach Bedarf jede andere Farbe wählen.

PCB-Herstellungsprozess

Der Prozess der Herstellung von Leiterplatten beginnt mit der Montage des erforderlichen Materials (einschließlich Substrat und Kupfer). Das Substrat wird dann durch Anwendung von Druck und Hitze auf dem Kupfer befestigt.

Schließlich umfasst der Prozess auch das Erstellen von Leiterbahnen, das Entfernen von unerwünschtem Kupfer durch einen Ätzprozess und das Testen der Platine vor der Produktion auf Fehler.

Einführung in die Grundlagen doppelseitiger Leiterplatten

Leiterplatten sind zunehmend Teil unserer täglichen Elektronik geworden. Die Platinen bieten eine Schnittstelle, auf der sie Bauteile auflöten können.

Leiterplatten können ein-, zwei- oder mehrlagig sein. Einseitige Leiterplatten sind billig, können jedoch nicht in komplexen Situationen eingesetzt werden. Es hat Hersteller gezwungen, doppelseitige PCBs zu entwerfen und herzustellen, die in hochdichten und komplexen Gehäusen verwendet werden können.

2.1 Was ist eine doppelseitige Leiterplatte

Abbildung 2 Doppelseitige Leiterplatte

Eine doppelseitige Leiterplatte ist eine Art von Leiterplatte, die Ingenieuren die Flexibilität bietet, Schaltkreise und Komponenten auf beiden Seiten der Leiterplatte miteinander zu verbinden. Es ermöglicht dem Benutzer, Komponenten sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite der Leiterplatte zu löten. Sie ermöglichen den Herstellern, komplexe Panels zu entwerfen, die mehr Funktionen für den Einsatz in schwierigen Situationen aufnehmen können.

Abgesehen von der Bereitstellung von Verbindungsflexibilität eliminieren die Platinen auch elektromagnetische Interferenzen. Diese Fähigkeit macht das Entwerfen komplexer Schaltungen viel einfacher. Die doppelseitigen Leiterplatten haben es auch möglich gemacht, Leiterplatten in Anwendungen höherer Technologie zu verwenden.

Das Ermöglichen des Routings der obersten Schicht und der Rückverfolgung zur untersten Schicht hat PCBs wertvoller gemacht als zuvor.

2.2 Vorteile doppelseitiger Leiterplatten

Doppelseitige Leiterplatten bieten Ingenieuren mehr Flexibilität. Sie beherbergen auch eine Erhöhung der Schaltungsdichten im Laufe der Zeit. Diese Faktoren gelten nicht für Ingenieure, die an einseitigen Leiterplatten arbeiten. Bei einseitigen Leiterplatten ist der Platz zum Anbringen der Komponenten begrenzt.

Zweitens sind doppelseitige Leiterplatten heutzutage billiger und drücken nicht viel aus Ihrem Tagesbudget.

Da schließlich mehr Teile auf einer kleineren Fläche bestückt werden können, sind doppelseitige PCBs klein und können zur Herstellung kleinerer Geräte verwendet werden.

Leiterplatten-Kupferdicke

Leiterplatten ermöglichen den Stromfluss zwischen Komponenten. Sie tun dies, indem sie sicherstellen, dass sich die Leiterbahnen auf der Leiterplatte nicht überlappen und genügend Abstand zwischen ihnen haben.

Das Überlappen von Drähten kann Kurzschlüsse verursachen, und daher beseitigt die Verwendung einer Leiterplatte mit ausreichender Kupferdicke dieses Problem. Typischerweise wird die PCB-Kupferdicke in Unzen gemessen und bestimmt, ob die Kurse die Aufgabe erfüllen können, für die sie entwickelt wurden, oder nicht.

Abbildung 3 PCB-Kupferdicke

3.1 Leiterplatten-Kupferdicke

Die Kupferdicke bezieht sich daher auf die Ergebnisse, die Sie erhalten, wenn 1 Unze Kupfer auf einer Fläche von einem Quadratfuß komprimiert wird. von PCB. Beim Entwerfen einer Leiterplatte müssen die Ingenieure Unzen in Mühlen umrechnen, um ihnen bei der Erstellung der Leiterplatte zu helfen.

Abbildung 2 gibt einen Überblick, wie Kupfer- und PCB-Schichten in Form verschiedener Lagen aussehen.

3.2 Entwerfen von Kupferbahnen

Ingenieure müssen beim Entwerfen von Leiterplatten immer wachsam bleiben. Sie müssen sicherstellen, dass die PCB-Dicke ausreicht, um alle Anforderungen einer Schaltung zu erfüllen.

Als Ingenieur sollten Sie die Dicke bei 1 Unze halten. Um sicherzustellen, dass die Leiterplatte die angegebene Strommenge aufnehmen kann, die durch sie fließen sollte.

Bei Schaltungen, die mehr Strom benötigen, muss die Kupferdicke erhöht werden, um den Widerstand zu minimieren. PCB-Ingenieure können die Berechnung durchführen, um die Kupferdicke zu bestimmen, die beim Entwerfen einer Schaltung für die Ausführung einer bestimmten Funktion benötigt wird.

Die Dicke des Kupfers kann sich manchmal auf die Kosten der Leiterplatte auswirken. Außerdem bestimmt die Dicke des Kupfers, wie einfach es für den Designer ist, überschüssiges Kupfer durch Ätzen der Leiterplatte zu entfernen.

Daher müssen Designer von Leiterplatten die Dicke bewerten, bevor sie eine Leiterplatte entwerfen, die für eine bestimmte Anwendung eingesetzt werden soll.

Kühlkörper-PCB – die Regeln, die Sie kennen müssen

Mit fortschreitender PCB-Technologie entstehen neue Herausforderungen, und die Ingenieure müssen rund um die Uhr arbeiten, um die Schwierigkeiten zu überwinden.

Die Erzeugung von Wärme, die zu erhöhten Temperaturen auf Platinen führt, ist ein Problem, das die meisten Ingenieure zu lösen versuchen. Diese Herausforderung hat Designer gezwungen, über den Tellerrand hinauszublicken und Wege zu finden, um die Wärmeerzeugung und den elektrischen Verlust zu minimieren.

Die Erfindung der Kühlkörper ist ein solcher Versuch, die Kreislauftemperaturen zu regulieren. Kühlkörper tragen dazu bei, die Wärme gleichmäßig zu verteilen und übermäßige konzentrierte Temperaturen zu minimieren.

Beispielsweise wird in Schaltungen mit Hochgeschwindigkeitsmikroprozessoren viel Wärme abgeführt. Ohne Kühlkörper zur Aufnahme der Wärme können hohe Temperaturen das Bauteil beschädigen.

Insbesondere die ICs erzeugen viel Wärme und benötigen Kühlkörper, um die überschüssige Wärme zu absorbieren und zu leiten.

Abbildung 4 Kühlkörper

4.1 Metallische Kühlkörper

Diese Art von Kühlkörper kann an einer Platine befestigt werden, indem sie mit einer Schraube durch das Loch festgezogen wird. Der Kühlkörper kann in einigen anderen Fällen mit Epoxid oder sogar mit Thermoband auf das Gehäuse geklebt werden.

Wenn der Kühlkörper mit Federn und Clips geliefert wird, ist es möglich, ihn in das zu erwärmende Bauteil einzubauen.

Beachten Sie, dass ein Kühlkörper auf Leiterplatten eine entscheidende Rolle spielt, hauptsächlich dort, wo eine Leiterplatte in Schaltungen mit einem massiven Stromfluss verwendet wird. Beispielsweise erzeugen diskrete Halbleiter wie IGBTs, TRIACS und MOSFET viel Wärme, die ihren Weg aus der Leiterplatte finden muss (häufig über einen Kühlkörper).

4.2 SMD-Komponenten mit eingebautem Kühlkörper

Wir haben viele SMD-Komponenten mit eingebauten Kühlkörpern. Solche Elemente umfassen die PMICs und MOSFETs. Diese Geräte haben einen integrierten Kühlkörper, der an einen Stromkreis angeschlossen und dann mit einem Abfluss verbunden ist.

4.3 Überlegungen zum thermischen Design von Kühlkörper-PCB

Aus den obigen Diskussionen geht hervor, dass Leistungsgeräte über ein geeignetes PCB-Layout und Kühlkörper verfügen müssen, um thermische Probleme zu lösen, die während des Betriebs des Geräts auftreten können.

4.4 Designrichtlinien, die beim Umgang mit Kühlkörpern zu berücksichtigen sind

• Damit ein Kühlkörper ein Watt Leistung bei einer Temperatur von etwa 40℃ abführen kann, sollte er einen Querschnitt von 2,4 Zoll2 haben. Wenn ein externer Lüfter verwendet wird, reduzieren sich die Werte auf etwa 1,2 in2 pro Watt.

• Wenn die beiden vorgeschlagenen Methoden nicht funktionieren, wird empfohlen, generische Kühlkörper zu verwenden.

Außerdem verlängert es das Kupfer bis zu den Rändern der Platine. • Beachten Sie, dass die obigen Parameter davon ausgehen, dass Kupferschichten im Allgemeinen mit Komponenten gekoppelt werden, die Wärme erzeugen. Das Argument impliziert dann, dass sich die Kupferschicht wie die thermische Schicht Ihrer Leiterplatte verhält.

• Wenn mehr als eine Komponente, die viel Wärme erzeugt, auf einer Leiterplatte verwendet werden soll, wird empfohlen, sie ein paar Zentimeter voneinander entfernt zu platzieren. Dadurch kann die Leiterplatte gleichmäßig erwärmt werden.

• Die Wärmeübertragung ist immer höher, wenn die Leiterplatte mehr Durchkontaktierungen hat. Die Vias stehen in thermischem Kontakt mit den wärmeerzeugenden Teilen des Bauteils.

• Bei Hochleistungsanwendungen empfiehlt es sich, Leiterplatten mit erhöhtem Kupfergewicht zwischen den Ebenen in Erwägung zu ziehen.

Aufschlüsselung der Herstellungskosten

Die Bestückung und Produktion von Leiterplatten ist eine mühsame Tätigkeit, die so viele Schritte umfasst. Es umfasst die Prozesse des Sammelns der Materialien, ihrer Vorbereitung und ihrer Herstellung zu Leiterplatten.

Dazu gehört auch das Ätzen der Leiterplatten, das Laminieren, Bohren und Verpacken. Jeder dieser Schritte ist mit seinen Kosten verbunden, die sich aus den Gesamtkosten für die Herstellung der Leiterplatten zusammensetzen und in den endgültigen Verkaufspreis einfließen müssen.

Wie erstelle ich eine Kostenaufschlüsselung für die Herstellung von Leiterplatten für jedes Teil?

5.1 Materialkosten

Abbildung 5 PCB-Materialien

Die Rohstoffkosten sind der Hauptfaktor, der den Endpreis von Leiterplatten bestimmt. Um die Herstellungskosten zu verstehen, müssen wir die Schichten einer Leiterplatte, das bei der Herstellung verwendete Material und die Größe der Leiterplatte berücksichtigen.

Gold, Nickel, Kupfer, Silber, Glasfaser, Blei, Epoxidharz und verschiedene Chemikalien sind einige Materialien, die bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet werden müssen. Außerdem müssen Sie die Anzahl der zu montierenden Komponenten schätzen.

Auch die Art der zu montierenden Leiterplatte ist entscheidend, da sie hilft, die endgültigen Kosten der Leiterplatte zu bestimmen. Beispielsweise ist die Herstellung einer doppelseitigen Leiterplatte teurer als die einer einseitigen Leiterplatte.

Doppelseitige Leiterplatten verbrauchen mehr Lot und erfordern die Verwendung der SMT-Maschinenprogrammierung. Diese Anforderungen erhöhen die Kosten dieser PCBs. Ebenso ist die Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten teurer als die Herstellung von doppelseitigen Leiterplatten.

Beachten Sie, dass die wesentlichen Elemente, die die Kosten von PCBs erhöhen, nicht nur auf den Materialpreis beschränkt sind, sondern auch auf die Dicke der PCBs, die Impedanz, die sie haben sollten, und den Durchmesser der Löcher.

Die Kosten müssen auch die Komponenten beinhalten, die PCB-Distanz transportieren. Bei der Berechnung des PCB-Wertes müssen weitere periphere Faktoren hinzukommen.

Die Dicke des verwendeten Kupfers ist einer der Faktoren, die die Produktionskosten beeinflussen. Die Verwendung von dickem Kupfer erhöht die Impedanz und ermöglicht den Einsatz der Leiterplatten in Bereichen, die mehr Strom benötigen.

Andere externe Faktoren wie Energie-, Wasser- und Transportkosten können die Produktionskosten erhöhen. Sie müssen auch in die Berechnung der Kosten für die Herstellung von Leiterplatten einbezogen werden.

5.2 Arbeitskosten

Beachten Sie, dass die Arbeitskosten bei der Bestimmung des Endpreises für die Herstellung von Leiterplatten ebenfalls entscheidend sind. Die Hersteller müssen auch andere Gemeinkosten in die Endkosten der Leiterplatten einbeziehen. Diese Kosten sind Aufwendungen für die Arbeit an der Herstellung einer Leiterplatte.

Es muss die Kosten für Ausrüstung, Sicherheit, Beleuchtung, Wasser und andere kleine Gemeinkosten bei der Ermittlung der Endkosten für die Herstellung jeder Leiterplatte berücksichtigen.

Andere zusätzliche Gemeinkosten wie die Behandlung des Abwassersystems, Genehmigungen, Zoneneinteilung und Genehmigungen sollten ebenfalls Teil der PCB-Abrechnung sein.

5.3 Tafelgröße

Ein Nutzen ist einer der wesentlichen Rohstoffe für die Herstellung von Leiterplatten. Die Größe des verwendeten Nutzens ist notwendig, um die Gesamtkosten einer Leiterplatte zu berechnen. Boards, die eine geringere Panelfläche einnehmen, kosten weniger. Außerdem sind diejenigen, die besser passende Paneele verwenden, weniger kostspielig.

5.4 Die Menge der produzierten Stücke

Die Menge der benötigten Teile ist kritisch, da sie die anzuwendende Produktionsmethode bestimmt. Die Massenproduktion von Leiterplatten erfordert den Einsatz effizienter und automatisierter Prozesse, die die Kosten erheblich senken.

5.4 Vorlaufzeit

Die Vorlaufzeit ist die Zeit, die für die Herstellung einer Leiterplatte benötigt wird. Wir können sowohl einen regulären Lieferservice als auch einen Expressservice anbieten; beschleunigte Boards können innerhalb von 24-48 Stunden versandt werden. Sie können einen geeigneten Dienst gemäß Ihrem Zeitplan auswählen.

Wir versuchen oft unser Bestes, um eine PCB-Herstellungskostenaufschlüsselung zu erstellen, ohne unsere Qualität zu beeinträchtigen.

Die Lieferzeit unserer Fabrik ist ebenfalls zugesichert.

Wir haben weitere Ultimate Guides zur Senkung der PCB-Kosten. Wenn Sie Interesse haben, können Sie sie sich hier ansehen.

Schlussfolgerung

Nachdem ich Ihnen erklärt habe, was PCBs sind und einige der Faktoren, die die endgültigen Kosten von PCBs bestimmen, wette ich, dass Sie jetzt besser in der Lage sind, Ihre PCB-Bestellung aufzugeben. Wir haben diesen Prozess vereinfacht. Besuchen Sie einfach wellpcb.com und geben Sie eine Online-Bestellung auf.

Bitte beachten Sie, dass ohne besondere Bemerkungen alle von uns angegebenen Preise auf der Standardlieferung basieren. Sie müssen also unser Online-Angebotssystem angeben oder uns wegen einer beschleunigten Bestellung kontaktieren. Dabei wird Ihre Bestellung als Anfrage mit höchster Priorität bearbeitet. (Bitte beachten Sie, dass unsere aktuellen Produkte die Zeit beeinflussen, rufen Sie uns an, wenn die Zeit drängt).

Für die Sonderplatine kaufen Sie bitte Leiterplatten ein; Verschiedene Dinge könnten Sie verwirren. Ob Sie sich für eine einseitige Leiterplatte, eine doppelseitige Leiterplatte oder eine andere Art von Leiterplatte entscheiden, Sie können uns für weitere Informationen kontaktieren:

Abbildung 7 PCB-Durchkontaktierungen

► Starrflex-Konstruktionen mit mehr als 2 Flexschichten

► Spezielle Oberflächenbehandlung

Warum Choose wissen muss, wie man kundenspezifische Leiterplatten online bestellt. Für die von Ihnen benötigte Leiterplatte können Sie uns unter WellPCB kontaktieren

PCB-Fertigungstechnologie und Erfahrung, die vielen Kunden bei der Lösung von Problemen helfen. WellPCB, registriert in Australien, ist eine im April 2007 gegründete Tochtergesellschaft der Uniwell Circuits Co., Ltd, die über zwei moderne Leiterplattenfabriken verfügt. Bei Interesse können Sie unsere Homepage besuchen.

Schlüsselfertige Leiterplattenbestückung. Als WELLPCB wollen wir das Ziel erreichen, hochwertige und kostengünstige Leiterplatten herzustellen. Wir konzentrieren uns auf die Herstellung von Leiterplatten und die Stückliste (BOM) einer Leiterplatte, die an Bord montiert werden soll. -Wir sind bestrebt, Bestellungen von Kunden auf der ganzen Welt schneller und einfacher zu liefern.

Mit brandneuer Ausrüstung und einer Gesamtproduktionsfläche von über 10.000 Quadratmetern kann man 100.000 Quadratmeter 2- bis 32-lagige Leiterplatten produzieren und monatlich über 5000 Varianten liefern.

Wir können kurzfristige Lieferzeiten für doppelseitige Leiterplatten innerhalb von 24 bis 48 Stunden, für vier bis acht Lagen innerhalb von 72 Stunden und für Leiterplatten mit zehn oder mehr Lagen innerhalb von 120 Stunden bereitstellen.


Industrietechnik

  1. Ein Überblick für Anfänger:Was ist Metallverarbeitung?
  2. Bow &Twist-Probleme mit PCBS
  3. SMT-Bestückung für Leiterplatten
  4. Leiterplatten für raue Umgebungen
  5. Leitfaden zu den IPC-Standards für Leiterplatten
  6. Niedertemperatur-PCB-Material
  7. Design für die Herstellung von Leiterplatten
  8. Vorschriften für bleifreie PCB
  9. Was verursacht Schäden an flexiblen Leiterplatten?
  10. PCB-Marktausblick