- Що таке друкована плата?
- Типи друкованих плат:
- Типи друкованих плат відповідно до системи монтажу
- Різні частини друкованої плати:
- Матеріали друкованих плат:
- Програмне забезпечення для проектування друкованих плат:
Що таке друкована плата?
Друкована плата - це мідна ламінована і непровідна друкована плата, в якій всі електричні та електронні компоненти з'єднані разом в одній загальній платі з фізичною підтримкою всіх компонентів на основі плати. Коли друкована плата не розроблена, в той час всі компоненти з'єднуються дротом, що збільшує складність і знижує надійність схеми, таким чином, ми не можемо зробити дуже велику схему, як материнська плата. У друкованій платі всі компоненти підключені без проводів, всі компоненти підключені внутрішньо, тож це зменшить складність загальної конструкції схеми. Друкована плата використовується для забезпечення електрикою та зв’язку між компонентами, завдяки чому вона функціонує так, як була розроблена. Друковані плати можуть бути налаштовані під будь-які специфікації відповідно до вимог користувача. Його можна знайти в багатьох електронних пристроях, таких як; Телевізор, Мобільний телефон, Цифрова камера, Комп’ютери, наприклад; Відеокарти, материнська плата тощо. Він також використовується у багатьох сферах, таких як; медичні вироби, промислові машини, автомобільна промисловість, освітлення тощо.
Типи друкованих плат:
Існує кілька типів друкованих плат для схеми. З цих типів друкованих плат ми повинні вибрати відповідний тип друкованих плат відповідно до нашої програми.
- Одношарова друкована плата
- Двошарова друкована плата
- Багатошарова друкована плата
- Гнучка друкована плата
- Друкована плата з алюмінієвою підкладкою
- Гнучка тверда друкована плата
1) Одношарова друкована плата:
Одношарова друкована плата також відома як одностороння друкована плата. Цей тип друкованих плат є простим і найбільш часто використовуваним, оскільки ці друковані плати легко проектувати та виготовляти. Одна сторона цієї друкованої плати покрита шаром будь-якого провідного матеріалу. Як правило, мідь використовується як провідний матеріал для друкованих плат, оскільки мідь має дуже хороші провідні характеристики. Шар припойної маски використовується для захисту друкованої плати від окислення з наступним шовковим екраном, щоб виділити всі компоненти на друкованій платі. У цьому типі друкованих плат лише одна сторона друкованої плати використовується для підключення різних типів електричних або електронних компонентів, таких як резистор, конденсатор, індуктор тощо. Ці компоненти припаяні. Ці друковані плати використовуються у недорогих та масових виробничих програмах, таких як калькулятори, радіопринтери, принтери та твердотільний накопичувач.
2) Двошарова друкована плата:
Двошарова друкована плата також відома як двостороння друкована плата. Як випливає з назви, у цього типу друкованих плат тонкий шар провідного матеріалу, як мідь, наноситься як на верхню, так і на нижню сторону дошки. У друкованій платі на різному шарі плати складаються наскрізні, які мають дві подушечки у відповідному положенні на різних шарах. Вони електрично з'єднані отвором через плату, як показано на малюнку-2b. Більш гнучка, відносно менша вартість і найважливіша перевага цього типу друкованих плат - це зменшений розмір, що робить схему компактною. Цей тип друкованих плат в основному використовується в промислових системах управління, перетворювачах, системі ДБЖ, додатках HVAC, телефонах, підсилювачах та системах контролю енергії.
3) Багатошарова друкована плата:
Багатошарова друкована плата має більше двох шарів. Це означає, що цей тип друкованих плат має щонайменше три провідні шари міді. Для кріплення дошки клей затиснутий між шаром ізоляції, що гарантує, що надлишок тепла не пошкодить жодну складову контуру. Цей тип проектування друкованих плат дуже складний і використовується в дуже складних і великих електричних завданнях в дуже малому просторі та компактній схемі. Цей тип друкованих плат використовується у великих додатках, таких як технологія GPS, супутникова система, медичне обладнання, файловий сервер та сховище даних.
4) Гнучка друкована плата:
Гнучка друкована плата також відома як Flex-схема. Цей тип друкованих плат використовував гнучкий пластиковий матеріал, такий як полімід, PEEK (ефірний кетон поліефіру) або прозора провідна поліефірна плівка. Друковану плату зазвичай розміщують у складеному або скрученому вигляді. Це дуже складний тип друкованої плати, і він також містить різний спектр шарів, таких як одностороння гнучка схема, двостороння гнучка схема та багатостороння гнучка схема. Схема Flex використовується в органічних світлодіодах, виробництві РК-дисплеїв, сонячних батареях flex, автомобільній промисловості, стільникових телефонах, камерах та складних електронних пристроях, таких як ноутбуки.
5) Тверда друкована плата:
Тверді друковані плати виготовляються з твердого матеріалу, який не дозволяє скручувати друковану плату. Так само, як гнучка друкована плата, тверда друкована плата також має різну конфігурацію шарів, як одношарову, двошарову та багатошарову тверду друковану плату. Форма цієї друкованої плати не змінюється після встановлення. Цю друковану плату не можна гнути відповідно до форми основи, тому ця друкована плата відома як ТВЕРДА ПЛАТА. Тривалість життя цього типу друкованих плат дуже велика, тому вона використовується в багатьох частинах комп'ютера, таких як оперативна пам'ять, графічний процесор і центральний процесор. Проста в конструкції та найбільш часто використовувана і найбільш виготовлена друкована плата - це одностороння жорстка друкована плата. Багатошарова тверда друкована плата може бути більш компактною, містячи 9-10 шарів.
6) Гнучка тверда друкована плата:
Поєднання гнучкої схеми та жорсткої схеми є найважливішою платою. Гнучкі жорсткі дошки складаються з декількох шарів гнучкої друкованої плати, прикріпленої до ряду твердих шарів друкованих плат. Гнучка тверда дошка така, як показано на малюнку. Він використовується в мобільних телефонах, цифрових фотоапаратах, автомобілях тощо.
Типи друкованих плат відповідно до системи монтажу
- Прохідна друкована плата
- Поверхнева друкована плата
1) Прохідна друкована плата:
У цьому типі друкованих плат ми повинні зробити отвір за допомогою свердла на друкованій платі. У цих отворах виводи компонентів монтуються і припаюються до накладок, розташованих на протилежній стороні друкованої плати. Ця технологія є найбільш корисною, оскільки надає більше механічної підтримки електричним компонентам і дуже надійну технологію монтажу компонентів, але свердління в друкованій платі робить її дорожчою. В одношаровій друкованій платі цю технологію кріплення легко впровадити, але у випадку двошарової та багатошарової друкованої плати отвір зробити складніше.
2) Поверхнева друкована плата:
У цьому типі друкованих плат компоненти мають невеликі розміри, оскільки ці компоненти мають дуже малий висновок або жоден провід не потрібен для кріплення на платі. Тут, за цією технологією, компоненти SMD безпосередньо кріпляться на поверхні дошки і не вимагають робити отвори на борту.
Різні частини друкованої плати:
Прокладка: Прокладка - це не що інше, як шматок міді, на якому встановлений свинець компонентів і на якому виконується пайка. Накладка забезпечує механічну підтримку компонентів.
Трасування: У друкованій платі компоненти не з'єднуються за допомогою проводів. Всі компоненти з'єднані з таким провідним матеріалом, як мідь. Ця мідна частина друкованої плати, яка використовується для з'єднання всіх компонентів, яка відома як мікроелемент. Слід виглядає так, як показано на малюнку нижче.
Шари: Відповідно до програми, вартості та доступного простору схеми, користувач може вибрати шар друкованої плати. Найпростіша в конструкції, проста в проектуванні і найбільш корисна в повсякденному житті одношарова друкована плата. Але для дуже великої та складної схеми двошарова або багатошарова друкована плата є найбільш переважною в порівнянні з одношаровою друкованою платою. Зараз на добу в багатошаровій друкованій платі можна підключити 10-12 шарів, і найважливіше - це взаємодія між компонентами в різному рівні.
Шовковий шар: Шовковий шар використовується для друку лінії, тексту або будь-якого іншого зображення на поверхні друкованої плати. Зазвичай для трафаретного друку використовують епоксидні фарби. Шовковий шар може бути використаний у верхньому та / або нижньому шарі друкованої плати відповідно до вимог користувача, який відомий як ШЕКОВИЙ екран, ВЕРХНИЙ та ШОКОВИЙ екран.
Верхній і нижній шар: у верхньому шарі друкованої плати всі компоненти змонтовані в цьому шарі друкованої плати. Як правило, цей шар має зелений колір. У нижньому шарі друкованої плати всі компоненти спаяні через отвір, а свинець компонентів відомий як нижній шар друкованої плати. Іноді у верхньому та / або нижньому шарі друкована плата покрита зеленим кольоровим шаром, який відомий як припойна маска.
Маска припою: На верхньому шарі міді є один додатковий шар, який називається маскою припою. Цей шар, як правило, має зелений колір, але він може бути будь-якого кольору. Цей ізолюючий шар використовується для запобігання випадковому контакту прокладок з іншим струмопровідним матеріалом на друкованій платі.
Матеріали друкованих плат:
Основним елементом є діелектрична підкладка, яка є жорсткою або гнучкою. Ця діелектрична підкладка використовується з провідним матеріалом, таким як мідь. В якості діелектричного матеріалу використовуються склоепоксидні ламінати або композиційні матеріали.
1) FR4:
FR - це стенд для FIRE RETARDENT. Для всіх типів виготовлення друкованих плат найпоширенішим склопластиковим матеріалом є FR4. На основі тканих скло-епоксидних сполук FR4 є композиційним матеріалом, який є найбільш корисним, оскільки забезпечує дуже хорошу механічну міцність.
|
FR4 |
Температура скляного переходу |
|
|
Стандартний |
130 |
|
|
З вищою температурою склування. |
170-180 |
|
|
Без галогену |
- |
|
2) FR-1 та FR-2:
Цей матеріал виготовляється з паперу та фенольних сполук, і цей матеріал використовується лише для одношарових друкованих плат. І FR1, і FR2 мають подібні характеристики, єдина різниця - температура склування. FR1 має вищу температуру склування порівняно з FR2. Ці матеріали також розділені на стандартні, безгалогенні та негідрофобні.
3) CEM-1:
Цей матеріал виготовляється з паперу та двошарового тканого скла, епоксидних та фенольних сполук, і цей матеріал використовується лише для односторонньої друкованої плати. Замість FR4 можна використовувати CEM-1, але ціна CEM1 вища, ніж FR4.
4) CEM-3:
цей матеріал є скляною епоксидною сумішшю білого кольору, яка в основному використовується в двошаровій друкованій платі. CEM-3 має меншу механічну міцність порівняно з FR4, але він дешевший, ніж FR4. Отже, це хороша альтернатива FR4.
5) Поліімід:
Цей матеріал використовується в гнучкій друкованій платі. Цей матеріал виготовляється з кептону, роджерів, дюпонта. Цей матеріал має хороші електричні властивості, корисність, широкий діапазон температур і високу хімічну стійкість. Робоча температура цього матеріалу становить -200 ͦC до 300 ͦC.
6) Препрег:
Препрег означає попередньо просочений. Це склопластик, просочений смолою. Ці смоли попередньо висушують, щоб при нагріванні текти, злипатися і повністю занурюватися. Prepreg має клейовий шар, який надає міцність, подібну до FR4. Існує багато версій цього матеріалу відповідно до вмісту смоли, SR - стандартної смоли, MR - середньої смоли та HR - високої смоли. Це вибирається відповідно до необхідної товщини, структури шару та імпедансу. Цей матеріал також доступний при високій температурі склування та без галогенів.
Програмне забезпечення для проектування друкованих плат:
Нижче наведено деякі з найпопулярніших програм для проектування друкованих плат. Ви можете дізнатись більше про програмне забезпечення для проектування друкованих плат тут.
Орел:
EAGLE - це найпопулярніший і найпростіший спосіб проектування друкованих плат. EAGLE означає Легко застосовний графічний редактор макетів, який раніше був розроблений компанією CadSoft Computer, а в даний час Autodesk є розробником цього програмного забезпечення. Для проектування принципової схеми EAGLE має редактор схеми. Розширення файлу EAGLE - це.SCH, а різні частини та компоненти визначаються у розширенні.LBR. Розширення файлу дошки -.BRD.
Мультисим:
Multisim - це також дуже потужне та просте програмне забезпечення для навчання. Який спочатку був розроблений Electronics Workbench, а зараз він є підрозділом National Instruments (NI). Він включає моделювання мікроконтролера (MultiMCU) та інтегровані функції експорту імпорту до програмного забезпечення компонування друкованих плат. Це програмне забезпечення широко використовується в академічній, а також у промисловості для кругової освіти.
EasyEDA:
EasyEDA - це програмне забезпечення, яке використовується для проектування та моделювання схем. Це програмне забезпечення є інтегрованим інструментом для схематичного захоплення, моделювання схеми SPICE, заснованого на компонуванні Ngspice та друкованих плат. Найважливішою перевагою цього програмного забезпечення є те, що воно є веб-програмним забезпеченням і використовується у вікні браузера. Отже, це програмне забезпечення не залежить від ОС.
Дизайнер Altium:
Це програмне забезпечення розроблено австралійською компанією Altium Limited. Головною особливістю цього програмного забезпечення є схематичне захоплення, дизайн 3D друкованої плати, розробка FPGA та управління випуском / даними. Це перше програмне забезпечення, яке пропонує 3D-візуалізацію та перевірку зазору друкованих плат безпосередньо з редактора друкованих плат.
KiCad: Це програмне забезпечення розроблено Jean-Pierre Charras. Це програмне забезпечення має інструменти, які можуть створювати BoM (Bill of Material), ілюстрації та 3D-вигляд друкованої плати, а також усіх компонентів, що використовуються в схемі. Багато компонентів доступні в бібліотеці цього програмного забезпечення, і є функція, за допомогою якої користувач може додавати власні компоненти. Це програмне забезпечення підтримує багато людських мов.
CircuitMaker: Це програмне забезпечення також розроблене Altium. Схематичний редактор цього програмного забезпечення включає розміщення основних компонентів, і це програмне забезпечення використовується для розробки вдосконалених багатоканальних та ієрархічних схем. Всі схеми завантажуються на сервер, і ці файли доступні для перегляду будь-ким, за умови, що вам потрібен обліковий запис CircuitMaker.