Płytki drukowane są niezbędnymi elementami większości urządzeń elektrycznych. Dzisiejsze płytki PCB składają się z kilku warstw: podłoża, ścieżek, maski lutowniczej i sitodruku. Jednym z najważniejszych materiałów na płytce PCB jest miedź, a z kilku powodów jest ona stosowana zamiast innych stopów, takich jak aluminium czy cyna.
Z czego zrobione są płytki PCB?
Według firmy zajmującej się montażem płytek PCB, płytki PCB są wykonane z materiału zwanego podłożem, wykonanego z włókna szklanego wzmocnionego żywicą epoksydową. Nad podłożem znajduje się warstwa folii miedzianej, którą można skleić z obu stron lub tylko z jednej. Po wykonaniu podłoża producenci umieszczają na nim komponenty. Używają oni maski lutowniczej i sitodruku, a także rezystorów, kondensatorów, tranzystorów, diod, układów scalonych i innych wysoce wyspecjalizowanych komponentów.
Dlaczego w płytkach PCB stosuje się folię miedzianą?
Producenci płytek PCB stosują miedź, ponieważ charakteryzuje się ona doskonałą przewodnością elektryczną i cieplną. Miedź, przepływając przez płytkę PCB, zapobiega uszkodzeniu i naprężeniom pozostałej części płytki pod wpływem ciepła. W przypadku innych stopów – takich jak aluminium czy cyna – płytka PCB mogłaby się nierównomiernie nagrzewać i nie działać prawidłowo.
Miedź jest preferowanym stopem, ponieważ umożliwia przesyłanie sygnałów elektrycznych przez płytkę bez żadnych problemów z utratą lub spowolnieniem przepływu prądu. Wydajność transferu ciepła pozwala producentom na montaż klasycznych radiatorów na powierzchni. Sama miedź jest wydajna, ponieważ uncja miedzi może pokryć stopę kwadratową podłoża PCB o grubości 1,4 tysięcznej cala, czyli 35 mikrometrów.
Miedź jest wysoce przewodząca, ponieważ ma wolny elektron, który może przemieszczać się z jednego atomu do drugiego bez spowalniania. Ponieważ pozostaje równie wydajna na tym niezwykle cienkim poziomie, jak na grubszych warstwach, niewielka ilość miedzi ma ogromne znaczenie.
Miedź i inne metale szlachetne stosowane w PCB
Większość ludzi kojarzy płytki PCB z kolorem zielonym. Zazwyczaj mają one jednak trzy kolory na warstwie zewnętrznej: złoty, srebrny i czerwony. Wewnątrz i na zewnątrz płytki PCB znajduje się również czysta miedź. Pozostałe metale na płytce drukowanej występują w różnych kolorach. Warstwa złota jest najdroższa, warstwa srebra ma drugą najwyższą cenę, a warstwa czerwona jest najtańsza.
Zastosowanie złota immersyjnego w płytkach PCB
miedź na płytce drukowanej
Warstwa złota jest stosowana do ochrony przed odłamkami złączy i padów komponentów. Warstwa złota immersyjnego zapobiega przemieszczaniu się atomów powierzchniowych. Warstwa ta nie tylko ma złoty kolor, ale jest wykonana z prawdziwego złota. Złoto jest niezwykle cienkie, ale wystarcza, aby wydłużyć żywotność lutowanych elementów. Złoto zapobiega korozji lutowanych elementów z upływem czasu.
Zastosowanie srebra immersyjnego w płytkach PCB
Srebro to kolejny metal używany w produkcji płytek PCB. Jest ono znacznie tańsze niż immersyjne złocenie. Immersyjne złocenie może być stosowane zamiast immersyjnego złocenia, ponieważ poprawia łączność i obniża całkowity koszt płytki. Immersyjne srebro jest często stosowane w płytkach PCB stosowanych w samochodach i urządzeniach peryferyjnych.
Laminat miedziowany w płytkach PCB
Zamiast immersji, stosuje się miedź w formie plateru. Jest to czerwona warstwa PCB i jest to najczęściej stosowany metal. Płytka PCB jest wykonana z miedzi jako metalu bazowego, a miedź jest niezbędna do efektywnego łączenia i komunikacji obwodów.
Jak stosuje się folię miedzianą w płytkach PCB?
Miedź ma wiele zastosowań w płytkach PCB, od laminatów pokrytych miedzią po ścieżki. Miedź jest niezbędna do prawidłowego działania płytek PCB.
Czym jest PCB Trace?
Ścieżka PCB to, jak sama nazwa wskazuje, ścieżka, którą podąża obwód. Ścieżka obejmuje sieć miedzianą, okablowanie i izolację, a także bezpieczniki i komponenty używane na płytce.
Najłatwiejszym sposobem zrozumienia szlaku jest wyobrażenie go sobie jako drogi lub mostu. Aby pomieścić pojazdy, szlak musi być wystarczająco szeroki, aby pomieścić co najmniej dwa z nich. Musi być wystarczająco gruby, aby nie zapadał się pod wpływem nacisku. Musi być również wykonany z materiałów, które wytrzymają ciężar poruszających się po nim pojazdów. Jednak szlaki robią to wszystko w znacznie mniejszym stopniu, aby przesyłać energię elektryczną niż samochody.
Komponenty śladu PCB
Ścieżka PCB składa się z kilku elementów. Mają one różne zadania do wykonania, aby płytka działała prawidłowo. Miedź jest niezbędna do prawidłowego działania ścieżek, a bez PCB nie mielibyśmy żadnych urządzeń elektrycznych. Wyobraź sobie świat bez smartfonów, laptopów, ekspresów do kawy i samochodów. Tak właśnie byśmy żyli, gdyby płytki PCB nie zawierały miedzi.
Grubość ścieżki PCB
Projekt płytki PCB zależy od jej grubości. Grubość ma wpływ na równowagę i stabilność połączenia elementów.
Szerokość ścieżki PCB
Szerokość ścieżki również ma znaczenie. Nie wpływa ona na równowagę ani mocowanie elementów, ale zapewnia przepływ prądu bez przegrzewania się i uszkadzania płytki.
Prąd śladu PCB
Prąd ścieżki PCB jest niezbędny, ponieważ to właśnie on jest wykorzystywany przez płytkę do przesyłania prądu przez komponenty i przewody. Miedź wspomaga ten proces, a swobodny elektron na każdym atomie zapewnia płynny przepływ prądu przez płytkę.
Dlaczego na płytkach PCB znajduje się folia miedziana?
Proces wytwarzania płytek PCB
Proces produkcji PCB jest taki sam. Niektóre firmy robią to szybciej niż inne, ale wszystkie stosują mniej więcej ten sam proces i materiały. Oto kroki:
Wykonaj fundament z włókna szklanego i żywic
Ułóż warstwy miedzi na fundamencie
Zidentyfikuj i ustaw wzory miedziane
Umyj deskę w wannie
Dodaj maskę lutowniczą, aby chronić płytkę PCB
Przyklej sitodruk do płytki PCB
Umieść i przylutuj rezystory, układy scalone, kondensatory i inne elementy
Przetestuj PCB
Płytki PCB wymagają wysoce wyspecjalizowanych komponentów, aby działać prawidłowo. Jednym z najważniejszych elementów płytki PCB jest miedź. Stop ten jest niezbędny do przewodzenia prądu w urządzeniach, w których zostaną umieszczone płytki PCB. Bez miedzi urządzenia nie będą działać, ponieważ prąd elektryczny nie będzie miał stopu, przez który mógłby się przemieszczać.
Czas publikacji: 25 kwietnia 2022 r.