A NYÁK alapjai

Mi az a PCB?

A PCB egy réz laminált és nem vezető nyomtatott áramköri lap, amelyben az összes elektromos és elektronikus alkatrész egy közös lapban van összekötve, fizikai támogatással az összes alkatrész számára, amelynek alaplapja van. Ha a nyomtatott áramköri lapot nem fejlesztik ki, akkor minden alkatrészt egy vezetékkel kötnek össze, amely növeli az áramkör összetettségét és csökkenti az áramkör megbízhatóságát. Ily módon nem tudunk olyan nagy áramkört létrehozni, mint az alaplap. A NYÁK-ban az összes alkatrész vezeték nélkül van csatlakoztatva, az összes alkatrész belül van csatlakoztatva, így csökkenteni fogja az áramkör átfogó tervezésének összetettségét. A NYÁK-t villamos energia és összeköttetés biztosítására használják az alkatrészek között, amellyel úgy működik, ahogyan megtervezték. A nyomtatott áramköri lapok tetszés szerint testre szabhatók a felhasználói igényeknek megfelelően. Számos elektronikai eszközben megtalálható, például; TV, Mobil, Digitális fényképezőgép, Számítógépek alkatrészei; Grafikus kártyák, alaplapok stb. Számos területen is használható, például; orvostechnikai eszközök, ipari gépek, autóipar, világítás stb.

A NYÁK típusai:

Az áramkör számára többféle NYÁK áll rendelkezésre. Az ilyen típusú NYÁK-ok közül az alkalmazásunknak megfelelően meg kell választanunk a megfelelő NYÁK-t.

1. Egyrétegű NYÁK
2. Kétrétegű NYÁK
3. Többrétegű NYÁK
4. Rugalmas NYÁK
5. Alumínium alapú NYÁK
6. Rugalmasan merev NYÁK

1) Egyrétegű NYÁK:

Az egyrétegű NYÁK egyoldalas NYÁK- ként is ismert. Ez a típusú NYÁK egyszerű és leggyakrabban használt NYÁK, mert ezeket a NYÁK-kat könnyű megtervezni és gyártani. A NYÁK egyik oldala bármilyen vezető anyag rétegével van bevonva. Általában a rézet használják vezető anyagként a PCB-hez, mert a réz nagyon jó vezetőképességgel rendelkezik. A forrasztómaszk rétegét használják a PCB megvédésére az oxidációtól, majd selyemszitával jelzik a PCB összes komponensét. Ebben a típusú NYÁK-ban csak a NYÁK egyik oldalát használják különféle típusú elektromos vagy elektronikai alkatrészek, például ellenállás, kondenzátor, induktivitás stb. Összekapcsolására. Ezeket az alkatrészeket forrasztják. Ezeket a NYÁK-kat alacsony költségű és tömeges gyártási alkalmazásokban használják, például számológépekben, rádióban, nyomtatókban és a szilárdtest-meghajtóban.

2) Kétrétegű NYÁK:

A kétrétegű NYÁK kétoldalas PCB néven is ismert. Ahogy a neve is mutatja, az ilyen típusú NYÁK-oknál a lemez felső és alsó oldalára vékony réteg vezető anyagot, például rézet visznek fel. A NYÁK-ban a lemez különböző rétegein keresztül áll, amelynek két padja van a megfelelő helyzetben a különböző rétegeken. Ezeket egy, a 2b. Ábrán látható lyuk a villamosan összeköti. Rugalmasabb, viszonylag alacsonyabb költségű, és az ilyen típusú NYÁK-lapok legfontosabb előnye a kisebb méret, amely kompakttá teszi az áramkört. Ezt a típusú NYÁK-t leginkább ipari vezérlőkben, konverterekben, UPS-rendszerekben, HVAC-alkalmazásokban, telefon-, erősítő- és tápfigyelő rendszerekben használják.

3) Többrétegű NYÁK:

A többrétegű NYÁK több mint két réteggel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy ez a típusú NYÁK legalább három vezető rétréteggel rendelkezik. A tábla rögzítéséhez ragasztó van elhelyezve a szigetelő réteg között, amely biztosítja, hogy a felesleges hő ne károsítsa az áramkör egyik elemét. Ez a típusú NYÁK tervezés nagyon összetett, és nagyon bonyolult és nagy elektromos feladatokhoz használják, nagyon alacsony térben és kompakt áramkörben. Ezt a típusú NYÁK-t olyan nagy alkalmazásokban használják, mint a GPS technológia, műholdas rendszerek, orvosi berendezések, fájlszerverek és adattárolók.

4) Rugalmas NYÁK:

A rugalmas NYÁK-t Flex áramkörnek is nevezik. Ez a típusú NYÁK rugalmas műanyagot használt, például polimidet, PEEK-et (poliéter-éter-ketont) vagy átlátszó vezetőképes poliészter fóliát. Az áramköri lapot általában hajtogatva vagy csavartan helyezik el. Ez nagyon összetett típusú NYÁK, és különböző rétegeket is tartalmaz, például egyoldalas flexi áramkört, kétoldalas flexi áramkört és többoldalas flexi áramkört. A flex áramkört organikus fénykibocsátó diódákban, LCD gyártásban, flexibilis napelemekben, autóiparban, mobiltelefonokban, kamerákban és komplex elektronikai eszközökben, például laptopokban használják.

5) merev PCB:

A merev PCB-k olyan szilárd anyagból készülnek, amely nem teszi lehetővé a PCB csavarodását. A flexibilis NYÁK-val megegyezően a merev PCB-k is különböző rétegkonfigurációval rendelkeznek, mint egyrétegű, kétrétegű és többrétegű merev NYÁK. A nyomtatott áramköri lap alakja telepítés után nem változik. Ez a NYÁK nem hajlítható az alap alakja szerint, ezért ezt a NYÁK-t RIGID NYÁK-nak nevezik. Az ilyen típusú NYÁK élettartama nagyon magas, ezért ezt a számítógép számos részén használják, például a RAM-ban, a GPU-ban és a CPU-ban. Egyszerű kialakítású és leggyakrabban használt és legtöbb gyártású NYÁK egyoldalas merev PCB. A többrétegű merev PCB kompaktabb lehet, ha 9-10 réteget tartalmaz.

6) Rugalmas merev PCB:

A rugalmas áramkör és a merev áramkör kombinációja a legfontosabb tábla. A hajlékony-merev táblák több rugalmas PCB-rétegből állnak, amelyek számos merev PCB-réteghez vannak rögzítve. A hajlékony merev tábla az ábrán látható. Használják mobiltelefonokban, digitális fényképezőgépekben és autókban stb.

A NYÁK típusai a rögzítési rendszer szerint

1. Átlyukasztott NYÁK
2. Felületre szerelt NYÁK

1) átmenő lyukú NYÁK:

Ebben a típusú NYÁK-ban lyukat kell készítenünk a fúró segítségével a NYÁK-on. Ezekben a furatokban az alkatrészek vezetékei vannak felszerelve és forrasztva a NYÁK ellentétes oldalán elhelyezett párnákhoz. Ez a technológia azért a leghasznosabb, mert nagyobb mechanikai támogatást nyújt az elektromos alkatrészeknek és nagyon megbízható technológiát biztosít az alkatrészek felszereléséhez, de a NYÁK-ba történő fúrás drágábbá teszi. Az egyrétegű NYÁK-ban ez a rögzítési technológia könnyen megvalósítható, de kétrétegű és többrétegű NYÁK készítési lyuk nehezebb.

2) Felületre szerelt NYÁK:

Ebben a típusú NYÁK-ban az alkatrészek kis méretűek, mivel ezeknek az alkatrészeknek nagyon kicsi az ólma, vagy nincs szükség vezetékekre a táblára történő felszereléshez. Ebben a technológiában az SMD alkatrészeket közvetlenül a tábla felületére szerelik, és nem igényelnek lyukat a fedélzeten.

A NYÁK különböző részei:

Pad: A betét nem más, mint egy rézdarab, amelyre az alkatrészek ólmát szerelik, és amelyre forrasztást végeznek. A pad biztosítja az alkatrészek mechanikai támogatását.

Nyomkövetés: A NYÁK-ban az alkatrészek nincsenek összekötve vezetékek segítségével. Minden alkatrész olyan vezető anyaggal van összekötve, mint a réz. A NYÁK ezen réz része, amelyet az összes alkatrész összekapcsolására használnak, amelyet nyomnak neveznek. A Trace úgy néz ki, mint az ábra alatt.

Rétegek: Az alkalmazás, az áramkör költsége és szabad helye szerint a felhasználó kiválaszthatja a NYÁK rétegét. A legegyszerűbb felépítésű, könnyen megtervezhető és a mindennapi életben leghasznosabb az egyrétegű NYÁK. De nagyon nagy és összetett áramkörök esetében a kétrétegű vagy a többrétegű NYÁK a legelőnyösebb az egyrétegű NYÁK-hoz képest. Naponta többrétegű NYÁK-ban 10-12 réteg csatlakoztatható, és a legfontosabb dolog az, hogy az összetevőket különböző rétegekben kommunikálják.

Selyemréteg: A selyemréteget vonalak, szövegek vagy bármilyen rajzok nyomtatására használják a NYÁK felületén. A szitanyomáshoz általában epoxi tintát használnak. A selyemréteg felhasználható a NYÁK felső és / vagy alsó rétegében a felhasználói igényeknek megfelelően, amely selyemszűrő TOP és selyemszűrő BOTTOM néven ismert.

Felső és alsó réteg: A NYÁK felső rétegében minden alkatrész fel van szerelve erre a NYÁK-rétegre. Általában ez a réteg zöld színű. A NYÁK alsó rétegében az összes alkatrészt forrasztják a lyukon, és az alkatrészek vezetését a NYÁK alsó rétegének nevezik. Valamikor a felső és / vagy alsó rétegben a NYÁK-t zöld színű réteggel vonják be, amely forrasztómaszk néven ismert.

Forrasztómaszk: Van egy további réteg a rézréteg tetején, az úgynevezett Forrasztómaszk. Ez a réteg általában zöld színű, de bármilyen színű lehet. Ezt a szigetelő réteget arra használják, hogy megakadályozzák a betétek véletlenszerű érintkezését más vezető anyagokkal a NYÁK-on.

NYÁK-anyagok:

A fő elem a dielektromos hordozó, amely merev vagy hajlékony. Ezt a dielektromos szubsztrátumot olyan vezető anyagokkal használják, mint a réz. Dielektromos anyagként az üveg epoxi laminátumokat vagy a kompozit anyagokat használják.

1) FR4:

FR a TŰZVÉDELMET jelenti. Minden típusú NYÁK-gyártás esetében a leggyakoribb üveg laminált anyag az FR4. A szövött üveg-epoxi vegyületek alapján az FR4 kompozit anyag, amely a leghasznosabb, mivel nagyon jó mechanikai szilárdságot biztosít.

FR4	Üveg átmeneti hőmérséklet
Alapértelmezett	130	Leggyakoribb és legelterjedtebb Legolcsóbb
Magasabb üvegesedési hőmérséklettel.	170-180	Kompatibilis az ólommentes visszafolyási technológiával
Halogén mentes	-	Kompatibilis az ólommentes visszafolyási technológiával

2) FR-1 és FR-2:

Ez az anyag papír és fenol vegyületekből készül, és ezt az anyagot csak egyrétegű PCB-hez használják. Mind az FR1, mind az FR2 hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, az egyetlen különbség az üvegesedési hőmérséklet. Az FR1 üvegesedési hőmérséklete magasabb az FR2-hez képest. Ezeket az anyagokat standard, halogénmentes és nem hidrofób anyagokra is fel lehet osztani.

3) CEM-1:

Ez az anyag papírból és kétrétegű szőtt üveg epoxi- és fenolvegyületekből készül, és ezt az anyagot csak egyoldalas PCB-hez használják. A CEM-1 használható FR4 helyett, de a CEM1 ára magasabb, mint az FR4.

4) CEM-3:

ez az anyag fehér színű, üveg epoxi vegyület, amelyet többnyire kétrétegű PCB-ben használnak. A CEM-3 mechanikai szilárdsága alacsonyabb az FR4-hez képest, de olcsóbb, mint az FR4. Tehát ez az FR4 jó alternatívája.

5) Poliimid:

Ezt az anyagot rugalmas NYÁK-ban használják. Ez az anyag keptonból, rogerekből, dupontból készül. Ennek az anyagnak jó elektromos tulajdonságai vannak, felicitása, széles hőmérsékleti tartománya és magas kémiai ellenállása van. Ennek az anyagnak a működési hőmérséklete -200 ͦC és 300 ͦC között van.

6) Prepreg:

A Prepreg jelentése előre impregnált. Ez egy gyantával átitatott Üvegszál. Ezeket a gyantákat előre megszárítják, így amikor felmelegednek, folynak, tapadnak és teljesen elmerülnek. A Prepreg ragasztórétege van, amely az FR4-hez hasonló szilárdságot ad. Ennek az anyagnak számos változata van a gyantatartalom, az SR-szabványos gyanta, az MR-közepes gyanta és a HR-magas gyanta szerint. Ezt a kívánt vastagság, rétegszerkezet és impedancia alapján választják meg. Ez az anyag magas üvegesedési hőmérsékleten és halogénmentesen is kapható.

NYÁK-tervező szoftver:

Az alábbiakban bemutatjuk a legnépszerűbb NYÁK-tervező szoftvereket. Itt többet tudhat meg ezekről a NYÁK-tervező szoftverekről.

Sas:

Az EAGLE a legnépszerűbb és legegyszerűbb módszer a NYÁK tervezésére. Az EAGLE az egyszerűen alkalmazható grafikus elrendezésszerkesztőt jelenti, amelyet korábban a CadSoft Computer fejlesztett ki, és jelenleg az Autodesk fejlesztője ennek a szoftvernek. A kapcsolási rajz tervezéséhez az EAGLE rendelkezik egy sematikus szerkesztővel. Az EAGLE fájlkiterjesztés.SCH, és a különböző részeket és összetevőket az.LBR kiterjesztés határozza meg. A Board fájlkiterjesztés.BRD.

Multisim:

A Multisim emellett nagyon hatékony és könnyen tanulható szoftver. Ezt eredetileg az Electronics Workbench fejlesztette ki, és most a National Instruments (NI) részlege. Magában foglalja a mikrokontroller szimulációt (MultiMCU) és az integrált import export funkciókat a NYÁK elrendező szoftverbe. Ezt a szoftvert széles körben használják az egyetemen és az iparban is az áramkörök oktatásában.

EasyEDA:

Az EasyEDA egy szoftver, amelyet áramkörök tervezésére és szimulálására használnak. Ez a szoftver egy integrált eszköz a sematikus rögzítéshez, a SPICE áramkör szimulációjához, az Ngspice és a NYÁK elrendezésén alapul. A szoftver legfontosabb előnye, hogy webalapú szoftver, amelyet a böngészőablakban használnak. Tehát, ez a szoftver független az operációs rendszertől.

Altium Designer:

Ezt a szoftvert az ausztrál Altium Limited szoftvercég fejlesztette ki. A szoftver fő jellemzője a sematikus rögzítés, a 3D NYÁK-tervezés, az FPGA fejlesztése és a kiadás / adatkezelés. Ez az első olyan szoftver, amely 3D-s megjelenítést és a PCB szabad helyellenőrzését kínálja közvetlenül a PCB szerkesztőből.

KiCad: Ezt a szoftvert a jean-pierre charras fejlesztette ki. Ez a szoftver olyan eszközökkel rendelkezik, amelyek létrehozhatják a BoM-et (Bill of Material), grafikákat és 3D-s képet a NYÁK-ról, valamint az áramkörben használt összes komponensről. Számos összetevő érhető el a szoftver könyvtárában, és van olyan funkció, amelyet a felhasználó hozzáadhat egyéni összetevőihez. Ez a szoftver számos emberi nyelvet támogat.

CircuitMaker: Ezt a szoftvert az Altium is kifejlesztette. A szoftver sematikus szerkesztője tartalmazza az alapkomponensek elhelyezését, és ezt a szoftvert fejlett többcsatornás és hierarchikus sémák tervezésére használják. Az összes vázlatot feltöltötték a szerverre, és ezeket a fájlokat bárki megtekintheti, feltéve, hogy szüksége van egy CircuitMaker fiókra.