Che cos'è una scheda PCB?

La scheda PCB è la madre dei prodotti elettronici. Conosciuto anche come circuito stampato (PCB) o circuito stampato (PWB), è un fornitore di connessioni elettriche per componenti elettronici. È un componente elettronico che utilizza la stampa elettronica per incidere sulla superficie del laminato rivestito di rame isolato e non vincolante, lasciando una rete di piccoli circuiti in modo che vari componenti elettronici possano formare una connessione a circuito predeterminata e raggiungere la funzione di trasmissione del relè tra componenti elettronici. La maggior parte delle apparecchiature e dei prodotti elettronici devono essere dotati di una scheda PWB.

Le schede a circuito stampato sono spesso chiamate PWB e hanno anche molte persone chiamate substrato PCB. Poiché la scheda a circuito stampato non è un prodotto terminale generale, la definizione del nome è leggermente confusa. Ad esempio, la scheda madre per i personal computer è chiamata scheda madre e non può essere direttamente chiamata circuito PCB. Anche se ci sono schede di circuito nella scheda madre, non sono gli stessi, quindi quando si valuta l'industria, i due sono correlati ma non si può dire che siano gli stessi. Un altro esempio: poiché ci sono componenti di circuito integrato montati sul circuito PCB, i media la chiamano scheda IC, ma in realtà non è equivalente a una scheda a circuito stampato. Di solito diciamo che la scheda di circuito stampato si riferisce alla scheda nuda - che il circuito PCB senza componenti superiori.

Secondo il numero di strati elettronici della scheda, può essere diviso in un lato, doppio strato, quattro strati, sei strati e altro circuito PCB multistrato. E continuare a sviluppare nella direzione di alta precisione, alta densità e alta affidabilità. Il continuo restringimento del volume, la riduzione dei costi e il miglioramento delle prestazioni hanno permesso ai circuiti stampati di mantenere una forte vitalità nello sviluppo dei futuri prodotti elettronici. La tendenza di sviluppo futura della tecnologia di produzione PWB è quella di svilupparsi nella direzione di alta densità, alta precisione, apertura fine, filo sottile, passo piccolo, alta affidabilità, multistrato, trasmissione ad alta velocità, leggerezza e sottigliezza nelle prestazioni.

PCB

Secondo la distribuzione dei circuiti stampati

Substrato PCB monolato

Il singolo strato è su un substrato isolante con uno spessore di 0,2-5mm, solo una superficie è coperta con foglio di rame e un circuito stampato è formato sul substrato mediante stampa e incisione. Il singolo pannello è semplice da fabbricare e facile da montare. È adatto alle esigenze di un circuito, come radio, televisori, ecc. Non è adatto per occasioni che richiedono alta densità di assemblaggio o circuiti complessi.

Substrato PCB doppio lato

Le schede a doppio lato sono circuiti stampati su entrambi i lati di un substrato isolante con uno spessore di 0,2-5mm. È adatto per prodotti elettronici con requisiti generali, come computer elettronici, strumenti elettronici e contatori. Poiché la densità di cablaggio del circuito stampato a doppio lato è superiore a quella del circuito stampato a singolo lato, il volume del dispositivo può essere ridotto.

Piastra PCB multistrato

I pannelli stampati con più di 3 strati di circuiti stampati stampati su un substrato isolante sono chiamati pannelli a più strati. Si tratta di una combinazione di diversi sottili pannelli singoli o doppi, e il suo spessore è generalmente di 1,2-2,5 mm. Al fine di condurre fuori il circuito in sandwich tra il substrato isolante, i fori per il montaggio dei componenti sulla scheda multistrato devono essere metallizzati, cioè viene applicato uno strato di metallo sulla superficie interna dei piccoli fori per collegarli al circuito stampato in sandwich tra i substrati isolanti.

Classificato per natura del substrato

Substrato rigido PCB

Il PWB rigido ha una certa resistenza meccanica e le parti assemblate con esso hanno uno stato piatto. I pannelli stampati rigidi sono utilizzati nei prodotti elettronici generali.

Substrato di PCB flessibile

Il PWB flessibile è realizzato in plastica a strati morbidi o altri materiali isolanti morbidi come materiale di base. Le parti realizzate in esso possono essere piegate e allungate e possono essere piegate secondo le esigenze di installazione durante l'uso. Le tavole stampate flessibili sono generalmente utilizzate in occasioni speciali. Ad esempio, lo schermo di alcuni multimetri digitali può essere ruotato e le schede stampate flessibili vengono spesso utilizzate all'interno; lo schermo, i pulsanti dei telefoni cellulari, ecc.

Substrato PCB rigido flessibile

La nascita e lo sviluppo di FPC e PWB hanno dato vita al nuovo prodotto di pannelli flessibili e rigidi. Pertanto, il bordo rigido-flex è il circuito flessibile e il circuito rigido. Dopo la pressatura e altri processi, vengono combinati secondo i requisiti di processo pertinenti per formare una scheda elettronica con caratteristiche FPC e caratteristiche PWB.

Classificato per ambito di applicazione

Il PWB può essere diviso in PCB a bassa frequenza e PCB ad alta frequenza. L'alta frequenza delle apparecchiature elettroniche è la tendenza di sviluppo, specialmente nelle reti wireless e nelle comunicazioni satellitari di oggi, i prodotti informativi si stanno muovendo verso l'alta velocità e l'alta frequenza e i prodotti di comunicazione si stanno muovendo verso la standardizzazione della voce, del video e dei dati della trasmissione wireless con grande capacità e alta velocità. Pertanto, la nuova generazione di prodotti ha bisogno di una scheda ad alta frequenza e il substrato in foglia può essere costituito da materiali con piccola perdita dielettrica e costante dielettrica, come poliuretano, polietilene, polistirene, tessuto di vetro in politetrafluoroetilene.

Classificato dalle schede stampate speciali

Attualmente, ci sono alcune schede stampate appositamente, come il bordo stampato del nucleo metallico, il circuito stampato montato sulla superficie e il bordo stampato del film di carbonio.

Piastra PCB del nucleo metallico

La scheda di circuito del nucleo metallico deve sostituire la scheda di tessuto di vetro epossidico con una piastra metallica dello stesso spessore. Dopo un trattamento speciale, i circuiti conduttori su entrambi i lati della scheda metallica sono collegati tra loro e altamente isolati dalla parte metallica. Il vantaggio del PCB del nucleo metallico è una buona dissipazione del calore e stabilità dimensionale. Questo perché i materiali magnetici come alluminio e ferro hanno un effetto schermante e possono impedire interferenze reciproche.

La scheda a circuito stampato a montaggio superficiale (SMB) è un tipo di scheda a circuito stampato sviluppata per soddisfare le esigenze di prodotti elettronici leggeri, sottili, corti e piccoli e con il processo di installazione di dispositivi di montaggio superficiale con densità di pin e basso costo. La scheda di circuito stampato ha le caratteristiche di una piccola apertura, piccola larghezza e spaziatura della linea, alta precisione e elevati requisiti di substrato. Il cartone stampato con pellicola di carbonio è un tipo di cartone stampato che viene stampato con uno strato di pellicola di carbonio dopo che il modello del conduttore è realizzato sulla foglia di rame per formare un contatto o un filo di saltatore (il valore di resistenza soddisfa i requisiti specificati). È caratterizzato da un processo di produzione semplice, basso costo, ciclo breve, buona resistenza all'usura e conduttività elettrica. Può realizzare l'alta densità di pannelli singoli e la miniaturizzazione e il peso leggero dei prodotti. È adatto per TV, telefono, registratore video e organo elettronico.

La scheda PCB nelle apparecchiature elettroniche svolge un ruolo indispensabile, la sua importanza si riflette principalmente nei seguenti livelli:

1. Funzione di interconnessione del circuito: scheda di cablaggio stampata con l'aiuto del suo modello conduttivo, i vari tipi di componenti elettronici dei giunti di saldatura e dei fili sono collegati precisamente per costruire un sistema di circuito completo, garantendo così il normale funzionamento delle funzioni elettroniche dell'apparecchiatura.

2. supporto strutturale: come i componenti elettronici dell'installazione del substrato, scheda PWB per tutti i tipi di componenti per fornire un solido supporto meccanico per garantire che possano essere posizionati con precisione e disposizione ordinata all'interno del dispositivo.

3.Circuit meccanismo di protezione: la superficie del circuito stampato del rivestimento resistente della saldatura può efficacemente prevenire il sovraccarico della saldatura nel processo di saldatura causato da problemi di cortocircuito, per fornire la sicurezza per il circuito. Inoltre, le proprietà isolanti proprie della scheda PCB possono anche isolare efficacemente le aree ad alta e bassa tensione del circuito per evitare potenziali danni al corpo umano o alle apparecchiature.

Efficienza di produzione: l'applicazione del PCB semplifica significativamente la saldatura dei componenti elettronici e dei processi di assemblaggio, migliorando significativamente l'efficienza di produzione delle apparecchiature elettroniche. Allo stesso tempo, i circuiti stampati supportano la produzione e i test automatizzati, contribuendo a ridurre i costi di produzione e migliorare la qualità del prodotto.

5.Maintenance e convenienza di aggiornamento: i circuiti stampati saranno altamente integrati con i componenti elettronici e i circuiti, in modo che la manutenzione e l'aggiornamento delle apparecchiature sia più semplice. Quando un componente fallisce, è sufficiente sostituire la scheda PWB corrispondente, senza smontare e riorganizzare l'intera macchina.

Capacità di integrazione ad alta densità: con il rapido progresso della tecnologia elettronica, attrezzature per la crescente domanda di integrazione di circuiti, scheda PCB attraverso la progettazione strutturale a più strati e il processo di produzione di precisione, per raggiungere l'integrazione ad alta densità, nello spazio limitato per ospitare più componenti e circuiti elettronici, per soddisfare le esigenze di sviluppo di attrezzature miniaturizzate, leggere e ad alte prestazioni.

Come progettare il substrato del PCB?

Quando si progetta una scheda di circuito, sono spesso necessari molti passaggi complicati. Che si tratti delle basi della microlavorazione del rame e della saldatura o del tentativo di garantire che il PWB sia finalmente stampato, o di incontrare problemi di progettazione più specifici, come la tecnologia a fori trasversali o i segnali di progettazione con fori trasversali, tamponi e qualsiasi numero di layout Per problemi di integrità, è necessario assicurarsi di avere il software di progettazione corretto. Quindi ora iPCB ti dice come progettare un pannello PCB.

1. Creare un diagramma schematico del substrato del PCB

Che tu stia generando un design da un modello o creando una scheda PCB da zero, è meglio iniziare con uno schema PWB. Lo schema è simile al progetto del nuovo dispositivo ed è importante capire ciò che è mostrato nello schema. Rispetto alla progettazione direttamente sul pannello PCB, non solo l'interconnessione del circuito è più facile da definire e modificare, ma è anche molto più facile convertire il diagramma schematico PWB nel layout della scheda PWB. Per i componenti, il software di progettazione dei circuiti PCB dispone di un ampio database di librerie di parti.

2. Creare un layout di piastra di PCB vuoto

Dopo aver creato lo schema PWB, è necessario utilizzare lo strumento di acquisizione schematica nel software di progettazione PCB per iniziare a creare il layout PCB. Prima di ciò, è necessario creare un documento PCB vuoto. Per creare un pannello PCB, è necessario generare un file PCB Doc. Questo può essere fatto facilmente dal menu principale del software di progettazione

Se la forma, le dimensioni e la pila di strati del pannello PWB sono stati determinati, è possibile impostarli immediatamente. Se non si desidera eseguire queste attività ora, non preoccuparsi, è possibile cambiare la forma della piastra PCB in seguito. Con la compilazione di SchDoc, le informazioni schematiche possono essere utilizzate in PCB. Il processo di compilazione comprende la verifica del progetto e la generazione di diversi documenti di progetto in modo da poter controllare e correggere il progetto prima del trasferimento al PCB. Si raccomanda vivamente di controllare e aggiornare le opzioni di elemento utilizzate per creare le informazioni del PCB in questo momento.

Quando si progetta un pannello PWB, a volte sembra che sarà un viaggio lungo e arduo per raggiungere il design finale. Sia che si tratti delle basi della microlavorazione del rame e della saldatura cercando di garantire che il PWB sia finalmente stampato, o che si incontrino problemi di progettazione più specifici, come la tecnologia dei fori attraverso o i segnali di progettazione con fori attraverso, tamponi e qualsiasi numero di layout Per problemi di integrità, è necessario assicurarsi di avere il software di progettazione PWB corretto.

3. cattura il diagramma schematico della scheda prototipo del PCB e collegalo al PCB

Tutti gli strumenti del software di progettazione del substrato del prototipo del PCB possono essere utilizzati in un ambiente di progettazione unificato. In questo ambiente di progettazione, lo schema, il PCB e il BOM sono correlati tra loro e possono essere accessibili allo stesso tempo. Altri programmi ti costringeranno a compilare manualmente i dati schematici.

4. Progettare la pila del PCB

Quando si trasferiscono le informazioni schematiche al PCB Doc, oltre al contorno della piastra PCB specificato, verrà visualizzato anche il pacchetto del componente. Prima di posizionare i componenti, è necessario utilizzare il "Layer Stack Manager" come mostrato di seguito per definire il layout del PCB (cioè forma, pila di strati).

Se non avete familiarità con la progettazione di piastre PWB, anche se qualsiasi numero di strati può essere definito nel software di progettazione di pannelli PWB, la maggior parte dei progetti moderni inizierà con una scheda a 4 strati su FR4. Puoi anche usufruire della libreria di impilamento dei materiali; in questo modo, è possibile scegliere tra una varietà di laminati diversi e pannelli unici.

Se si desidera progettare una scheda ad alta velocità / ad alta frequenza, è possibile utilizzare l'analizzatore di impedenza integrato per garantire il controllo dell'impedenza nella scheda prototipo del PCB. Lo strumento di curva di impedenza utilizza il risolvere di campo elettromagnetico integrato di Simberian per personalizzare la geometria della traccia per raggiungere il valore di impedenza obiettivo.

Per istruzioni di riferimento più dettagliate per l'impilamento PWB, fare clic su Scarica -

5. Definire le regole di progettazione e i requisiti DFM

Ci sono molte categorie di regole di progettazione PWB, e potrebbe non essere necessario utilizzare tutte queste regole disponibili per ogni progetto. È possibile selezionare/deselezionare singole regole facendo clic destro sulla regola problematica nell'elenco nell'editor di regole e vincoli PWB sottostante.

Le regole che si utilizzano, in particolare quelle utilizzate per la produzione, dovrebbero rispettare le specifiche e le tolleranze delle attrezzature del produttore di PCB. I progetti avanzati come i progetti di controllo dell'impedenza e molti progetti ad alta velocità / alta frequenza potrebbero dover seguire regole di progettazione molto specifiche per garantire che il prodotto funzioni correttamente. Controllare sempre il foglio dati del componente per comprendere queste regole di progettazione.

6. Posizionare i componenti sul substrato del prototipo PWB

L'attuale software di progettazione della scheda PWB offre grande flessibilità e consente di posizionare rapidamente i componenti sul circuito del PCB. È possibile organizzare i componenti automaticamente o posizionarli manualmente. È inoltre possibile utilizzare queste opzioni insieme per sfruttare la velocità del posizionamento automatico e garantire che il PWB sia disposto secondo buone linee guida per il posizionamento dei componenti.

7. Foro di inserimento del bordo PWB

Prima del layout del PWB, è meglio posizionare fori di foratura (montaggio e vias). Se il tuo progetto è complesso, potrebbe essere necessario modificare almeno alcune posizioni durante il processo di routing. Ciò può essere fatto facilmente attraverso la finestra di dialogo "Proprietà".

La vostra preferenza qui dovrebbe seguire le specifiche di progettazione di fabbricazione (DFM) del produttore di circuiti stampati. Se avete definito i requisiti DFM del PWB come regole di progettazione (vedere punto 5), il software di progettazione PWB controllerà automaticamente queste regole quando si posizionano vias, fori, pad e tracce nel layout.

8. Tracciamento del layout della piastra PWB

Dopo aver posizionato i componenti e qualsiasi altro componente meccanico,è possibile preparare il layout. Assicurarsi di utilizzare buone linee guida di cablaggio e strumenti software di progettazione PWB per semplificare il processo, come evidenziare la rete e la codifica del colore attraverso il cablaggio.

9. Aggiungere l'etichetta e l'identificatore del PWB

Dopo aver verificato il layout del PCB, è possibile aggiungere etichette, identificatori, marchi, loghi o qualsiasi altra immagine sulla piastra del PCB. È una buona idea utilizzare identificatori di riferimento per i componenti, in quanto questo aiuterà l'assemblaggio PWB. Inoltre, includere indicatori di polarità, indicatori pin 1 e qualsiasi altra etichetta che aiutano a identificare i componenti e il loro orientamento. Per i loghi e le immagini, è meglio consultare il produttore della scheda PWB per assicurarsi che i font utilizzati siano leggibili.

10. Generare il file Gerber per la progettazione del layout del PCB.

Prima che il produttore del PCB possa fornire i risultati, è sempre meglio verificare il layout del PCB eseguendo un controllo delle regole di progettazione (DRC).

Dopo che la scheda PWB passa il DRC finale, è necessario generare file di progettazione per il produttore della scheda PCB. Il file di progettazione dovrebbe includere tutte le informazioni e i dati necessari per costruirlo, e includere eventuali note o requisiti speciali per assicurarsi che il produttore sia chiaro sulle vostre esigenze. Per la maggior parte dei produttori di PCB, sarà possibile utilizzare file Gerber, ma alcuni produttori di piastre di PCB preferiscono altri formati di file CAD. Ora, sai cos'è il PCB?