Minden, amit a NYÁK tervezésről és gyártásról tudni kell

Kulcsszavak: NYÁK gyártó

A nyomtatott áramköri lapok kortanyagok, amelyeket elektronikus eszközökben használnak, mivel lehetővé teszik az elektronikus alkatrészek összekapcsolását. Ezek a lapok fém pályákkal és érintkezőfelületekkel rendelkeznek, valamint egyéb formai elemekkel, amelyeket fotolitográfiai eljárásokkal hoznak létre a nem vezető anyagokhoz, például FR-4 epoxi üvegszálhoz kötött rézlemezekből. A NYÁK gyártótól származó nyomtatott áramköri lapok számos területen szükségesek, beleértve a háztartási készülékeket, az ipari eszközöket és a repülési eszközöket. Az egyoldalas, a kétoldalas és a többrétegű nyomtatott áramköri lapok megfelelnek az áramkör adott tervezési paramétereinek és korlátainak.

Vannak más NYÁK technológiák alfajai is, amelyeket piacra dobtak a fejlett és miniatürizált elektronikus eszközök fejlesztésének összetettségének kielégítésére, és ezek közé tartoznak a hajlékony, a merev-hajlékony és a nagy sűrűségű összeköttetésű NYÁK-ok. A kiválasztási folyamat során alapvető fontosságú, hogy egy adott alkalmazásban milyen típusú nyomtatott áramköri lapot használjanak, és ez a nyomtatott áramköri lapok természetétől és jellegétől függően világosabb perspektívával történhet.

A NYÁK fő nyersanyagai

A nyomtatott áramköri lap (NYÁK) alapvető rétegei egy nem vezető alapanyag, amely általában FR-4, poliamid vagy PTFE néven ismert üvegszálból származik. A szubsztrát felületére szilárd rézútvonalakat, csatlakozásokat és egyéb mintákat fejlesztenek ki a szükséges elektromos pályák létrehozásához.

Az áramköri lap különböző részeinek elektromos összeköttetéséhez, amelyeken ezek az alkatrészek elhelyezkednek, réz nyomvonalakat használnak. Ezek a nyomvonalak az áramvezető képességtől és az áramkör kívánt impedanciájától függenek, így a szélességet és a vastagságot meg kell határozni.

A via-k kis lyukak a NYÁK-on, amelyeket rézrétegekkel töltenek meg, lehetővé téve a lap rétegeinek összekapcsolását. A via-k néhány gyakori típusa a átmenő lyuk, a vak és a eltemetett via, amelyek különböző felhasználási lehetőségekkel rendelkeznek a NYÁK tervezésben.

A forrasztási maszkokat, amelyek általában polimer anyagok, a NYÁK felületére viszik fel, főként a réz nyomvonalak oxidáció elleni védelme érdekében, és különösen a forrasztás során a rövidzár elkerülése végett. Segít az elektromos szigetelés biztosításában is a legközelebbi nyomvonal és a mellette lévő érintkezőfelület között.

Réz fólia: A réz fólia különböző súlyú a vezető nyomvonalak, érintkezőfelületek és síkok előállításához.

Szubsztrát anyagok: Az FR-4 tipikus alapanyag jó mechanikai és elektromos tulajdonságai miatt, azonban a poliamidot és a PTFE-t nagyfrekvenciás és magas hőmérsékletű alkalmazásoknál használják.

Forrasztómaszk: Az LPI forrasztómaszkok nagyon népszerűek, mivel kiváló méretpontosságot és jelentős rugalmasságot biztosítanak.

Selyemnyomtatás: Egy tintaréteg a külső rézrétegen, amely szöveget, logókat és alkatrész-hivatkozásokat tartalmaz, megkönnyítve az alkatrészek összeszerelését és a hibaelhárítást.

Felületi bevonatok: Szubsztrát opciók, amelyek közé tartozik a forró levegős forrasztás kiegyenlítése (HASL), valamint a kémiai bevonási módszerek, mint például a kémiai nikkel aranymerülés (ENIG) vagy a szerves forraszthatóságot megőrző bevonat (OSP), amelyek védik a kiálló rezet és javítják a forraszthatóságot.

A NYÁK vagy nyomtatott áramköri lapok ma már különböző anyagokból készülnek, de fontos ismerni mindegyik tulajdonságait.

Az FR-4, ami üvegszál megerősített epoxi laminátumot jelent, népszerű a NYÁK gyártók körében elektromos, hő- és mechanikai tulajdonságai miatt, amelyeket a 4,5-ös dielektromos állandó jellemez 1 MHz-en 0,02-es disszipációs tényezővel, általános felhasználásra alkalmazható. Üvegátmeneti hőmérséklete (Tg) 130°C-tól 180°C-ig terjed; és hővezetési képessége 0,3 W/mK.

A poliimid, mint nagy teljesítményű polimer, magas hőállóságával, vegyiállóságával és mechanikai szilárdságával jellemezhető. 1 MHz-en a 3,2–3,6-os dielektromos állandó és a 0,002-es disszipációs tényező ideálissá teszi nagyfrekvenciás alkalmazásokra. A poliimid a keményítő műanyagok közé tartozik, üvegesedési hőmérséklete 260 és 400 Celsius fok között van; az anyag hővezető képessége 0,2 watt per méter Kelvin.

Íme a legfontosabb NYÁK tervezési szempontok:

Komponensek elhelyezése: A cél a komponensek megfelelő elhelyezése, hogy csökkentsék a kibocsátást, miközben javítsák a jel- és hőintegritást, valamint fokozzák a NYÁK gyárthatóságát. A komponensek elhelyezésénél figyelembe kell venni néhány konkrét intézkedést: a komponensek méretét, alakját, tájolását és az interferencia tényezőkhöz viszonyított közelségét megfelelően kell megfontolni, és meg kell felelniük a rendszer megfelelő működéséhez szükséges feltételeknek.

Jelintegritás: Biztosítani kell a jelminőség és az időzítés megőrzését a nyomtatott áramköri lapon a megfelelő pálya- és útvonaltervezéssel, impedanciaillesztéssel, valamint a keresztbeszéd és az EMI minimalizálásával. Az olyan intézkedéseket, mint a földsíkok alkalmazása, az éles kanyarok elkerülése és a megfelelő lezárás, alkalmazni kell a jeltorzulás elkerülése érdekében. Ezért használjon TDR-t és szemdiagramokat vagy más szimulációs eszközöket és elemzési technikákat a teljesítmény javítására.

Hőmenedzsment: Hőszabályozást végeztek a komponens meghibásodások elkerülése érdekében a túlzott hőfelhalmozódás miatt. Vegye figyelembe az elektromos komponens teljesítményveszteségét, a környezeti hőmérsékletet és a rendszer hűtésének módszereit. A hő elvezetéséhez használjon hővezető átmenetet, rézfelületet és hűtőbordát. Használjon minden hőszimulációs eszközt a hőmenedzsment vizsgálatára és javítására, különösen nagy teljesítményű alkalmazásoknál.

Tápellátás: Tervezzen megfelelő tápellátási hálózatot (PDN), hogy a rendszer komponensei zavartalanul kapjanak tiszta áramot. Dekapcsolja a táp- és földsíkokat, kerülje a fel nem használt rézfelületeket a NYÁK lapokon, és csökkentse a tápellátási visszacsapást. Leválasztó kondenzátorokat kell alkalmazni, miközben az átmenetek elhelyezését optimalizálni kell a tápellátás javítása érdekében. Fejlesszen ilyen keretek között, hogy elérje a gyárthatóság megfelelő megbízhatóságát jelentősen alacsony költséggel.

Elektromágneses kompatibilitás (EMC): Ez azt jelenti, hogy mindenkinek biztosítania kell, hogy a NYÁK ne produkáljon magas EMI-t és ellenálljon a kívülről érkező magas EMI-nek. Végezzen olyan intézkedéseket, mint az AC földelés, árnyékolás és szűrés. Az EMC megfelelőség és szabványok, különösen az autóipari, űripari és egészségügyi szektorra vonatkozó EMC jogszabályok.

A NYÁK típusai

Ugyanilyen fontos betekintést nyerni a nyomtatott áramköri lapok fő típusaiba, hogy jobb választás tehető legyen alkalmazásuk során. A NYÁK három osztályozása az egyoldalas, a kétoldalas és a többrétegű, amelyek mindegyike saját jellemzőkkel, előnyökkel és hátrányokkal rendelkezik.

Az egyoldalas NYÁK vezető pályákkal és komponensekkel rendelkezik csak a szubsztrát egyik oldalán, ahol a szubsztrát anyag általában FR-4. Ezek a lemezek a legegyszerűbbek és legolcsóbbak a tervezők számára; egyszerű áramkörökhöz ajánlottak, amelyeket egyszerű eszközökben és kezdeti modellekben találunk. Az egyoldalas NYÁK-oknak azonban két hátránya van: a) korlátozott útvonalválasztási lehetőségek, és b) alacsonyabb komponenssűrűség, ami korlátozza alkalmazásukat kifinomultabb alkalmazásokban.

A kétoldalas NYÁK-okon vezető pályák és komponensek vannak a szubsztrát mindkét oldalán, átmenő lyukak (through hole via) segítségével. Ezek a lyukak valójában fúrt átmenő lyukak, amelyeket fémeznek a rétegek között, lehetővé téve a jelek áramlását a két réteg között. A kétoldalas NYÁK-okban bármilyen bonyolultságú útvonaltervezés és magas komponenssűrűség lehetséges, és felhasználási területeik között megtalálhatóak a fogyasztói elektronika, számítógépes berendezések, ipari vezérlés és automatizálás.

A többrétegű NYÁK-ok három vagy több vezetőréteggel rendelkező áramkörök; az áramköri lapok szőtt vagy varrt szigetelőanyagból vagy előáztatott rétegekből készülnek. Ezek a lapok biztosítják a legbonyolultabb kialakítást és rétegelt összetevőket, lehetővé téve használatukat olyan összetett alkalmazásokban, mint a nagysebességű digitális készülékek, elektronikai RF berendezések és űrkutatási eszközök.

Ezért kínálja a NYÁK Gyártó többrétegű NYÁK-ja a lehetőséget összetett útvonaltervezésre, jobb jeltisztaságra és jobb hőelvezetésre, mivel minden belső réteg használható táp- és földsíkként. Ez azt is jelenti, hogy több réteg lehetővé teszi a fejlett technikák alkalmazását, mint a vak és eltemetett átmenetek, ami viszont növeli a többrétegű NYÁK-ok teljesítményét.