Gamma di Applicazioni dei PCB che Devi Conoscere

Parole chiave: Circuiti Stampati

I PCB, o Circuiti Stampati, sono sottosistemi molto importanti dei componenti elettronici. Tutti li utilizzano quotidianamente e sono estremamente rilevanti per numerosi campi di lavoro e attività commerciali. Esiste una quantità praticamente incalcolabile di applicazioni per i PCB, ma esamineremo dieci utilizzi tipici dei circuiti stampati.

Cosa fa un circuito stampato?

I PCB sono supporti che interconnettono dispositivi elettronici. Oggi, sono componenti intrinseci dell'elettronica da cui dipendiamo nella nostra vita quotidiana in vari settori. Sono realizzati con un materiale che non conduce elettricità, e le linee, le piazzole e altre formazioni analoghe sono incise da fogli di rame che interconnettono tutti i costituenti elettronici di un determinato prodotto. Alcuni altri PCB possono avere altri componenti come condensatori o resistenze saldati sulla scheda.

Tipi di Processi di Assemblaggio

Due approcci generali per le applicazioni dei PCB sono il montaggio a foro passante e il montaggio superficiale.

Montaggio a Foro Passante

Nel processo di montaggio a foro passante, l'assemblatore inserisce i reofori dei componenti in fori praticati sul PCB grezzo. Questa tecnologia è stata la prima utilizzata per la produzione dei PCB.

La tecnologia a foro passante può fornire un collegamento più resistente rispetto alla tecnologia a montaggio superficiale, ed è per questo che viene applicata a sistemi critici. Ciò avviene perché i reofori si estendono per tutta la lunghezza della scheda, a differenza del montaggio superficiale dove i reofori sono saldati sulla superficie. La tecnologia a foro passante è anche applicata in dispositivi utilizzati per test e, in particolare, prototipazione, poiché tali componenti si prestano meglio a regolazioni manuali.

Montaggio Superficiale

Il montaggio superficiale consiste fondamentalmente nel posizionare i componenti sulla superficie del PCB utilizzando la saldatura. Questo metodo è stato inventato negli anni '60, sebbene abbia iniziato a diffondersi negli anni '80 diventando comune da allora. È diventato il più popolare in uso ed è indicato come il Metodo di Montaggio dei Componenti. In una scheda a montaggio superficiale, i diversi strati del PCB sono uniti non da fori passanti ma da piccoli componenti chiamati vias.

Questo metodo di montaggio consente all'assemblatore di montare altri componenti anche sull'altro lato della scheda. I componenti montati possono anche essere di piccole dimensioni, quindi più componenti possono essere inseriti in una singola scheda. Ciò riduce i costi e ha reso possibile la continua diminuzione delle dimensioni dei dispositivi elettronici anno dopo anno. Un altro vantaggio del montaggio superficiale è che può essere completato in tempi relativamente più brevi ed è un processo meno complesso rispetto al montaggio a foro passante, riducendo così i costi.

Dove si possono trovare i circuiti stampati? Di seguito sono elencati dieci degli usi più tipici dei PCB per mercato:

Dispositivi Medici

L'incorporazione di un numero crescente di PCB viene utilizzata nel settore sanitario man mano che le tecnologie sviluppano nuove capacità. I PCB sono utilizzati nei dispositivi applicati alla diagnostica, al monitoraggio, alla gestione e altri.

Particolare cura deve essere prestata durante la produzione di PCB medici, poiché le loro funzioni sono molto sensibili e potrebbero essere essenziali per il benessere del paziente. In alcune applicazioni, i PCB richiedono anche specifiche di pulizia, in particolare quelli che vengono impiantati nei sistemi. Gli impianti e molte altre applicazioni, come i monitor delle sale di emergenza, richiedono che le schede utilizzate siano di dimensioni relativamente piccole. Per questo motivo, molti PCB medici sono PCB medicali ad alta densità di interconnessione o HDI.

Uso dei PCB nei Dispositivi Medici

Sistemi di imaging medico: La tomografia computerizzata, la tomografia assistita da computer e gli scanner a ultrasuoni di solito impiegano PCB, così come i computer che aggregano e interpretano tali immagini.

Monitor: Le apparecchiature che misurano il battito cardiaco, la pressione sanguigna, il livello di zucchero nel sangue, l'obesità e molti altri parametri impiegano parti elettroniche per rilevare le letture.

Pompe per infusione: Le pompe per flusso endovenoso includono pompe per infusione endovenosa per somministrare insulina, pompe per analgesia controllata dal paziente e simili, che erogano un volume prestabilito di fluido al paziente. Questi prodotti dipendono dai PCB per funzionare in modo ottimale e con la corretta precisione.

Dispositivi interni: Dispositivi impiantabili internamente come pacemaker e altri dispositivi correlati necessitano di piccoli PCB.

Oggi, il settore medico continua a celebrare nuovi modi di impiegare l'elettronica. Con l'avanzamento dello sviluppo di questa tecnologia e la fattibilità e convenienza della miniaturizzazione, densità e affidabilità delle schede, il ruolo del PCB nell'assistenza sanitaria continuerà a crescere.

LED

I LED sono un altro tipo di lampada ampiamente diffuso, comunemente applicato all'illuminazione residenziale e commerciale, nella produzione automobilistica, in medicina, ingegneria informatica e molti altri settori. Vengono utilizzati perché sono efficienti dal punto di vista energetico, durano a lungo e sono di dimensioni compatte.

Il PCB ha anche la funzione di aiutare a dissipare il calore lontano dalla lampadina nelle applicazioni che utilizzano LED. Questo documento mostrerà come il calore eccessivo abbia un effetto negativo sulla durata generale dei LED. Ecco perché i PCB utilizzati nella produzione di LED sono solitamente realizzati in alluminio: questo metallo conduce bene il calore rispetto ad altri metalli. Ciò ridurrà la complessità del design e non sarà più necessario un dissipatore di calore aggiuntivo, consentendo di ottenere dimensioni più ridotte nel progetto.

È possibile trovare PCB per LED in:

Illuminazione residenziale: Le lampadine intelligenti e i LED aiutano i proprietari di casa a illuminare la loro proprietà nel modo più efficiente possibile.

Illuminazione delle vetrine: Le aziende possono utilizzare i LED per avvisi speciali e per illuminare i loro punti vendita.

Display automobilistici: I PCB per LED possono essere utilizzati come elementi per nuovi indicatori del cruscotto, fari anteriori, luci di stop e molto altro.

Display per computer: I PCB per LED sono ampiamente utilizzati per alimentare indicatori e display su computer portatili e desktop.

Illuminazione medica: I LED aiutano a illuminare bene un'area ed emettono meno calore, rendendoli adatti per usi medici, comprese procedure chirurgiche e di emergenza.

In futuro, i LED saranno comunemente utilizzati in vari sistemi, pertanto si prevede che i PCB avranno una partecipazione crescente nell'illuminazione.

Elettronica di Consumo

Alcuni degli apparecchi elettronici utilizzati nella vita quotidiana, come smartphone, computer e molti altri dispositivi elettronici di consumo, non possono funzionare senza PCB. Se continuiamo a introdurre componenti elettronici nella maggior parte dei prodotti, i PCB sono inevitabili nella nostra esistenza.

Integrati in orologi, polsi e indumenti in generale, che sono ancora in grado di svolgere numerose funzioni complesse utilizzando circuiti stampati di piccole dimensioni con un elevato grado di densità di connessione. I PCB necessari per l'elettronica di consumo devono anche essere abbastanza economici, per non far lievitare significativamente il prezzo del prodotto finale. I produttori necessitano inoltre di schede affidabili, perché richiedono che i loro prodotti funzionino correttamente per rimanere sul mercato.

Dispositivi di comunicazione: Molti prodotti elettronici di consumo come smartphone, tablet, smartwatch, radio e prodotti per le comunicazioni non sarebbero possibili senza PCB.

Computer: I PCB sono comuni sia nell'uso personale che aziendale dei computer.

Sistemi di intrattenimento: Apparecchiature domestiche come televisori, stereo, console per videogiochi, sistemi di divertimento elettronico e virtuali utilizzano tutti PCB.

Elettrodomestici: Quasi tutti gli elettrodomestici contengono anche componenti elettronici e PCB, come frigoriferi, forni a microonde e macchine per il caffè.

Attrezzature Industriali

L'applicazione dei PCB nel settore industriale è molto ampia, spaziando dai prodotti informatici, ai prodotti di comunicazione, automobili, elettrodomestici, dispositivi medici, macchinari minerari e altri prodotti destinati ad ambienti ostili. I componenti elettronici alimentano la maggior parte degli apparecchi presenti negli impianti di produzione e di lavorazione distributiva, così come in altri tipi di industrie.

Le schede a circuito utilizzate nel settore industriale richiedono, in alcuni casi, un'elevata potenza a seconda delle esigenze dei settori in cui sono impiegate e devono essere robuste e in grado di resistere all'ambiente interno dei locali industriali. I PCB possono richiedere resistenza fisica per una manipolazione difficile, vibrazioni di macchinari complessi o variabili, temperature elevate o basse, o una manipolazione sensibile ai prodotti chimici.