Zakres zastosowań obwody drukowane, które musisz znać

Słowa kluczowe: Płytki drukowane

Płytki PCB, czyli obwody drukowane, są bardzo ważnymi podzespołami komponentów elektronicznych. Każdy korzysta z nich na co dzień i są one niezwykle istotne dla wielu dziedzin pracy i działalności komercyjnej. Zastosowań płytek PCB jest praktycznie niezmierzona ilość, ale przyjrzymy się dziesięciu typowym zastosowaniom obwodów drukowanych.

Do czego służy obwód drukowany?

Płytki PCB to wydruki, które łączą ze sobą urządzenia elektroniczne. Obecnie są one nieodłącznymi komponentami elektroniki, na której polegamy w codziennym życiu w różnych branżach. Są wytwarzane z materiału nieprzewodzącego prądu, a ścieżki, pola lutownicze i inne analogiczne struktury są wytrawiane z arkuszy miedzi, które łączą wszystkie elektroniczne elementy danego produktu. Niektóre inne płytki PCB mogą mieć dodatkowe komponenty, takie jak kondensatory, rezystory przylutowane do płytki.

Rodzaje procesów montażu

Dwa ogólne podejścia w zastosowaniach płytek PCB to montaż przewlekany i montaż powierzchniowy.

Montaż przewlekany

W procesie montażu przewlekanego monter wprowadza wyprowadzenia komponentów do otworów wywierconych w gołej płytce PCB. Ta technologia była pierwszą używaną do produkcji płytek PCB.

Technologia przewlekana może zapewnić trwalsze połączenie niż technologia montażu powierzchniowego, dlatego jest stosowana w systemach krytycznych. Wynika to z faktu, że wyprowadzenia przechodzą przez całą grubość płytki, w przeciwieństwie do montażu powierzchniowego, gdzie wyprowadzenia są przylutowane na powierzchni. Technologia przewlekana jest również stosowana w urządzeniach używanych do testowania, a zwłaszcza prototypowania, ponieważ takie komponenty najlepiej nadają się do ręcznych regulacji.

Montaż powierzchniowy

Montaż powierzchniowy polega zasadniczo na umieszczaniu komponentów na powierzchni płytki PCB za pomocą lutowania. Metoda ta została wynaleziona w latach 60. XX wieku, choć rozpowszechniła się od lat 80. Stała się najpopularniejszą w użyciu i jest określana jako Metoda Montażu Komponentów. W płytce z montażem powierzchniowym różne warstwy PCB są łączone nie za pomocą otworów przewlekanych, ale za pomocą małych elementów zwanych przelotkami.

Ta metoda montażu umożliwia monterowi montowanie komponentów również na drugiej stronie płytki. Montowane komponenty mogą być również małych rozmiarów, dzięki czemu więcej elementów może zmieścić się na pojedynczej płytce. Zmniejsza to koszty i umożliwiło coroczne zmniejszanie rozmiarów urządzeń elektronicznych. Kolejną zaletą montażu powierzchniowego jest to, że można go wykonać w stosunkowo krótszym czasie, jest to proces mniej złożony niż montaż przewlekany, co obniża koszty.

Gdzie można znaleźć płytki drukowane? Poniżej dziesięć najbardziej typowych zastosowań płytek PCB według rynku:

Urządzenia medyczne

W sektorze opieki zdrowotnej wykorzystuje się coraz większą liczbę płytek PCB, w miarę jak rozwijające się technologie wprowadzają nowe możliwości. Płytki PCB są stosowane w urządzeniach do diagnostyki, monitorowania, obsługi i innych.

Podczas produkcji medycznych płytek PCB należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ ich funkcje są bardzo wrażliwe i mogą być kluczowe dla dobrostanu pacjenta. W niektórych zastosowaniach płytki PCB wymagają również spełnienia specyfikacji czystości, szczególnie te płytki, które są wszczepiane do organizmu. Implanty i wiele innych zastosowań, takich jak monitory na sali ratunkowej, wymagają stosowania płytek o stosunkowo małych rozmiarach. Z tego powodu wiele medycznych płytek PCB to płytki z wysokogęstym okablowaniem lub HDI.

Zastosowanie płytek PCB w urządzeniach medycznych

Systemy obrazowania medycznego: Tomografia komputerowa, tomografia wspomagana komputerowo i skanery ultradźwiękowe zazwyczaj wykorzystują płytki PCB, podobnie jak komputery, które agregują i interpretują takie obrazy.

Monitory: Sprzęt mierzący tętno, ciśnienie krwi, poziom cukru we krwi, otyłość i wiele innych wykorzystuje części elektroniczne do odczytu.

Pompy infuzyjne: Pompy dożylne obejmują pompy do infuzji do podawania insuliny, pompy do analgezji kontrolowanej przez pacjenta i tym podobne, które dostarczają pacjentowi określoną objętość płynu. Produkty te zależą od płytek PCB, aby działać optymalnie i z odpowiednią precyzją.

Urządzenia wewnętrzne: Wewnętrznie wszczepialne urządzenia, takie jak rozruszniki serca i inne pokrewne urządzenia, wymagają zastosowania małych płytek PCB.

Obecnie branża medyczna wciąż wita nowe sposoby wykorzystania elektroniki. W miarę jak rozwój tej technologii postępuje, a miniaturyzacja, gęstość i niezawodność płytek stają się wykonalne i opłacalne, rola PCB w opiece zdrowotnej będzie nadal rosła.

Diody LED

Diody LED to kolejny powszechny rodzaj lamp powszechnie stosowany w oświetleniu mieszkaniowym i komercyjnym oraz w produkcji samochodów, medycynie, inżynierii komputerowej i wielu innych dziedzinach. Są używane, ponieważ są energooszczędne, mają długą żywotność i są kompaktowe.

Płytka PCB ma również funkcję pomagającą w odprowadzaniu ciepła z dala od żarówki w zastosowaniach wykorzystujących diody LED. W tym artykule pokazano, jak ekstremalne ciepło ma niekorzystny wpływ na ogólną żywotność diod LED. Dlatego płytki PCB używane w produkcji diod LED są zwykle wykonane z aluminium – ten metal dobrze przewodzi ciepło w porównaniu z innymi metalami. Zmniejsza to złożoność projektu i eliminuje potrzebę stosowania dodatkowego radiatora, co pozwala na uzyskanie mniejszych rozmiarów w projekcie.

Płytki LED PCB można znaleźć w:

Oświetlenie mieszkaniowe: Inteligentne żarówki i diody LED pomagają właścicielom domów w jak najbardziej efektywnym oświetleniu swojej nieruchomości.

Oświetlenie witryn sklepowych: Firmy mogą używać diod LED do specjalnych ogłoszeń, a także do oświetlania swoich punktów sprzedaży.

Wyświetlacze samochodowe: Płytki LED PCB mogą być używane jako element nowych wskaźników deski rozdzielczej, świateł mijania, świateł stopu i wielu innych.

Wyświetlacze komputerowe: Płytki LED PCB są szeroko stosowane do zasilania wskaźników i wyświetlaczy w laptopach i komputerach stacjonarnych.

Oświetlenie medyczne: Diody LED dobrze oświetlają obszar i emitują mniej ciepła, co czyni je odpowiednimi do zastosowań medycznych, w tym w procedurach chirurgicznych i ratunkowych.

W przyszłości diody LED będą powszechnie stosowane w różnych systemach, dlatego przewiduje się, że płytki PCB będą miały zwiększony udział w oświetleniu.

Elektronika użytkowa

Niektóre urządzenia elektroniczne używane w życiu codziennym, takie jak smartfony, komputery i wiele innych produktów elektronicznych, nie mogą działać bez płytek PCB. Jeśli będziemy nadal wprowadzać części elektroniczne do większości produktów, płytki PCB są nieuniknione w naszej egzystencji.

schowane w zegarkach, na nadgarstku i w odzieży, które nadal są w stanie wykonywać liczne złożone funkcje, korzystając z małych płytek obwodów o wysokiej gęstości połączeń. Płytki PCB wymagane w elektronice użytkowej muszą być również dość tanie, aby nie podnosić znacząco ceny końcowego produktu. Producenci potrzebują również niezawodnych płytek, ponieważ wymagają, aby ich produkty działały poprawnie, jeśli chcą pozostać w biznesie.

Urządzenia komunikacyjne: Wiele produktów elektronicznych, takich jak smartfony, tablety, smartwatche, radia i produkty komunikacyjne, nie byłoby możliwych bez płytek PCB.

Komputery: Płytki PCB są powszechne zarówno w komputerach do użytku osobistego, jak i biznesowego.

Systemy rozrywki: Sprzęt domowy, w tym telewizory, stereofonie, konsole do gier wideo, elektroniczne systemy rozrywkowe i wirtualne, wszystkie wykorzystują płytki PCB.

Urządzenia AGD: Prawie wszystkie urządzenia AGD również zawierają elektronikę i płytki PCB, takie jak lodówki, kuchenki mikrofalowe i ekspresy do kawy.

Sprzęt przemysłowy

Zastosowanie PCB w dziedzinie przemysłowej jest bardzo szerokie, począwszy od produktów komputerowych, produktów komunikacyjnych, samochodów, sprzętu AGD, urządzeń medycznych, maszyn górniczych i innych produktów przeznaczonych do surowych środowisk. Elementy elektroniczne napędzają większość urządzeń spotykanych w zakładach produkcyjnych i przetwórczych, a także w innych rodzajach przemysłu.

Płyty drukowane stosowane w sektorze przemysłowym wymagają w niektórych przypadkach dużej mocy, w zależności od wymagań branż, w których są wykorzystywane, oraz muszą być solidne i zdolne do wytrzymania warunków panujących wewnątrz obiektów przemysłowych. PCB mogą wymagać wytrzymałości fizycznej na trudne warunki obsługi, wibracje skomplikowanych maszyn lub zmienność, wysokie lub niskie temperatury, bądź wrażliwość na chemikalia.