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Consumer PCB

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Verbraucher-Leiterplatte: Flexible Leiterplatte für Fingerabdruck-Identifikationssystem

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Verbraucher-Leiterplatte: Starrflex-Leiterplatte für Kamera

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Verbraucher-PCB – der ultimative Leitfaden

Heute werden wir Verbraucher-Leiterplatten untersuchen.

Zunächst lernen Sie die grundlegende Definition, Vorteile, Nachteile und Anwendungen kennen. Zweitens werden wir uns auf die Komponenten, das Design und die Herstellung von Verbraucher-PCBs konzentrieren.

Danach werden wir uns mit dem Prototyping von Verbraucher-Leiterplatten und der Funktionsweise dieser Leiterplatten befassen. Auch hier lernen Sie die Materialien zur Herstellung der Leiterplatten kennen, gefolgt von einem tieferen Verständnis der Arten von Verbraucher-Leiterplatten.

Abschließend untersuchen wir die Anwendung und Verwendung von Consumer-Leiterplatten.

Lassen Sie uns direkt eintauchen:

Was ist Consumer-PCB?

Die gedruckte Leiterplatte (PCB) ist die Leiterplattenbasis, die die physische Unterstützung und Verdrahtung von Komponenten ermöglicht.

Die Abstützung erfolgt unter Verwendung von Leiterbahnpads und anderen Merkmalen, die aus einer oder mehreren Lagen Kupfer geätzt werden.

Laptop-Hauptplatine

Laptop-Hauptplatine

Das Kupfer wird auf und/oder zwischen Lagen eines nicht leitenden Substrats laminiert.

Bauteile werden daher im Allgemeinen auf die Leiterplatte gelötet, um sie sowohl elektrisch zu verbinden als auch mechanisch daran zu befestigen.

Die gebräuchlichsten Leiterplatten bestehen aus Kunststoff oder Glasfaser- und Harzverbundwerkstoffen und verwenden Kupfer, aber es kann eine Vielzahl anderer Materialien verwendet werden.

Die meisten Leiterplatten sind flach und starr, aber flexible Substrate können es Leiterplatten ermöglichen, in gewundene Räume zu passen.

Die Komponenten werden durch Oberflächenmontage, allgemein bekannt als SMD, oder Durchgangslochverfahren montiert.

Printed Circuit Board wird manchmal als Circuit Board, PC Board oder einfach als PCB abgekürzt. Ein Unternehmen, das Leiterplatten herstellt, wird Board House genannt.

Vor- und Nachteile von Consumer-Leiterplatten

Nun, bevor Sie Verbraucher-Leiterplatten kaufen, hier sind ein paar Dinge, die Sie wissen sollten:

Vorteile der Consumer-Leiterplatte

Verbraucher-PCB

Verbraucher-PCB

1. Kompakte Größe und Einsparung von Draht

Die Kupferspuren ermöglichen es der PCB, eine Verbindung zwischen den Komponenten zu beherbergen. Die Kupferbahnen werden als Alternative zu stromführenden Drähten verwendet.

Dies führt zu einer weniger voluminösen Verbindung.

Die Bauteile sind hierdurch sehr klein.

Ohne das Leiterplatte, wäre es unmöglich, diese Komponenten mit Drähten miteinander zu verbinden.

Auf einer markanten Leiterplatte wird eine Plattform bereitgestellt, auf der die elektronischen Komponenten effizient angeordnet werden können.

Innerhalb der kleinen Formfaktoren kann eine große und komplizierte elektronische Schaltung erstellt werden. Dies führt zu Raumeffizienz in elektronischen Geräten.

2. Einfache Reparatur und Diagnose

Bei Consumer-Leiterplatten ist es einfacher, eine bestimmte ausgefallene Komponente zu überprüfen und auszutauschen. In richtig entworfenen Platinen sind die elektronischen Komponenten und ihre Polaritäten eindeutig gekennzeichnet.

Somit ist Komfort sowohl während der Installation als auch während des Reparaturvorgangs gewährleistet. Signalpfade können während der Diagnose des Problems leicht verfolgt werden.

3. Sie müssen sich keine Sorgen über Kurzschlüsse machen

Das bei der Herstellung von Leiterplatten verwendete Material macht ein Kurzschließen des gesamten Geräts unmöglich.

Dies bedeutet, dass Sie, wenn ein Teil nicht mehr funktioniert, in der Lage sind, es durch ein exakt anderes Teil zu ersetzen.

Sie können ganz einfach einen Ersatz einsetzen und ihn weiter ticken lassen, ohne sich Sorgen zu machen, dass auch alle anderen Teile beschädigt werden.

4. Zeitersparnis

Die konservative Technik der Schaltungsverbindungen erfordert eine lange Zeitspanne, um die Komponenten zu verbinden.

Auf der anderen Seite nimmt die Bestückung von Leiterplatten vergleichsweise weniger Zeit in Anspruch.

5.Immun gegen Bewegung

Alle Komponenten auf einer Leiterplatte werden fest auf der Platine gehalten.

Das Lötflussmittel verhindert, dass sie sich auf der Platine bewegen, unabhängig von den Bewegungen der Platine selbst.

6. Enge Verbindungen

Kupferbahnen sorgen dafür, dass die Verbindungen automatisch hergestellt werden. Bei diesem Vorgang ist es unwahrscheinlich, dass es zu Wackelkontakten kommt.

7.Low elektronisches Rauschen

Eine richtig ausgelegte Leiterplatte sorgt für eine Reduzierung des Rauschens der Elektronik. Wenn das Layout nicht richtig ausgeführt wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Rauschen die Leistung der Schaltung beeinträchtigt.

Elektrische Bauteile auf Leiterplatten sind so organisiert, dass die Weglängen des elektrischen Stroms zwischen ihnen so gering wie möglich sind.

Dies führt zu einer geringen Strahlung und Aufnahme von elektromagnetischen Wellen. Dies bedeutet, dass zwischen den Komponenten und zwischen verschiedenen Spuren ein geringeres Übersprechen auftritt, was normalerweise ein großes Problem darstellt elektronische Schaltkreise.

Das elektrische Rauschen kann in Form von Wärme, Strahlung oder flackerndem Schall freigesetzt werden.

8. Niedrige Kosten

Wenn Sie einen hohen Bedarf an Schaltungen haben, dann sollten Sie nicht weiter von den Leiterplatten suchen. Die Produktion dieser Schaltungen in großem Maßstab ist zu geringen Kosten gewährleistet. So sparen Sie sowohl den Kosten- als auch den Zeitfaktor.

Damit ist eine Massenproduktion zu kostengünstigen Konditionen gewährleistet.

9.Reliability

All dies führt zu Zuverlässigkeit in der Leistung der Schaltung.

10. Optimierte Produktion

Die Entwicklung von PCB-Prototypen kann eine beträchtliche Testzeit in Anspruch nehmen, bis sie einsatzbereit sind.

Dies liegt daran, dass jedes Problem einzeln diagnostiziert und von Hand angegangen werden muss.

Abschnitt der Unterhaltungselektronik-Leiterplatte

Abschnitt der Unterhaltungselektronik-Leiterplatte

Die während des Konstruktionsprozesses verwendeten automatisierten Konstruktionsprüfungen machen den Konstrukteur jedoch auf potenzielle Probleme aufmerksam.

Die Tester wissen also, worauf sie achten müssen. Dieser intuitive Designprozess bedeutet, dass PCBs oft früher produktionsreif sind als PTP-Konstrukte.

Nachteile von Consumer-Leiterplatten

Auch wenn Sie vorhaben, in Consumer-Leiterplatten zu investieren, müssen Sie einige Dinge beachten.

Diese umfassen:

Abschnitt der Unterhaltungselektronik-Leiterplatte

Abschnitt der Unterhaltungselektronik-Leiterplatte

1.Komplizierter Reparaturprozess

Es ist nahezu unmöglich, eine beschädigte Leiterplatte zu reparieren. Dies gibt manuell hergestellten Brotplatten gegenüber Leiterplatten die Oberhand.

Sie müssen sich darüber jedoch keine Gedanken machen, wenn Sie das Board mit größter Sorgfalt behandeln.

2. Feste und spezifische Verwendung

Eine Leiterplatte kann nur die Funktion erfüllen, für die sie ausgelegt ist. Es kann nach seiner Herstellung niemals programmiert oder aktualisiert werden.

Man sollte die Bretter entwerfen, die er verwenden möchte.

3.Umweltzerstörung

Aufgrund der Technologie und der Chemikalien, die zur Herstellung von Leiterplatten verwendet werden, sind Umweltbedenken wahrscheinlich.

Unternehmen sollten daher nur das produzieren, was auf dem Markt konsumiert werden kann, um eine weitere Verschlechterung zu vermeiden. Auch Recycling ist ein wirksames Mittel.

4.Eingeschränkte Nutzung

Da Kupferbahnen sehr dünn sind, können sie nur wenig Strom führen.

Dies bedeutet, dass die meisten Leiterplatten nur für die Herstellung von Elektronik verwendet werden können, die weniger Strom benötigt. Starke Ströme erhitzen die Streifen und verursachen Probleme.

Um diese Erwärmungen zu vermeiden, sollten die Leiterplatten auf Elektronik beschränkt werden, die weniger Strom benötigt.

Komponenten von Verbraucher-Leiterplatten

Kupferspuren sind das Skelett der Leiterplatte. Es wird von den Komponenten unterstützt, die die lebenswichtigen Organe sind. Diese Komponenten PCB spielen verschiedene Rollen, damit die Leiterplatte ihren beabsichtigten Zweck erfüllt.

PCB-Komponenten

Leiterplattenkomponenten

Je nach Gerät werden für unterschiedliche Schaltungen unterschiedliche Bauteile benötigt. Diese Komponenten sind eine breite Palette von elektronischen Teilen.

Das Batterie liefert die Spannung an die Schaltung. Die Widerstände steuern den elektrischen Stromfluss, wenn er durch sie hindurchfließt.

Farbcodes werden ihnen gewährt, um ihren Wert zu bestimmen.

Leuchtdiode leuchtet bei Stromfluss auf und lenkt den Stromfluss in eine Richtung. Die Transistor vereinfacht das Laden, während die Kondensatoren elektrische Ladung beherbergen.

Das Induktor ist für die Ladungsspeicherung verantwortlich und regelt Stopps und Stromänderungen. Diode lässt den Strom nur in eine Richtung passieren und blockiert somit die andere.

Switches Strom zulassen oder sperren, je nachdem, ob sie geschlossen oder offen sind.

Designprozess für Verbraucher-PCBs

PCBs fungieren als Rückgrat. Dabei hält es alles verbunden und kompakt in einer einfach zu handhabenden Form.

PCB-Designprozess

PCB-Designprozess

Leiterplatten sind dünne, rechteckige Kunststoffplatten oder Polyesterfolien. Die meisten sind blau oder braun.

Der am häufigsten verwendete Rohstoff für Leiterplatten ist Glasfaser-Epoxidharz mit ein- oder beidseitig aufgebrachter Kupferfolie.

In einigen Fällen werden PCBs aus papierverstärktem phonetischem Harz mit gebundener Kupferfolie hergestellt. Dies wird hauptsächlich verwendet, weil geklebte Kupferfolien kostengünstig sind und in elektrischen Haushaltsgeräten bevorzugt werden.

Leiterplatten können auch aus Kupfer bestehen. Hier wird Kupfer auf der Oberfläche des Substrats entweder plattiert oder weggeätzt, um das gewünschte Muster zu hinterlassen.

Kupferschaltkreise werden für eine hervorragende Leitfähigkeit mit einer Schicht aus Zinn-Blei, dann Nickel und schließlich Gold überzogen.

Werfen wir nun einen Blick auf den Design- und Fertigungsprozess für eine Consumer-Leiterplatte.

Für weitere Informationen zum Designprozess finden Sie hier eine vollständige Anleitung: PCB-Designs und -Layout: Der ultimative Leitfaden.

Herstellung von Verbraucher-Leiterplatten

Möchten Sie wissen, wie man eine Verbraucherplatine herstellt, nun, hier ist eine einfache Anleitung, der Sie folgen können:

Herstellung des Substrats für Verbraucher-Leiterplatten

PCB-SubstratPCB-Substrat

Schritt 1: Sättigung der Glasfaser

Von einer Rolle wird Glasfasergewebe in eine Verarbeitungsstation gewickelt, wo es mit Epoxidharz getränkt wird. Sie können dies entweder durch Tauchen oder Sprühen tun.

Die gesättigte Glasfaser wird dann durch Walzen geführt, die sie auf die erforderliche Dicke für das fertige Substrat herstellen. Dieser Prozess entfernt außerdem alle überschüssigen Ablagerungen.

Schritt 2: Halbhärten der Glasfaser

Um es zu verstärken, führen Sie das im ersten Schritt erhaltene gesättigte Glasfaser durch einen Ofen.

PCB-Substrat Flex-Leiterplatte

Flex-Leiterplatte

Schneiden Sie das resultierende Material in große Platten.

Schritt 3: Bindung von Kupfer an Substratmaterial

In diesem Schritt die Paneele in Schichten stapeln, abwechselnd mit Schichten aus selbstklebender Kupferfolie. Die Stapel werden dann in eine Presse gelegt.

Hier werden sie eine Stunde oder länger Temperaturen von etwa 340°F (170°C) und Drücken von 1500 psi ausgesetzt. Dies stärkt das Harz vollständig und bindet die Kupferfolie fest an die Oberfläche des Substratmaterials.

Bohren und Plattieren der Löcher

Hier ist, was dieser Prozess beinhaltet:

Schritt 4: Bohren von Löchern

Mehrere Substratplatten werden übereinander gestapelt und miteinander verstiftet, damit sie sich nicht bewegen. Die gestapelten Platten werden in eine numerisch gesteuerte Maschine gelegt.

Bohren von Löchern auf der Leiterplatte

Bohren von Löchern auf der Leiterplatte

Die Löcher werden dann gemäß dem Muster gebohrt, das beim Auslegen der Bretter festgelegt wurde. Um an den Kanten anhaftendes überschüssiges Material zu entfernen, werden die Löcher entgratet.

Schritt 5: Flechten der Löcher

Beschichten Sie die Innenflächen der Löcher, die dazu bestimmt sind, einen leitenden Stromkreis von einer Seite der Platine zur anderen bereitzustellen, mit Kupfer.

Plattieren von LeiterplattenlöchernPlattieren von Leiterplattenlöchern

Nichtleitende Löcher werden verschlossen, damit sie nicht plattiert werden, oder sie werden gebohrt, nachdem die einzelnen Platten aus der größeren Platte geschnitten wurden.

Erstellen des gedruckten Schaltungsmusters auf dem Substrat

Um das gedruckte Schaltungsmuster zu erstellen, können Sie entweder einen subtraktiven oder einen additiven Prozess verwenden.

Beim additiven Verfahren wird Kupfer im gewünschten Muster auf die Substratoberfläche aufgetragen. Der Rest der Oberfläche bleibt unbeschichtet.

Beim subtraktiven Verfahren wird zunächst die gesamte Oberfläche des Substrats galvanisiert. Die Bereiche, die nicht Teil des gewünschten Musters sind, werden dann weggeätzt oder subtrahiert.

Schritt 6: Bestrahlung von Photoresistmaterial

Hier entfetten wir zunächst die Folienoberfläche des Substrats. Die Paneele durchlaufen eine Vakuumkammer, in der eine Schicht aus positivem Fotoresistmaterial fest auf die gesamte Oberfläche der Folie gepresst wird.

A positives Photoresistmaterial ist ein Polymer, das die Eigenschaft hat, löslicher zu werden, wenn es ihm ausgesetzt wird ultraviolett Licht.

Das Vakuum sorgt dafür, dass keine Luftblasen zwischen Folie und Fotolack eingeschlossen werden.

Die Mustermaske der gedruckten Schaltung wird auf den Photoresist gelegt und die Tafeln werden einem intensiven ultravioletten Licht ausgesetzt.

Da die Maske in den Bereichen des gedruckten Schaltungsmusters klar ist, wird der Photoresist in diesen Bereichen bestrahlt und wird sehr löslich.

Schritt 7: Vorbereitung zum Galvanisieren

Besprühen Sie nach dem Entfernen der Maske die Oberfläche der Platten mit einem alkalischen Entwickler. Dadurch wird der bestrahlte Photoresist in den Bereichen des gedruckten Schaltungsmusters geschmolzen.

Die Kupferfolie bleibt daher freiliegend auf der Oberfläche des Substrats.

Schritt 8: Kupferflechten

Die Folie auf der Oberfläche des Substrats fungiert als die Kathode in diesem Prozess.

Denken Sie daran, dass das Kupfer in den exponierten Folienbereichen mit einer Dicke von etwa 0.001–0.002 Zoll (0.025–0.050 mm) plattiert ist.

Platine plattieren

Platine plattieren

Die noch mit Fotolack bedeckten Bereiche können nicht als Kathode wirken, werden also nicht plattiert.

Um zu verhindern, dass Kupfer oxidiert, wird entweder Zinn-Blei oder eine andere Abschirmbeschichtung auf die Kupferbeschichtung plattiert. Dies dient auch als Resist für den nächsten Herstellungsschritt.

Schritt 9: Schutz der Kupferbeschichtung

Der Photoresist wird mit einem Lösungsmittel von den Platten abgezogen, um die Kupferfolie des Substrats zwischen den plattierten gedruckten Schaltungsmustern freizulegen.

Die Platinen werden mit einer Säurelösung besprüht, die die Kupferfolie reinigt.

Die Kupferplattierung auf dem Muster der gedruckten Schaltung wird durch die Zinn-Blei-Beschichtung geschützt und wird durch die Säure nicht angegriffen.

Schritt 10: Anbringen der Kontaktfinger

Jetzt befestigen wir die Kontaktfinger am Rand des Substrats, um sie mit der gedruckten Schaltung zu verbinden.

Die Finger vom Rest der Platine abkleben und dann plattieren. Die Beschichtung erfolgt mit drei Metallen: zuerst Zinn-Blei, dann Nickel und dann Gold.

Schritt 11: Aufschmelzen der Zinn-Blei-Beschichtung

Die Zinn-Blei-Beschichtung auf der Oberfläche des gedruckten Schaltungsmusters aus Kupfer ist sehr porös und oxidiert leicht.

Führen Sie die Platten durch einen „Reflow“-Ofen oder ein heißes Ölbad, wodurch das Zinn-Blei schmilzt oder zu einer glänzenden Oberfläche zurückfließt.

Versiegeln, Schablonieren und Schneiden der Platten

PCB-Schablone

PCB-Schablone

Schritt 12: Versiegeln und Schablonieren

Jede Platte ist mit Epoxid versiegelt, um die Schaltkreise vor Beschädigung zu schützen, während Komponenten angebracht werden. Anweisungen und andere Markierungen sind auf die Tafeln gestanzt.

Schritt 13: Schneiden der Platten

In diesem Schritt werden die Platten in einzelne Platten geschnitten und die Kanten geglättet.

Montage der Komponenten

PCB ist ohne Komponenten nicht vollständig.

Leiterplatte mit Komponenten

Leiterplatte mit Komponenten

Schritt 14: Chipschießen und Robotermontage

Einzelne Platinen durchlaufen mehrere Maschinen, die die elektronischen Bauteile an der richtigen Stelle im Schaltkreis platzieren. ich

Wenn Sie zur Bestückung der Bauteile die Surface-Mount-Technologie einsetzen, durchlaufen die Platinen zunächst einen Lotpastenautomaten.

Diese Maschine bringt einen Tupfer Lötpaste an jedem Kontaktpunkt der Komponenten auf. Sehr kleine Bauteile können durch einen „Chip-Shooter“ platziert werden.

Der Shooter platziert oder schießt die Komponenten schnell auf das Brett.

Größere Komponenten können robotergesteuert platziert werden. Einige Komponenten sind möglicherweise zu groß oder haben eine ungewöhnliche Größe für die Roboterplatzierung und müssen später manuell platziert und gelötet werden.

Schritt 15: Löten von Komponenten

Hier werden die Bauteile mit den Schaltungen verlötet. Bei der Oberflächenmontage-Technologie erfolgt das Löten, indem die Platinen durch einen weiteren Reflow-Prozess geführt werden.

Löten von Leiterplatten Löten von Leiterplatten

Dadurch schmilzt die Lötpaste und stellt die Verbindung her.

Schritt 16: Reinigung der Rückstände

Die Flussmittelreste aus dem Lot werden je nach verwendetem Lottyp mit Wasser oder Lösungsmitteln gereinigt.

Schritt 17: Verpackung

Sofern die Leiterplatten nicht sofort verwendet werden, werden sie für die Lagerung oder den Versand einzeln in schützenden Plastiktüten verpackt.

Qualitätskontrolle

Während des gesamten Herstellungsprozesses werden visuelle und elektrische Inspektionen durchgeführt, um Fehler zu erkennen. Einige dieser Fehler werden von den automatisierten Maschinen erzeugt.

Beispielsweise werden Komponenten manchmal auf der Platine verlegt oder vor dem endgültigen Löten verschoben.

PCB-Testlabor

PCB-Testlabor

Andere Fehler werden durch das Auftragen von zu viel Lotpaste verursacht. Dies kann dazu führen, dass überschüssiges Lötmittel über zwei benachbarte gedruckte Schaltungspfade fließt oder diese überbrückt.

Zu schnelles Erhitzen des Lötmittels im abschließenden Reflow-Prozess kann einen „Grabstein“-Effekt verursachen. In diesem Fall hebt sich ein Ende einer Komponente von der Platine ab und stellt keinen Kontakt her.

Fertige Platinen werden auch auf ihre Funktionsleistung getestet, um sicherzustellen, dass ihre Leistung innerhalb der gewünschten Grenzen liegt.

Einige Boards werden Umwelttests unterzogen, um ihre Leistung unter extremer Hitze, Feuchtigkeit, Vibration und Stößen zu bestimmen.

PCB-Prototyping für Verbraucher

PCB-Prototypen werden von Ingenieuren im frühen Designprozess verwendet, um die Funktionen einer PCB-basierten Lösung zu testen.

Häufig werden mehrere Läufe durchgeführt, um Redesigns zu testen oder sogar eine einzelne Funktion vor dem Übergang in ein komplexeres Design zu testen.

Leiterplatten-Prototyping für Verbraucher

Leiterplatten-Prototyping für Verbraucher

Das Prototyping hilft daher bei der Vorhersage des Erfolgs und bei der Vermeidung des Ausfalls der Verbraucher-Leiterplatte. Einfacher ausgedrückt haben Verbraucher-PCB-Prototypen eine schnelle Bearbeitungszeit. Es besteht auch die Möglichkeit, Fehler frühzeitig zu erkennen.

Prototyping bietet auch Raumtestkomponenten einzeln an. Es gibt auch eine genaue Darstellung der Standard-Leiterplattenleistung, was zu einer effizienten Projektabwicklung führt.

Dies reduziert letztendlich die Gesamtkosten des Projekts, indem es dem Designer hilft, Fehler früher zu beheben.

Am Ende steht ein verbessertes Endprodukt.

Auch hier gibt es wichtige Leitfäden, die Sie lesen sollten: Leiterplattenbestückung von Prototypen – Der ultimative Leitfaden und PCB-Prototypen – Der ultimative Leitfaden.

Wie Consumer-Leiterplatten funktionieren

Verbraucher-PCB ermöglicht die Weiterleitung von Signalen und Strom zwischen physischen Geräten. Möglich wird dies durch seine verschiedenen Komponenten, die eine Reihe von Rollen spielen.

Da eine Consumer-Leiterplatte eine Plattform bieten muss, auf der die Verbindung von Komponenten stattfinden soll, werden Kupferbahnen verwendet.

Wie bei jedem anderen elektrischen Gerät wird normalerweise eine Batterie benötigt. Die Ströme können von Zeit zu Zeit schwanken.

Die Widerstände in der Verbraucherplatine helfen dabei, den Fluss elektrischer Ströme zu steuern. Diese Ströme werden dann von der Leuchtdiode in eine Richtung gelenkt.

Die Diode sorgt somit dafür, dass alle Ströme nur in eine Richtung fließen und sperrt somit die anderen.

Farbcodes für Leuchtdioden helfen bei der Bestimmung ihres Wertes. Wenn die Ladung zu groß ist, werden sie durch den Transistor vereinfacht.

Fertig bestückte Leiterplatte

Fertig bestückte Leiterplatte

Kondensatoren beherbergen die elektrische Ladung. Die Speicherung der Ladung, deren Regelung in der Verbraucherplatine und die Stromänderung erfolgt durch die Induktivität.

Schalter auf der Verbraucherplatine lassen Strom zu oder sperren den Strom, je nachdem ob sie geöffnet oder geschlossen sind.

Diese Komponenten funktionieren daher effektiv, um die Erwartungen der Designer der betreffenden Verbraucher-PCB zu erfüllen. Die Funktion, die die Leiterplatte spielen soll, bestimmt das Design.

Materialien für Verbraucher-Leiterplatten

Leiterplatten können aus Glasfaser oder aus Papier gewonnenem Harz hergestellt werden. Kupfer, Lötstopplack und Seidenschichten werden ebenfalls verwendet.

Die vier Lagen einer Leiterplatte bestehen also aus Substrat, Kupfer, Lot und Siebdruck.

Im Allgemeinen besteht das Substrat aus Glasfaser, auch bekannt als FR4, wobei FR sich auf feuerhemmend bezieht.

Dies bildet die Grundlage der Leiterplatte. Es ist die dickste Schicht in jeder Leiterplatte. Es verleiht somit der Leiterplatte Steifigkeit.

Leiterplattenmaterial

PCB-Material

Andere Materialien, die zur Herstellung des Substrats verwendet wurden, umfassen Epoxid und Phenolharze.

Kupfer ist die nächste Schicht, die mit Hilfe von Industriekleber oder Hitze verbunden wird. Das in PCB verwendete Kupfer wird nach Gewicht angegeben und in Unzen pro Quadratfuß angegeben. In den meisten Leiterplatten beträgt der Kupfergehalt 1 Unze pro Quadratfuß.

Lötmaske wird dann über die Kupferschicht aufgetragen, damit sie nicht mit anderen elektrischen Teilen in Kontakt kommen. Auf der Lötmaske ist eine Siebdruckschicht vorgesehen, um Markierungen und Etiketten für die Platzierung verschiedener Komponenten zu erzeugen.

Arten von Consumer-Leiterplatten

Um Leiterplatten zu klassifizieren, betrachten wir Merkmale wie Häufigkeit, Lagenanzahl und die verwendeten Substrate. Sehen wir uns auf dieser Grundlage einige der häufigsten Typen an.

Schlüsselfertige Leiterplattenbaugruppe

Schlüsselfertige Leiterplattenbaugruppe

· Einseitige Leiterplatten

Dies sind die grundlegendsten Arten von Leiterplatten. Wie der Name schon sagt, bestehen sie aus einer einzigen Schicht Substrat oder Basismaterial.

Sie sind mit einer dünnen Metallschicht überzogen, beispielsweise Kupfer, das ein guter elektrischer Leiter ist.

Einseitige Leiterplatten besitzen auch einen Lötstopplack. Diese wird zusammen mit einer Siebdruckschicht auf die Kupferschicht aufgebracht.

Einseitige Leiterplatten sind aufgrund ihrer geringen Kostenauswirkung vorteilhaft, was bei der Massenproduktion ein wichtiger Aspekt ist.

Sie sind auch am effektivsten bei der Herstellung einfacher Schaltkreise wie Leistungssensoren, Relais und elektronischer Spielzeuge.

·Doppelseitige Leiterplatten

Bei dieser Art von Leiterplatten weisen beide Phasen des Substrats eine leitfähige Metallschicht auf. Die Befestigung von Metallteilen auf dieser Art von Leiterplatte kann von einer Seite zur anderen erfolgen. Möglich wird dies durch die Bohrungen auf der Platine.

Dadurch wird eine Verbindung auf beiden Seiten durch eines der beiden Montageschemata, nämlich Oberflächenmontagetechnik und Durchstecktechnik, ermöglicht.

Bei der Through-Hole-Technik werden Bleikomponenten durch vorgebohrte Löcher auf der Leiterplatte gesteckt. Diese werden dann auf die Pads auf den gegenüberliegenden Seiten gelötet.

Bei der Surface-Mount-Technologie hingegen werden elektrische Komponenten direkt auf der Oberfläche der Leiterplatten platziert.

Dies ist vorteilhaft, da bei der Oberflächenmontage im Vergleich zur Durchsteckmontage mehr Schaltungen an der Platine angebracht werden können.

Doppelseitige Leiterplatten werden auch in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Mobiltelefonsysteme, Leistungsüberwachung, Testgeräte und Verstärker.

·Mehrschichtige Leiterplatten

Mehrlagige Leiterplatten bestehen, wie der Name schon sagt, aus mehr als zwei Kupferlagen. Dazu gehören 4L, 6L, 8L, wobei das „L“ die Anzahl der Schichten bezeichnet.

Sie erweitern daher die Technologie, die bei doppelseitigen Leiterplatten verwendet wird. Bei dieser Art von Leiterplatten werden Trägerplatten und Isoliermaterialien verwendet, um die Schichten abzugrenzen.

Sie sind kompakt und bieten die Vorteile von Schwere und Platz.

Einer der Vorteile dieser Art von PCB ist, dass sie Designflexibilität ermöglicht und eine wichtige Rolle in Hochgeschwindigkeitsschaltungen spielt. Sie sind auch in der Lage, zusätzlichen Raum für Leitermuster und Leistung bereitzustellen.

· Starre Leiterplatten

Dies sind eine Art von Leiterplatten, deren Basen aus nicht flexiblem Material bestehen. Das offensichtliche Merkmal in diesem Fall ist daher, dass ihre Basen nicht gebogen werden können.

Aufgrund dieser Kompaktheit gewährleisten sie die Herstellung einer Vielzahl von facettenreichen Schaltungen auf ihnen. Sie sind auch vorteilhaft, weil sie eine mühelose Reparatur und Konservierung bieten.

·Flexible Leiterplatten

Im Gegensatz zu starren Leiterplatten werden flexible Leiterplatten auf einem flexiblen Basismaterial hergestellt. Diese Art von Leiterplatten gibt es in einseitigen, doppelseitigen und mehrschichtigen Formaten. Die Flexibilität hilft beim Beseitigen der mit der Vorrichtungsanordnung verbundenen Haken.

Flexible Leiterplatten haben einen fairen Anteil an Vorteilen. Neben der Reduzierung des Gesamtplatinengewichts sparen flexible Leiterplatten auch prompt Platz.

Flexible Leiterplatten tragen auch dazu bei, die Leiterplattengröße effektiv zu verringern. Dadurch eignet es sich perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen eine hohe Signalspurdichte erforderlich ist. Sie werden am meisten für Bedingungen bevorzugt, bei denen Temperatur und Dichte im Vordergrund stehen

·Starrflexible Leiterplatten

Eine Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten ergibt starrflexible Leiterplatten. Sie bestehen aus mehreren Schichten flexibler Schaltungen, die auf einer Reihe starrer Platinen zusammengesetzt sind.

Diese PCBs sind im Gegensatz zu anderen Allzweck-PCBs genau für spezielle Anwendungen gebaut. Sie werden häufig in medizinischen und militärischen Anwendungen eingesetzt.

Der Hauptvorteil dieser Art von Leiterplatte besteht darin, dass sie leicht ist und den Platz sparsam nutzt.

·Hochfrequenz-Leiterplatten

Diese Art von Leiterplatten wird in Frequenzen von 500 MHz bis 2 GHz verwendet. Dadurch eignet es sich für den Einsatz in einer Vielzahl von frequenzkritischen Anwendungen.

Beispiele hierfür sind unter anderem Mikrostreifen, Kommunikationssysteme, Mikrowellen-Leiterplatten.

·Leiterplatten mit Aluminiumrückseite

Diese PCBs werden normalerweise in elektrischen Hochleistungsanwendungen verwendet. Dies liegt daran, dass die Aluminiumkonstruktion die Hitzeausschweifung unterstützt.

Leiterplatten mit Aluminiumrücken sind dafür bekannt, dass sie eine hohe Steifigkeit und einen geringen thermischen Anstieg bieten. Dadurch eignen sie sich perfekt für Anwendungen mit hoher mechanischer Toleranz.

Die Leiterplatten werden für LEDs und Netzteile verwendet.

·Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte

Dies ist jede Leiterplatte mit einem physikalischen Design, das auf Merkmale achtet, die die Integrität Ihrer Signale verbessern.

Bei diesem Design, wo Sie die Leiterbahnen platzieren, wird deren Nähe zu Signalen und der Art der angeschlossenen Komponenten Priorität eingeräumt.

·HDI-Leiterplatte

High Density Interconnect PCB bezieht sich auf eine Leiterplatte mit einer höheren Verdrahtungsdichte pro Flächeneinheit im Gegensatz zu einer herkömmlichen Platine.

Sie machen mehr Platz auf Ihrer Leiterplatte, was zu Effizienz und schnellerer Übertragung führt.

·LED-PCB

Bei dieser Art von Leiterplatte ist die LED auf die Leiterplatte gelötet und verfügt über einen Chip, der bei elektrischer Verbindung Licht erzeugt.

·HF-Leiterplatte

Hochfrequenz-Leiterplatten sind für den Betrieb mit Signalen im Megahertz- bis Gigahertz-Frequenzbereich ausgelegt.

Diese Frequenzen sind wichtige Kommunikationssignale in allem, von Mobiltelefonen bis hin zu Militärradaren.

·Metallkern-Leiterplatte

Bei dieser Art von Leiterplatte ist die Basis des Materials für die Leiterplatte das Metall.

Zur Herstellung der Basis werden Metalle wie Aluminium oder Kupfer verwendet. Sie werden am häufigsten für LED-Produkte verwendet.

·Leiterplatte aus dickem Kupfer

Es handelt sich um Schaltkreise mit einer Kupferdicke von mehr als 4 Unzen pro Quadratfuß (ft2). Diese werden in großem Umfang in leistungselektronischen Geräten und Stromversorgungssystemen verwendet.

·Goldfinger-Leiterplatte

Goldfinger sind vergoldete Säulen, die Kanten von Leiterplatten verbinden. Sein Hauptzweck besteht darin, eine sekundäre Leiterplatte mit dem Motherboard eines Computers zu verbinden.

Gold wird wegen der überlegenen Leitfähigkeit der Legierung bevorzugt. Sie schützen somit die Leiterplatte vor Verschleiß.

·Keramik-Leiterplatte

Dies wird am häufigsten verwendet, wenn Sie nach Substraten für elektronische Schaltungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Ausdehnungskoeffizienten suchen.

Anwendung und Verwendung von Consumer-Leiterplatten

Es gibt viele Anwendungen von Consumer-Leiterplatten in verschiedenen Branchen. Diese schließen ein:

·Medizinische Geräte

Eine Reihe von PCBs werden kontinuierlich im Gesundheitswesen verwendet. PCBs werden in Geräten zur Diagnose, Überwachung, Behandlung und mehr verwendet. PCBs, die in medizinischen Anwendungen verwendet werden, können in verschiedene Kategorien eingeteilt werden

CT-ScanCT-Scan

Monitore für Herzfrequenz, Blutdruck und Blutzucker sind auf elektronische Komponenten angewiesen, um genaue Messwerte zu erhalten. Auch Infusionspumpen wie Insulin- und patientengesteuerte Analgesiepumpen bestehen aus PCBs.

Andere als Herzschrittmacher klassifizierte Geräte verwenden ebenfalls kleine PCBs, um zu funktionieren.

·LEDs

Licht emittierende Dioden werden allgemein für Wohn- und Gewerbebeleuchtung verwendet.

Sie werden auch in anderen Branchen eingesetzt, darunter in der Automobil-, Medizin- und Computertechnik.

LED-Scan

LED-Leuchten

LEDs werden wegen ihrer langen Lebensdauer, Effizienz und Kompaktheit bevorzugt. Daher finden Sie LED-Leiterplatten in der Wohnungsbeleuchtung, Ladenbeleuchtung, Automobildisplays, Computerdisplays und in der medizinischen Beleuchtung.

·Unterhaltungselektronik

Computer, Smartphones und andere Verbraucherprodukte, die Menschen täglich nutzen, benötigen Leiterplatten, um zu funktionieren.

Diese Produkte können als Kommunikationsgeräte klassifiziert werden, zu denen Smartwatches, Radios und andere Kommunikationsprodukte gehören.

UnterhaltungselektronikUnterhaltungselektronik

Computer für private und geschäftliche Zwecke sind auf PCBs angewiesen. Andere unterhaltungsbezogene Produkte wie Fernseher, Stereoanlagen und Videospiele sind alle auf PCBs angewiesen.

PCBs werden auch in Haushaltsgeräten wie Kühlschränken, Mikrowellen und Kaffeemaschinen verwendet.

·Industrielle Ausrüstung

Elektronische Komponenten versorgen einen Großteil der Ausrüstung in Fertigungs- und Vertriebszentren sowie in anderen Arten von Industrieanlagen.

Diese können als Fertigungsanlagen kategorisiert werden, zu denen elektrische Bohrmaschinen und Pressen gehören, die in der Fertigung verwendet werden.

SPS-SystemSPS-System

Eine weitere Kategorie von Elektronik in diesen Sektoren, die Leiterplatten verwenden, sind Leistungsgeräte. Dazu gehören DC-zu-AC-Wechselrichter, Solarstrom-Blockheizkraftwerke und mehr.

Auch Messgeräte sind auf Leiterplatten angewiesen. Dies sind Geräte, die Druck und Temperatur messen und regeln.

·Automobilkomponenten

Bei der Herstellung von Fahrzeugen werden heute eine Reihe elektronischer Komponenten verwendet. Früher verwendeten nur Scheibenwischer und Scheinwerferschalter Leiterplatten.

Auto Armaturenbrett

Auto Armaturenbrett

Heutzutage werden Leiterplatten in verschiedenen Automobilkomponenten verwendet, einschließlich Unterhaltungs- und Navigationssystemen.

Dazu gehören Stereoanlagen und systemintegrierte Navigationen. Sensoren und Steuerungssysteme in der Automobilindustrie verwenden ebenfalls Leiterplatten.

·Luft- und Raumfahrtkomponenten

Elektronik, die in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt wird, hat ähnliche Anforderungen wie die im Automobilbereich, obwohl sie unter härteren Bedingungen arbeitet.

Leiterplatten werden in verschiedenen Luft- und Raumfahrtgeräten verwendet, darunter Flugzeuge, Raumfähren, Satelliten und Funkkommunikationssysteme.

Boeing-CockpitBoeing-Cockpit

Stromversorgungen für Kontrolltürme, Satelliten und andere Systeme verwenden Leiterplatten.

PCBs werden auch in Überwachungsgeräten wie Beschleunigungsmessern und Drucksensoren verwendet. Ein weiteres Anwendungsgebiet für Leiterplatten sind Kommunikationsgeräte, die für sichere Flugreisen unerlässlich sind.

·Maritime Anwendungen

Alle Seeschiffe und -systeme sind auf Leiterplatten angewiesen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Egal ob große Frachtschiffe, U-Boote, kleine Schiffe, Kommunikationssysteme und Navigationsgeräte, sie alle verlassen sich auf Leiterplatten.

Schiffskontrollraum

Schiffskontrollraum

Zu den Bereichen, in denen Leiterplatten in diesem Sektor verwendet werden, gehören Navigationssysteme, Kommunikationssysteme und Steuerungssysteme.

·Sicherheits- und Sicherheitsausrüstung

Die meisten Aspekte von Sicherheitssystemen für Unternehmen, Privathaushalte und Regierungsgebäude sind stark auf Leiterplatten angewiesen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Sicherheit.

Hier werden Leiterplatten in Überwachungskameras und Geräten zur Überwachung von Sicherheitsaufnahmen, Rauchmeldern und Kohlenmonoxidmeldern verwendet.

·Telekommunikationsausrüstung

PCBs sind ein kritischer Bestandteil der Telekommunikationsindustrie. Sie sind notwendig für Geräte wie Smartphones, aber auch für die Infrastruktur, die den Betrieb dieser Geräte ermöglicht.

Telekommunikationsgeräte wie Telekommunikationstürme, Bürokommunikationsgeräte und LED-Anzeigen und -Anzeigen erfordern Leiterplatten

Militär- und Verteidigungsanwendungen

Das Militär verwendet Leiterplatten für eine Vielzahl von Anwendungen. Für die Kommunikation werden Leiterplatten vom Militär in Funkkommunikationssystemen verwendet.

Flugabwehr-Raketensystem Flugabwehr-Raketensystem

Für Steuersysteme verwendet das Militär PCBs in verschiedenen Arten von Geräten, einschließlich Radarstörsystemen und Raketenerkennungssystemen.

Leiterplatten werden auch vom Militär zur Überwachung von Bedrohungen, zur Durchführung militärischer Operationen und zum Betrieb von Geräten verwendet.

Fazit

Verbraucher-Leiterplatten sind aus jeder Branche nicht mehr wegzudenken. Tatsächlich sind Leiterplatten die Treiber für das meiste, was heute als Technologie bezeichnet wird.

Aufgrund der Verfügbarkeit der verschiedenen Leiterplattentypen und der unterschiedlichen Herstellungs- und Bestückungsmethoden gibt es heute sehr kleine, aber dennoch so effektive Geräte und Geräte.

Die Herstellung verschiedener Leiterplattentypen wie Flex und Starrflex hat den Einsatz der Leiterplatten in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrtindustrie erleichtert.

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