PCB-terminologian perusluettelo, jonka sinun pitäisi tietää

Johdatus PCB:n perusterminologiaan

Piirilevyihin (PCB) liittyvän terminologian ymmärtäminen on välttämätöntä kaikille elektroniikan suunnitteluun, valmistukseen tai kokoonpanoon osallistuville. Olitpa insinööri, teknikko tai harrastaja, PCB-terminologian vankka ymmärtäminen mahdollistaa tehokkaan viestinnän ja ymmärtämisen alalla. Tämä PCB-perusterminologialuettelo toimii perustavanlaatuisena viitteenä perehtyessäsi oleellisiin termeihin ja käsitteisiin, joita yleisesti kohdataan piirilevyihin liittyvissä keskusteluissa ja dokumentaatiossa. Kun hankit näiden termien käytännön tuntemuksen, sinulla on paremmat valmiudet navigoida piirilevyjen maailmassa ja käydä mielekkäitä keskusteluja suunnittelusta, valmistuksesta, kokoonpanosta, testauksesta ja vianetsintäprosesseista. Tutkitaan tärkeimpiä piirilevyterminologioita, jotka muodostavat tämän jännittävän ja dynaamisen kentän rakennuspalikoita.

 PCB-pohjamateriaalit

• Alustan: Pohja eristemateriaali, usein FR-4 lasikuitua.
• Prepreg: Lasikuitulevy hartsilla, käytetään monikerroksisissa levyissä.
• Kuparifolio: Ohut kuparikerroksen muodostavat piirit.
• Core: Keskialustan kerros monikerroksisessa levyssä.
• Hartsi: Epoksipolymeeriliitoskerrokset yhteen.
• Kutoa: Lasikuituvahvistuskuvio.
• dielektriset: Eristysmateriaali johtimien välillä; FR-4:n dielektrisyysvakio on ~4.
• laminointi: Folio- ja prepreg-kerrosten liimausprosessi lämpöä ja painetta käyttämällä.
• Korkeataajuiset laminaatit: Materiaalit, kuten Rogers tai Teflon RF/mikroaaltokäyttöön.
• Lämmönjohtokyky: Materiaalin kyky johtaa lämpöä.
• CTE (lämpölaajenemiskerroin): Materiaalin laajeneminen/kutistuminen lämpötilan vaikutuksesta.

Piirilevyjen valmistus

• CAM (tietokoneavusteinen valmistus): Tietokoneohjelmistojen käyttö työkalujen ja valmistusprosessien suunnittelutiedostojen muuntamisessa.
• Etsaus: Kemiallinen prosessi ei-toivotun kuparin poistamiseksi PCB:stä jättäen vain halutut kuparijäljet ​​ja tyynyt.
• Fotoresist: Valoherkkä materiaali piirilevylle. Kun se altistetaan valolle ja kehittyy, se muodostaa suojaavan esteen kuparialueille, joita ei saa syövyttää.
• Telttailu: Läpivientien (reikien) peittäminen fotoresistillä niiden suojaamiseksi etsauksen aikana.
• Juotosmaski: Suojakerros, usein vihreä, mutta saatavana eri väreissä, joka levitetään piirilevyn päälle estämään juotosiltoja ja suojaamaan kuparia ympäristötekijöiltä.
• Silkkipaino: Piirilevyyn kiinnitetty mustemerkintöjen kerros osoittamaan komponenttien sijoittelua, viitemerkintöjä, logoja, testipisteitä ja muita tietoja.
• pinnoitus: Sähkökemiallinen prosessi, jossa metallikerros (yleensä kuparia) lisätään piirilevyyn, erityisesti porattuihin reikiin läpivientien luomiseksi.
• Paneeli: Suurempi levy, joka sisältää useita yksittäisiä piirilevymalleja. Tätä lähestymistapaa käytetään tuotannon tehostamiseen. Valmistuksen jälkeen paneeli hajotetaan yksittäisten piirilevyjen erottamiseksi.
• laminointi: Prosessi useiden materiaalikerrosten liittämiseksi yhteen käyttämällä lämpöä ja painetta, jota käytetään usein monikerroksisissa piirilevyissä.
• PTH (pinnoitettu läpireikä): Piirilevyssä oleva reikä, joka on galvanoitu mahdollistamaan sähköliitännät levyn eri kerrosten välillä.
• OSP (Organic Solderability Preservative): Piirilevylle levitetty pintakäsittely parantaa sen juotettavuutta ja suojaa kuparia hapettumiselta.
• HDI (High Density Interconnect): Piirilevysuunnittelun ja -valmistuksen tyyppi, joka käyttää pieniä geometrioita ja tiukkoja toleransseja mahdollistaakseen enemmän komponentteja pienemmässä tilassa.
• Mikrovia: Hyvin pieni läpivienti, jota käytetään usein HDI-malleissa, joka yhdistää kerrokset monikerroksisessa piirilevyssä.
• Impedanssin ohjaus: Prosessi piirilevyjen valmistuksessa, jolla varmistetaan, että tietyillä jäljillä on erityinen impedanssi, joka on tärkeä suurtaajuusmalleissa.
• HASL (kuumailmajuotteen tasoitus): Menetelmä ohuen juotoskerroksen levittämiseksi piirilevyn kuparityynyjen päälle juotettavuuden parantamiseksi.
• Kuparin paino/paksuus: Kuparikerroksen paksuus piirilevyllä, mitattuna tyypillisesti unsseina neliöjalkaa kohti.
• Pinnan viimeistely: Viimeinen suojaava ja juotettava kerros levitetään paljaille kuparityynyille piirilevylle. Esimerkkejä ovat OSP, HASL, ENIG (electroless Nickel Immersion Gold) ja muut.
• Haudattu kautta: Läpivienti, joka yhdistää monikerroksisen piirilevyn sisäiset kerrokset, mutta ei saavuta ulompia kerroksia.
• Sokea kautta: Läpivienti, joka alkaa ulkoisesta kerroksesta, mutta pysähtyy sisäiseen kerrokseen, ei kulje koko levyn läpi.
• Gerber-tiedosto: Tavallinen tiedostomuoto, joka sisältää tietoja piirilevyn suunnittelusta ja jota valmistajat käyttävät levyn valmistukseen.
• Rengas: Kuparityynyn alue, joka ympäröi piirilevyyn porattua reikää.
• Taustaporaus: Prosessi, jossa pinnoitetun läpimenevän reiän käyttämätön osa poistetaan loiskapasitanssin vähentämiseksi.
• Paljas lauta: Piirilevy, joka on valmistettu, mutta siihen ei ole asennettu komponentteja.
• Breakaway-välilehti: Pienet kielekkeet, jotka pitävät yksittäisiä piirilevyjä yhdessä suuremmassa paneelissa, jotka myöhemmin irrotetaan.
• Kuparivarkaus: Piirilevyn ulompiin kerroksiin on lisätty kuparikuvioita, jotka auttavat varmistamaan tasaisen levyn koko levyn valmistuksen aikana.
• Sähkötön kupari: Ohut kerros kuparia kerrostettu kemiallisesti ilman sähköä, jota käytetään usein edeltäjänä lisäkuparin galvanoinnissa.
• ENIG (sähkötön Nickel Immersion Gold): PCB-levyissä käytetty pintakäsittely, joka koostuu alla olevasta nikkelikerroksesta, jonka päällä on ohut kultapinnoite.
• Epoksihartsi: Polymeerityyppi, jota käytetään monikerroksisen piirilevyn kerrosten sitomiseen.
• Flash Gold: Erittäin ohut nikkelin päälle päällystetty kullattu kerros, jota käytetään ensisijaisesti suojaamiseen, ei juottamiseen.
• Sisempi kerros: Monikerroksisen piirilevyn sisällä olevat kerrokset, jotka eivät näy ulkopuolelta.
• Legend: Toinen termi silkkipainolle, painetut etiketit ja merkinnät piirilevylle.
• NPTH (pinnoittamaton läpireikä): Reiät piirilevyssä, joita ei ole pinnoitettu kuparilla, käytetään usein asennukseen tai mekaanisiin tarkoituksiin.
• Pad: Pala johtavaa materiaalia piirilevyllä, johon komponentti on kiinnitetty juottamalla.
• Kuorittava naamio: Väliaikainen juotosmaski, joka voidaan irrottaa juottamisen jälkeen.
• Viitemerkki: Piirilevyssä oleva merkki, usein "+"-merkki, jota käytetään kohdistukseen kokoonpanoprosessin aikana.
• Pisteytys: Menetelmä heikkojen linjojen luomiseksi piirilevypaneeliin, jolloin ne voidaan helposti rikkoa valmistuksen jälkeen.
• SMOBC (solder Mask Over Bare Copper): Prosessi, jossa juotosmaski levitetään suoraan paljaan kuparin päälle ja sitten paljastuneet kuparityynyt pinnoitetaan.
• Vaihe ja toista: Prosessi, jossa yksi PCB-malli kopioidaan useita kertoja suuremmalle paneelille valmistuksen optimoimiseksi.
• Testikuponki: Testirakenteita sisältävään PCB-paneeliin lisätty pieni osa, jota käytetään valmistusprosessin tarkistamiseen.

PCB-kokoonpano

• Muodollinen pinnoite:Piirilevylle levitetty suojapinnoite kosteuden, pölyn, kemikaalien ja äärilämpötilojen aiheuttamien vaurioiden estämiseksi.
• SMT (Surface Mount Technology): Komponentit juotetaan suoraan piirilevyjen pintaan reikien sijaan. Tämä tekniikka parantaa komponenttitiheyttä ja mahdollistaa kompaktimman piirilevyasettelun.
• Reflow juottaminen: SMT-komponenttien juottaminen kuumentamalla koko piirilevykokoonpano konvektiivisessa uunissa. Tämä sulattaa juotospastan ja vahvistaa komponenttien ja piirilevyn välistä yhteyttä.
• Aaltojuotto: Menetelmä lyijyllisten reiän läpivientävien komponenttien juottamiseksi ohjaamalla piirilevy sulan juotosaallon yli.
• Käsin kokoaminen: Manuaalinen tekniikka, joka sisältää juotos- ja asennuskomponenttien. Sitä käytetään ensisijaisesti pienissä erissä, uudelleentyöstössä ja korjauksissa.
• Valitse ja aseta: Automaattinen kone, joka poimii komponentteja ja sijoittaa ne tarkasti piirilevyille ennen juottamista.
• Silkkipainanta: Prosessi, jossa käytetään stensiiliä juotepastan levittämiseen piirilevylle, jolloin juote voidaan sijoittaa tarkasti siihen, mihin komponentit asennetaan.
• AOI (automaattinen optinen tarkastus): Visuaalinen tarkastusmenetelmä, joka käyttää automaattisia koneita skannaamaan kootun piirilevyn vikojen varalta.
• J-STD-001: Yhteinen toimialastandardi, joka kuvaa materiaalit, menetelmät ja varmennuskriteerit korkealaatuisten juotettujen liitosten tuottamiseksi.
• BGA (Ball Grid Array): Pinta-asennuspaketti integroituja piirejä varten. Sen liittiminä käytetään pohjassa olevia juotospalloja.
• QFN (Quad Flat No-Leads): Toinen pinta-asennuspaketti integroituja piirejä varten, jolle on ominaista liittimet pohjassa, mutta ei ulkonevia johtoja.
• Alitäyttö: BGA:n tai muiden sirujen ja piirilevyn väliin levitetty suojaava epoksi. Se auttaa vahvistamaan juotosliitoksia ja suojaa mekaaniselta rasitukselta.
• Röntgentarkastus: Röntgenkuvausta käyttävä testimenetelmä sisäisten juotosliitosten tutkimiseen, erityisesti BGA-liitäntöjen ja muiden piiloliitäntöjen yhteydessä.
• Läpireiän komponentit: Komponentit, joissa on johdot, jotka on suunniteltu juotettavaksi piirilevyn pinnoitettuihin läpimeneviin reikiin.
• ECO (Engineering Change Order): Virallinen asiakirja, joka osoittaa muutoksen piirilevyn suunnitteluun tai materiaaliluetteloon. Sitä käytetään, kun muutoksia tarvitaan alkuperäisen suunnitteluvaiheen jälkeen.
• Panelointi: Yksittäisten piirilevyjen erottaminen suuremmista paneeleista kokoonpanoprosessin jälkeen. Tämä tehdään yleensä, kun yhdelle paneelille valmistetaan useita piirilevyjä valmistustehokkuuden vuoksi.

PCB-parametrit

• Tasot: Kuparikerrosten lukumäärä.
• Paksuus: Levyn kokonaispaksuus.
• Kuvasuhde: Paksuuden suhde vähimmäisjäljen/tilan leveyteen.
• Piki: Nappien tai jälkien välinen etäisyys.
• Seuraa/jäljitys: Johtava kuparipiiri.
• space: Rako vierekkäisten jälkien välillä.
• Viivan leveys: Jäljen leveys.
• Rengasmainen rengas: Kuparityynyn alue reiän ympärillä.
• Valmiin reiän koko: Poratun reiän halkaisija pinnoituksen jälkeen.
• toleranssi: Sallittu vaihtelu parametreissa.
• Maavara: Saman kerroksen kuparielementtien välinen etäisyys.
• Maskin laajennus: Juotosmaskin takaisinveto kuparireunasta.
• Pinoaminen: Kerrosten järjestely monikerroksisessa piirilevyssä.
• Kaatojauhe: Eristettyjen alueiden yhdistäminen maahan EMI:n vähentämiseksi.
• Vartiojälki: Maadoitettu jälki kahden signaalijäljen välillä ylikuulumisen estämiseksi.

PCB-testaus ja laatu

• ICT (In-Circuit Test): Testausmenetelmä, jossa kone tarkistaa täytetyn piirilevyn ja etsii oikosulkuja, aukkoja, resistanssia, kapasitanssia ja muita perussuureita oikean kokoonpanon varmistamiseksi.
• Lentävä luotaintesti: ICT-tyyppi, joka ei vaadi testilaitetta. Siirrettäviä koettimia käytetään piirilevyjen nopeaan testaamiseen ilman erillistä naulapinnan testilaitetta.
• Toiminnallinen testi: ICT:n jälkeen piirilevylle tehdään toimintatesti, jolla jäljitellään lopullista sähköistä ympäristöä ja varmistetaan, että se suorittaa aiottua toimintaa.
• AOI (automaattinen optinen tarkastus): Visuaalinen tarkastusmenetelmä, jossa kone skannaa kootun piirilevyn komponenttien ja juotosvirheiden varalta.
• Röntgentarkastus: Rikkomaton testaus BGA:n tai muiden komponenttien alla olevien juotosliitosten tarkastamiseksi, jos juotos ei näy paljaalla silmällä.
• Rajaskannaus (JTAG): Testausmenetelmä, joka tarkistaa juotosliitännät ja varmistaa joidenkin komponenttien toimivuuden.
• Palamistesti: Levyt saavat virtaa ja altistuvat lämpörasitukselle varhaisten vikojen tunnistamiseksi.
• Ympäristön stressitesti: PCB:n altistaminen erilaisille ympäristöolosuhteille varmistaakseen toiminnan lämpötiloissa, kosteissa ja muissa ympäristötekijöissä.
• Lämpöpyöräily: Testaa piirilevyn vastetta lämpötilan muutoksiin mahdollisten juotosliitosvikojen tunnistamiseksi.
• Tärinä- ja iskutesti: Simuloi mekaanisia rasituksia, joita piirilevy saattaa kohdata käyttöiän aikana luotettavuuden varmistamiseksi.
• Kultainen taulu: Viitelevy, jonka tiedetään olevan virheetön, johon valmistettuja piirilevyjä verrataan.
• DFT (Design for Testability): Piirilevyn suunnittelu tavalla, joka helpottaa testaamista, varmistaen tarkemmat tulokset ja tehokkaan vianetsinnän.
• FCT (toiminnallinen piiritesti): Testi, joka tarkistaa, toimiiko PCB suunnitellulla tavalla, mukaan lukien usein laiteohjelmiston ja ohjelmiston vuorovaikutus.
• Kattavuusanalyysi: Arvioidaan, kuinka suuri osa piirilevyn piireistä testataan nykyisillä testausmenetelmillä.
• FA (vikaanalyysi): Jos testi epäonnistuu, FA suoritetaan epäonnistumisen perimmäisen syyn ymmärtämiseksi.
• Tuottoanalyysi: Mittaa valmistettujen hyvien levyjen suhdetta valmistettujen levyjen kokonaismäärään. Tärkeä mittari valmistuksen tehokkuuden ja laadun arvioinnissa.
• Prosessikapasiteetti (Cpk): Tilastollinen mitta, jolla arvioidaan, pystyykö prosessi tuottamaan tulosteen määrittelyrajoissa.
• DPPM (vikoja miljoonaa kohden): Mittari, joka ilmaisee valmistusprosessin vikojen määrän.
• RoHS-yhteensopivuustestaus: Varmistaa, että PCB-kokoonpano noudattaa vaarallisten aineiden rajoittamista koskevaa direktiiviä, joka rajoittaa tiettyjen vaarallisten materiaalien käyttöä.
• Jatkuvuuden ja eristyksen testaus: Varmistaa, että sähköliitännät ovat täydelliset ja ettei tahattomia kytkentöjä ole.

Piirilevyjen korjaukset ja muutokset

• Pyöritä uudelleen: Prosessi, jolla päivitetään ja tuotetaan uusi versio PCB-asettelusta aiemmassa versiossa havaittujen ongelmien korjaamiseksi.
• errata: Dokumentoitu tunnetut ongelmat tai virheet piirilevylle. Se tarjoaa kiertotapoja tai korjauksia käyttäjille ja valmistajille.
• Puserot: Väliaikaiset ratkaisut, joissa käytetään johtoja kahden pisteen yhdistämiseen piirilevyllä, joita käytetään usein ohittamaan katkennut jälki tai korjaamaan suunnitteluvirhe.
• Uudelleentyöstö: Jo koottujen piirilevyjen vikojen korjausprosessi. Tämä voi sisältää komponenttien vaihdon, juottamisen ja muita tehtäviä.
• Hot Air Rework: Kuumailmapistoolin käyttö viallisten SMT-osien purkamiseen ja vaihtamiseen vahingoittamatta viereisiä osia.
• BGA Rework Station: Erikoislaitteet Ball Grid Array (BGA) -pakettien poistamiseen ja vaihtamiseen, jotka vaativat tarkkaa kohdistusta ja lämmönsäätöä.
• Käsin juottaminen: Manuaalinen juotostekniikka, jota käytetään komponenttien vaihtamiseen, siltojen lisäämiseen tai juotossiltojen kiinnittämiseen.
• Juottamisen purku: Prosessi juotteen poistamiseksi liitoksesta käyttämällä usein työkaluja, kuten juotossydän, juotteenpoistopumppuja tai kuumaa ilmaa.
• Pehmusteen korjaus: Kohonneiden tai vaurioituneiden tyynyjen kiinnittäminen piirilevylle, usein epoksi- ja kuparifoliolla.
• Jäljen korjaus: Vaurioituneen tai katkenneen jäljen palauttaminen johtavalla mustetta, kuparinauhaa tai hyppyjohtimia käyttämällä.
• Conformal Coating Rework: Suojapinnoitteen poistaminen ja uudelleen levittäminen piirilevyosasta korjausten helpottamiseksi.
• editointi: Piirilevyn muokkaaminen leikkaamalla jälkiä, lisäämällä hyppyjohtimia tai tekemällä muita fyysisiä muutoksia suunnitteluvirheiden korjaamiseksi tai toimivuuden parantamiseksi.
• Alitäytön poisto: Epoksin poistaminen komponentin (kuten BGA:n) alta sen poistamisen ja vaihtamisen helpottamiseksi.
• Reballing: BGA:n tai muun palloristikkopaketin alapuolella olevien juotospallojen vaihtaminen.
• Lämpöprofilointi: Juotoslaitteiden lämpöprofiilin säätäminen vastaamaan piirilevyn erityisvaatimuksia, mikä varmistaa oikean juotteen virtauksen ja komponenttien tarttuvuuden uudelleentyöstön aikana.
• Tarkennettu IR (infrapuna): Infrapunalämmittimien käyttö lämmön paikallistamiseksi tietylle piirilevyn alueelle, mikä mahdollistaa komponenttien kohdennetun poistamisen vaikuttamatta koko levyyn.
• Epoksin kovettuminen: Lämmön tai UV-valon käyttö levitetyn epoksin kovettamiseen, käytetään usein tyynyn tai jälkien korjauksissa.
• Komponenttien sadonkorjuu: Käytettävien komponenttien poistaminen viallisesta levystä uudelleenkäyttöä tai testausta varten.
• PCB:n puhdistus: Sulatusainejäämien, epäpuhtauksien tai roskien poistaminen korjausprosessien jälkeen käyttämällä liuottimia tai ultraäänipuhdistusaineita.
• tarkastus: Käyttämällä suurennus-, AOI- tai röntgentekniikkaa korjaus- ja muutostyön laadun varmistamiseksi.

Yhteenveto

Kaiken kaikkiaan piirilevyihin liittyvä terminologia kattaa useita sähkösuunnittelun, valmistuksen, kokoonpanon, testauksen, laadunvalvonnan ja luotettavuuden osa-alueita. Kun perehdyt piirilevytekniikan alaan syvemmälle, nämä termit tulevat sinulle tutummiksi. Tämä sanasto voi toimia arvokkaana resurssina muistisi virkistämiseen ja keskeisen piirilevysanaston ymmärryksen vahvistamiseen. Laajentamalla piirilevyterminologian tuntemustasi olet paremmin valmistautunut navigoimaan piirilevytekniikan monimutkaisuudessa ja osallistumaan innovatiivisten elektronisten järjestelmien kehittämiseen.

Related Posts

1. In-Circuit Testing (ICT): Auttaa sinua tuottamaan korkealaatuisia piirilevyjä
2. Conformal Coating Prosessi PCBA:ssa
3. Täydellinen piirilevykokoonpanon opas