Elenco terminologico di base dei PCB che dovresti conoscere

Introduzione alla terminologia di base del PCB

Comprendere la terminologia associata ai circuiti stampati (PCB) è essenziale per chiunque sia coinvolto nella progettazione, produzione o assemblaggio di componenti elettronici. Che tu sia un ingegnere, un tecnico o un appassionato, avere una solida conoscenza della terminologia PCB consente una comunicazione e una comprensione efficaci sul campo. Questo elenco terminologico di base per PCB funge da riferimento fondamentale per familiarizzare con i termini e i concetti essenziali comunemente incontrati nelle discussioni e nella documentazione relativa ai PCB. Acquisendo una conoscenza pratica di questi termini, sarai meglio attrezzato per esplorare il mondo dei PCB e impegnarti in discussioni significative sui processi di progettazione, fabbricazione, assemblaggio, test e risoluzione dei problemi. Esploriamo le terminologie chiave dei PCB che costituiscono gli elementi costitutivi di questo campo entusiasmante e dinamico.

 Materiali di base per PCB

• Supporto: Materiale isolante di base, spesso fibra di vetro FR-4.
• Preimpregnato: Lastra in fibra di vetro con resina, utilizzata nei pannelli multistrato.
• Lamina di rame: Circuiti per la formazione di strati sottili di rame.
• Core: Strato centrale del substrato in un pannello multistrato.
• Resina: Strati di unione di polimeri epossidici insieme.
• Tessere: Modello di rinforzo in fibra di vetro.
• Dielettrico: Materiale isolante tra conduttori; La costante dielettrica di FR-4 è ~4.
• Laminazione: Processo di incollaggio di fogli e strati preimpregnati utilizzando calore e pressione.
• Laminati ad alta frequenza: Materiali come Rogers o Teflon per applicazioni RF/microonde.
• Conduttività termica: Capacità di un materiale di condurre il calore.
• CTE (coefficiente di dilatazione termica): Espansione/contrazione del materiale con la temperatura.

Fabbricazione di PCB

• CAM (produzione assistita da computer): L'uso di software per computer per facilitare la conversione di file di progettazione per processi di lavorazione e produzione.
• Acquaforte: Il processo chimico di rimozione del rame indesiderato da un PCB, lasciando solo le tracce e i cuscinetti di rame desiderati.
• Fotoresist: Un materiale sensibile alla luce applicato a un PCB. Esposto alla luce e sviluppato forma una barriera protettiva sulle zone di rame che non devono essere incise.
• Tenda: Il processo di copertura dei vias (fori) con fotoresist per proteggerli durante l'attacco.
• Maschera per saldatura: Uno strato protettivo, spesso verde ma disponibile in vari colori, applicato sul PCB per prevenire ponti di saldatura e proteggere il rame dai fattori ambientali.
• Serigrafia: Uno strato di contrassegni a inchiostro applicati su un PCB per indicare il posizionamento dei componenti, i designatori di riferimento, i loghi, i punti di prova e altre informazioni.
• Placcatura: Il processo elettrochimico di aggiunta di uno strato di metallo (comunemente rame) al PCB, in particolare nei fori praticati per creare vie.
• Pannello: Una scheda più grande contenente più progetti PCB individuali. Questo approccio viene utilizzato per l'efficienza della produzione. Dopo la fabbricazione, il pannello viene scomposto per separare i singoli PCB.
• Laminazione: Il processo di incollaggio di più strati di materiale utilizzando calore e pressione, spesso utilizzato nei PCB multistrato.
• PTH (foro passante placcato): Un foro nel PCB che è stato galvanizzato per consentire la connettività elettrica tra i diversi strati della scheda.
• OSP (Preservante Organico della Saldabilità): Un tipo di finitura superficiale applicata a un PCB per migliorarne la saldabilità e proteggere il rame dall'ossidazione.
• HDI (interconnessione ad alta densità): Un tipo di progettazione e produzione di PCB che utilizza geometrie piccole e tolleranze strette per consentire più componenti in uno spazio più piccolo.
• Microvia: Un via molto piccolo, spesso utilizzato nei progetti HDI, che collega gli strati in un PCB multistrato.
• Controllo dell'impedenza: Un processo nella fabbricazione di PCB per garantire che determinate tracce abbiano un'impedenza specifica, importante per i progetti ad alta frequenza.
• HASL (livellamento della saldatura ad aria calda): Un metodo per applicare un sottile strato di saldatura sui pad di rame su un PCB per migliorare la saldabilità.
• Peso/spessore del rame: Lo spessore dello strato di rame su un PCB, generalmente misurato in once per piede quadrato.
• Finitura superficiale: Lo strato protettivo e saldabile finale applicato ai pad di rame esposti su un PCB. Gli esempi includono OSP, HASL, ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) e altro ancora.
• Sepolto tramite: Un via che collega gli strati interni di un PCB multistrato e non raggiunge gli strati esterni.
• Cieco tramite: Un via che inizia su uno strato esterno ma si ferma su uno strato interno, non attraversando l'intera scheda.
• File Gerber: Un formato di file standard che contiene informazioni sul progetto di un PCB, utilizzato dai produttori per produrre la scheda.
• Anello anulare: L'area del cuscinetto di rame che circonda un foro praticato in un PCB.
• Backdrilling: Il processo di rimozione della porzione inutilizzata di un foro passante placcato per ridurre la capacità parassita.
• Tavola nuda: Un PCB che è stato fabbricato ma non ha componenti assemblati su di esso.
• Scheda Separabile: Piccole linguette che tengono insieme i singoli PCB all'interno di un pannello più grande, che vengono successivamente staccate.
• Ladro di rame: Modelli in rame aggiunti agli strati esterni di un PCB per garantire una piastra uniforme su tutta la scheda durante la fabbricazione.
• Rame chimico: Un sottile strato di rame depositato chimicamente senza elettricità, spesso utilizzato come precursore per la galvanizzazione di rame aggiuntivo.
• ENIG (Oro ad immersione in nichel elettrolitico): Un tipo di finitura superficiale utilizzata sui PCB, costituita da uno strato sottostante di nichel con un sottile rivestimento d'oro sulla parte superiore.
• Resina epossidica: Un tipo di polimero utilizzato per unire gli strati di un PCB multistrato.
• Oro flash: Uno strato molto sottile di oro placcato su nichel, utilizzato principalmente per la protezione e non per la saldatura.
• Strato interno: Strati all'interno di un PCB multistrato, che non sono visibili dall'esterno.
• Legenda: Un altro termine per serigrafia, le etichette stampate e i contrassegni su un PCB.
• NPTH (foro passante non placcato): Fori in un PCB non placcati in rame, spesso utilizzati per il montaggio o per scopi meccanici.
• Pad: Un pezzo di materiale conduttivo su un PCB a cui un componente è fissato mediante saldatura.
• Maschera pelabile: Una maschera di saldatura temporanea che può essere rimossa dopo la saldatura.
• Indicatore di riferimento: Un segno su un PCB, spesso un segno "+", utilizzato per l'allineamento durante il processo di assemblaggio.
• Punteggio: Un metodo per creare linee deboli su un pannello di PCB, consentendo loro di essere facilmente spezzati dopo la fabbricazione.
• SMOBC (maschera di saldatura su rame nudo): Un processo in cui la maschera di saldatura viene applicata direttamente sul rame nudo, quindi i cuscinetti di rame esposti vengono placcati.
• Passo e ripeti: Un processo in cui un singolo progetto PCB viene duplicato più volte su un pannello più grande per ottimizzare la produzione.
• Buono di prova: Una piccola sezione aggiunta a un pannello PCB contenente strutture di test, utilizzata per verificare il processo di fabbricazione.

PCB Assembly

• Rivestimento conforme:Un rivestimento protettivo applicato a un circuito stampato per prevenire danni causati da umidità, polvere, sostanze chimiche e temperature estreme.
• SMT (tecnologia a montaggio superficiale): I componenti sono saldati direttamente sulla superficie dei pad PCB anziché attraverso fori. Questa tecnica migliora la densità dei componenti e consente un layout PCB più compatto.
• Saldatura a rifusione: Il processo di saldatura dei componenti SMT riscaldando l'intero gruppo PCB in un forno convettivo. Questo scioglie la pasta saldante, solidificando la connessione tra i componenti e il PCB.
• Saldatura ad onda: Un metodo per saldare componenti con foro passante con piombo facendo passare il PCB su un'onda di saldatura fusa.
• Assemblaggio manuale: Tecnica manuale che prevede la saldatura e il montaggio di componenti. Viene utilizzato principalmente per piccoli lotti, rilavorazioni e riparazioni.
• Scegli e posiziona: Una macchina automatizzata che preleva i componenti e li posiziona con precisione sui PCB prima della saldatura.
• Serigrafia: Un processo che utilizza uno stencil per applicare la pasta saldante sul PCB, consentendo di posizionare la saldatura esattamente dove verranno montati i componenti.
• AOI (ispezione ottica automatizzata): Un metodo di ispezione visiva che utilizza macchine automatizzate per scansionare il PCB assemblato alla ricerca di difetti.
• J-STD-001: Uno standard industriale congiunto che descrive i materiali, i metodi e i criteri di verifica per la produzione di interconnessioni saldate di alta qualità.
• BGA (Griglia di sfere): Un tipo di pacchetto a montaggio superficiale per circuiti integrati. Utilizza sfere di saldatura sul fondo come connettori.
• QFN (Quad Flat senza cavi): Un altro tipo di package a montaggio superficiale per circuiti integrati, caratterizzato dalla presenza di terminali sul fondo ma senza conduttori sporgenti.
• Riempimento insufficiente: Una resina epossidica protettiva applicata tra BGA o altri chip e il PCB. Aiuta a rinforzare i giunti di saldatura e a proteggere dalle sollecitazioni meccaniche.
• Ispezione a raggi X: Un metodo di test non distruttivo che utilizza l'imaging a raggi X per ispezionare i giunti di saldatura interni, particolarmente utile per BGA e altre connessioni nascoste.
• Componenti a foro passante: Componenti forniti con cavi progettati per essere saldati in fori passanti placcati nel PCB.
• ECO (Ordine di modifica tecnica): Un documento ufficiale che indica una modifica al progetto del PCB o alla distinta base. Viene utilizzato quando sono necessarie modifiche dopo la fase di progettazione iniziale.
• Depaneling: Il processo di separazione dei singoli PCB dai pannelli più grandi dopo il processo di assemblaggio. Questo viene in genere fatto quando più PCB vengono fabbricati su un singolo pannello per l'efficienza produttiva.

Parametri PCB

• Strati: Numero di strati di rame.
• Spessore: Spessore totale del pannello.
• Dimensioni: Rapporto tra spessore e larghezza minima di traccia/spazio.
• Pitch: Spaziatura tra perni o tracce.
• Traccia e segui: Conduzione del circuito in rame.
• Spazio: Spazio tra tracce adiacenti.
• Larghezza della linea: Larghezza di una traccia.
• Anello anulare: Area del cuscinetto in rame attorno a un foro.
• Dimensione del foro finito: Diametro del foro praticato dopo la placcatura.
• tolleranza: Variazione consentita nei parametri.
• Liquidazione: Distanza tra elementi in rame sullo stesso livello.
• Espansione della maschera: Ritorno della maschera di saldatura dal bordo in rame.
• Impilare: Disposizione degli strati in un PCB multistrato.
• Versamento macinato: Collegamento di aree isolate a terra per ridurre le interferenze elettromagnetiche.
• Traccia della guardia: Traccia messa a terra tra due tracce di segnale per evitare diafonia.

Test e qualità PCB

• ICT (test in circuito): Un metodo di test in cui una macchina controlla il PCB popolato, cercando cortocircuiti, aperture, resistenze, capacità e altre quantità di base per garantire il corretto assemblaggio.
• Prova della sonda volante: Un tipo di ICT che non richiede un dispositivo di prova. Le sonde mobili vengono utilizzate per testare rapidamente i PCB senza la necessità di un dispositivo di prova a letto d'aghi dedicato.
• Test funzionale: Dopo l'ICT, il PCB viene sottoposto a un test funzionale per simulare l'ambiente elettrico finale e garantire che svolga la funzione prevista.
• AOI (ispezione ottica automatizzata): Un metodo di ispezione visiva in cui una macchina scansiona il PCB assemblato per individuare difetti di componenti e di saldatura.
• Ispezione a raggi X: Test non distruttivi per ispezionare i giunti di saldatura sotto BGA o altri componenti in cui la saldatura non è visibile ad occhio nudo.
• Scansione dei confini (JTAG): Un metodo di test che controlla le connessioni di saldatura e verifica la funzionalità di alcuni componenti.
• Prova di rodaggio: Le schede vengono alimentate e sottoposte a stress termico per identificare i primi guasti.
• Prova di stress ambientale: Esporre il PCB a una serie di condizioni ambientali per garantire la funzionalità indipendentemente da temperature, umidità e altri fattori ambientali.
• Ciclismo termico: Testare la risposta del PCB alle variazioni di temperatura per identificare potenziali guasti ai giunti di saldatura.
• Test di vibrazioni e urti: Simula le sollecitazioni meccaniche che un PCB potrebbe subire durante la sua vita per garantirne l'affidabilità.
• Tavola d'Oro: Una scheda di riferimento nota per essere priva di difetti con la quale vengono confrontati i PCB prodotti.
• DFT (progettazione per la testabilità): Progettare un PCB in modo da semplificarne i test, garantendo risultati più accurati e una risoluzione dei problemi efficiente.
• FCT (test del circuito funzionale): Un test che verifica se il PCB funziona come previsto, spesso includendo le interazioni firmware e software.
• Analisi della copertura: Valutare la quantità di circuiti di un PCB testata con gli attuali metodi di prova.
• FA (analisi dei guasti): In caso di fallimento del test, viene condotta la FA per comprendere la causa principale del fallimento.
• Analisi della resa: Misura il rapporto tra le tavole buone prodotte e il totale delle tavole prodotte. Una metrica cruciale per valutare l’efficacia e la qualità della produzione.
• Capacità di processo (Cpk): Una misura statistica per valutare se un processo può produrre un output entro i limiti delle specifiche.
• DPPM (Difetti per milione): Una metrica che quantifica il tasso di difetti di un processo di produzione.
• Test di conformità RoHS: Garantisce che l'assieme PCB aderisca alla Direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose, che limita l'uso di materiali pericolosi specifici.
• Test di continuità e isolamento: Garantisce che i collegamenti elettrici siano completi e che non vi siano collegamenti involontari.

Riparazioni e modifiche PCB

• Rigirare: Il processo di aggiornamento e produzione di una nuova versione di un layout PCB per correggere i problemi identificati in una versione precedente.
• Errata: Problemi noti o errori documentati su un PCB. Fornisce soluzioni alternative o correzioni per utenti e produttori.
• Maglioni: Soluzioni temporanee che utilizzano cavi per collegare due punti su un PCB, spesso utilizzate per bypassare una traccia interrotta o correggere un errore di progettazione.
• Rielaborazione: Il processo di correzione dei difetti sui PCB già assemblati. Ciò può comportare la sostituzione dei componenti, la saldatura e altre attività.
• Rilavorazione ad aria calda: Utilizzo di una pistola ad aria calda per dissaldare e sostituire i componenti SMT difettosi senza danneggiare i componenti vicini.
• Stazione di rilavorazione BGA: Attrezzatura specializzata per la rimozione e la sostituzione dei pacchetti Ball Grid Array (BGA), che richiedono un allineamento preciso e un controllo del calore.
• Saldatura manuale: Tecnica di saldatura manuale utilizzata per la sostituzione di componenti, l'aggiunta di ponticelli o il fissaggio di ponti di saldatura.
• Dissaldare: Il processo di rimozione della saldatura da un giunto, spesso utilizzando strumenti come stoppino per saldatura, pompe dissaldanti o aria calda.
• Riparazione pastiglie: Riparazione di pad sollevati o danneggiati su un PCB, spesso utilizzando resina epossidica e lamina di rame.
• Riparazione della traccia: Ripristino di una traccia danneggiata o interrotta utilizzando inchiostro conduttivo, nastro di rame o cavi di collegamento.
• Rilavorazione del rivestimento conforme: Rimozione e riapplicazione di un rivestimento protettivo da una sezione PCB per facilitare le riparazioni.
• editing: L'atto di modificare un PCB tagliando tracce, aggiungendo cavi di collegamento o apportando altre modifiche fisiche per correggere errori di progettazione o migliorare la funzionalità.
• Rimozione del riempimento insufficiente: Rimozione della resina epossidica da sotto un componente (come un BGA) per facilitarne la rimozione e la sostituzione.
• Reballing: Il processo di sostituzione delle sfere di saldatura sul lato inferiore di un BGA o di un altro pacchetto di griglie a sfere.
• Profilatura termica: Regolazione del profilo termico delle apparecchiature di saldatura per soddisfare i requisiti specifici di un PCB, garantendo il corretto flusso di saldatura e l'adesione dei componenti durante la rilavorazione.
• IR focalizzato (infrarossi): Utilizzo di riscaldatori a infrarossi per localizzare il calore in un'area specifica di un PCB, consentendo la rimozione mirata dei componenti senza influenzare l'intera scheda.
• Indurimento epossidico: Utilizzo del calore o della luce UV per indurire la resina epossidica applicata, spesso utilizzata durante le riparazioni di cuscinetti o tracce.
• Raccolta dei componenti: Rimozione di componenti utilizzabili da una scheda difettosa per riutilizzarla o testarla.
• Pulizia del PCB: Rimozione di residui di flusso, contaminanti o detriti dopo i processi di riparazione utilizzando solventi o detergenti a ultrasuoni.
• Ispezione: Utilizzo di tecniche di ingrandimento, AOI o raggi X per garantire la qualità del lavoro di riparazione e modifica.

Conclusione

Nel complesso, la terminologia relativa ai PCB comprende vari aspetti della progettazione elettrica, della fabbricazione, dell'assemblaggio, del collaudo, del controllo qualità e dell'affidabilità. Man mano che approfondirete il campo dell'ingegneria dei PCB, questi termini vi diventeranno più familiari. Questo glossario può essere una risorsa preziosa per rinfrescare la memoria e consolidare la comprensione del vocabolario chiave dei PCB. Ampliando la vostra conoscenza della terminologia dei PCB, sarete meglio preparati ad affrontare le complessità dell'ingegneria dei PCB e a contribuire allo sviluppo di sistemi elettronici innovativi.

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