Podstawowa terminologia PCB, którą powinieneś znać

Wprowadzenie do podstawowej terminologii PCB

Zrozumienie terminologii związanej z płytkami drukowanymi (PCB) jest niezbędne dla każdego, kto zajmuje się projektowaniem, produkcją lub montażem urządzeń elektronicznych. Niezależnie od tego, czy jesteś inżynierem, technikiem czy entuzjastą, solidna znajomość terminologii PCB umożliwia skuteczną komunikację i zrozumienie w tej dziedzinie. Ta podstawowa lista terminologii PCB służy jako podstawowe odniesienie do zapoznania się z podstawowymi terminami i koncepcjami powszechnie spotykanymi w dyskusjach i dokumentacji związanej z PCB. Dzięki zdobyciu praktycznej wiedzy na temat tych terminów będziesz lepiej przygotowany do poruszania się po świecie PCB i angażowania się w znaczące dyskusje na temat projektowania, produkcji, montażu, testowania i rozwiązywania problemów. Przyjrzyjmy się kluczowym terminologiom PCB, które stanowią fundamenty tej ekscytującej i dynamicznej dziedziny.

 Materiały bazowe PCB

• Podłoże: Podstawowy materiał izolacyjny, często włókno szklane FR-4.
• prepreg: Płyta z włókna szklanego z żywicą, stosowana w płytach wielowarstwowych.
• Folia miedziana: Cienkie obwody tworzące warstwy miedzi.
• Core: Centralna warstwa podłoża w płycie wielowarstwowej.
• Żywica: Polimer epoksydowy łączący warstwy.
• Splot: Wzór wzmocnienia włóknem szklanym.
• Dielektryk: Materiał izolacyjny pomiędzy przewodnikami; stała dielektryczna FR-4 wynosi ~4.
• Laminowanie: Proces łączenia warstw folii i prepregu za pomocą ciepła i ciśnienia.
• Laminaty wysokoczęstotliwościowe: Materiały takie jak Rogers lub Teflon do zastosowań RF/mikrofalowych.
• Przewodność cieplna: Zdolność materiału do przewodzenia ciepła.
• CTE (współczynnik rozszerzalności cieplnej): Rozszerzanie się/kurczenie materiału w zależności od temperatury.

Produkcja PCB

• CAM (komputerowe wspomaganie produkcji): Wykorzystanie oprogramowania komputerowego wspomagającego konwersję plików projektowych na potrzeby procesów wytwarzania narzędzi i produkcji.
• Akwaforta: Proces chemiczny polegający na usuwaniu niechcianej miedzi z płytki PCB, w wyniku czego pozostają jedynie pożądane ścieżki i pady miedziane.
• Fotorezyst: Materiał światłoczuły stosowany na PCB. Po wystawieniu na działanie światła i wywołaniu tworzy barierę ochronną na obszarach miedzi, które nie powinny być trawione.
• Namiotowanie: Proces pokrywania otworów (przelotek) warstwą fotorezystu w celu ich ochrony podczas trawienia.
• Maska lutownicza: Warstwa ochronna, często zielona, ​​ale dostępna w różnych kolorach, nakładana na płytkę PCB w celu zapobiegania powstawaniu mostków lutowniczych i ochrony miedzi przed czynnikami środowiskowymi.
• Sitodruk: Warstwa oznaczeń tuszem naniesiona na płytkę PCB w celu wskazania rozmieszczenia komponentów, oznaczeń referencyjnych, logo, punktów testowych i innych informacji.
• Powłoki galwaniczne: Proces elektrochemiczny polegający na nałożeniu warstwy metalu (najczęściej miedzi) na płytkę drukowaną, w szczególności w wywierconych otworach, w celu utworzenia przelotek.
• Panel: Większa płytka zawierająca wiele indywidualnych projektów PCB. To podejście jest stosowane w celu zwiększenia wydajności produkcji. Po wytworzeniu panel jest rozbijany w celu oddzielenia poszczególnych PCB.
• Laminowanie: Proces łączenia ze sobą wielu warstw materiału za pomocą ciepła i ciśnienia, często stosowany w wielowarstwowych płytkach PCB.
• PTH (otwór przelotowy platerowany): Otwór w płytce PCB wykonany metodą galwaniczną, umożliwiający połączenie elektryczne pomiędzy różnymi warstwami płytki.
• OSP (organiczny środek konserwujący lutowność): Rodzaj wykończenia powierzchni stosowanego na płytce PCB w celu zwiększenia jej lutowalności i ochrony miedzi przed utlenianiem.
• HDI (połączenia o dużej gęstości): Rodzaj projektowania i produkcji płytek PCB, w którym stosuje się małe geometrie i wąskie tolerancje, co pozwala na umieszczenie większej liczby komponentów w mniejszej przestrzeni.
• Mikrovia: Bardzo mała przelotka, często stosowana w projektach HDI, łącząca warstwy w wielowarstwowej płytce PCB.
• Kontrola impedancji: Proces wytwarzania płytek PCB mający na celu zapewnienie, że określone ścieżki mają określoną impedancję, co jest istotne w przypadku projektów o wysokiej częstotliwości.
• HASL (poziomowanie lutu gorącym powietrzem): Metoda polegająca na nakładaniu cienkiej warstwy lutu na miedziane pady na płytce PCB w celu poprawienia lutowalności.
• Waga/grubość miedzi: Grubość warstwy miedzi na płytce PCB, zwykle mierzona w uncjach na stopę kwadratową.
• Wykończenie powierzchni: Ostatnia warstwa ochronna i lutowalna nakładana na odsłonięte miedziane pady na PCB. Przykłady obejmują OSP, HASL, ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) i inne.
• Pochowany przez: Przejście łączące wewnętrzne warstwy wielowarstwowej płytki PCB, które nie sięga do warstw zewnętrznych.
• Ślepy poprzez: Przejście rozpoczynające się na warstwie zewnętrznej, ale kończące się na warstwie wewnętrznej, nie przechodzące przez całą płytkę.
• Plik Gerber: Standardowy format pliku zawierający informacje o projekcie płytki PCB, używany przez producentów do jej wytworzenia.
• Pierścień pierścieniowy: Obszar miedzianej podkładki otaczający wywiercony otwór w płytce PCB.
• Wiercenie wsteczne: Proces usuwania nieużywanej części otworu przelotowego w celu zmniejszenia pojemności pasożytniczej.
• Goła płyta: Płytka drukowana (PCB), która została już wyprodukowana, ale nie ma na niej zmontowanych żadnych podzespołów.
• Zakładka Breakaway: Małe zakładki, które utrzymują poszczególne płytki PCB w obrębie większego panelu; później są one odrywane.
• Kradzież miedzi: Wzory miedziane dodawane do zewnętrznych warstw płytki PCB, które pomagają zapewnić równomierne pokrycie całej płytki w trakcie produkcji.
• Miedź bezprądowa: Cienka warstwa miedzi nakładana chemicznie bez użycia prądu, często stosowana jako prekursor galwanicznego powlekania dodatkową miedzią.
• ENIG (bezprądowe zanurzanie w niklu i złocenie): Rodzaj wykończenia powierzchni stosowany na płytkach PCB, składający się z warstwy niklu umieszczonej pod spodem i cienkiej warstwy złota na wierzchu.
• Żywica epoksydowa: Rodzaj polimeru stosowany do łączenia warstw wielowarstwowej płytki PCB.
• Błysk złota: Bardzo cienka warstwa złota pokryta niklem, stosowana przede wszystkim w celach ochronnych, a nie do lutowania.
• Warstwa wewnętrzna: Warstwy wewnątrz wielowarstwowej płytki PCB, które nie są widoczne z zewnątrz.
• Legenda: Inna nazwa sitodruku, czyli nadrukowanych etykiet i oznaczeń na płytce PCB.
• NPTH (otwór przelotowy niemetalizowany): Otwory w płytce PCB, które nie są pokryte miedzią, często wykorzystywane w celach montażowych lub mechanicznych.
• Podkładka: Część przewodzącego materiału na płytce PCB, do której komponent jest przymocowany za pomocą lutowia.
• Maska z możliwością zdejmowania: Tymczasowa maska ​​lutownicza, którą można usunąć po lutowaniu.
• Znacznik odniesienia: Znak na płytce PCB, często znak „+”, służący do ustawienia w trakcie montażu.
• Punktacja: Metoda tworzenia słabych linii na panelu płytek PCB, umożliwiająca ich łatwe rozdzielenie po wyprodukowaniu.
• SMOBC (maska ​​lutownicza na gołej miedzi): Proces, w którym maska ​​lutownicza jest nakładana bezpośrednio na gołą miedź, a następnie odsłonięte pola miedziane są pokrywane powłoką galwaniczną.
• Krok i powtórz: Proces, w którym pojedynczy projekt płytki PCB jest powielany wielokrotnie na większym panelu w celu optymalizacji produkcji.
• Kupon testowy: Mała sekcja dodana do panelu PCB zawierająca struktury testowe, służąca do weryfikacji procesu produkcji.

Montaż PCB

• Powłoka ochronna:Powłoka ochronna nakładana na płytkę drukowaną w celu zabezpieczenia jej przed uszkodzeniami spowodowanymi wilgocią, kurzem, chemikaliami i ekstremalnymi temperaturami.
• SMT (technologia montażu powierzchniowego): Komponenty są lutowane bezpośrednio do powierzchni padów PCB, a nie przez otwory. Ta technika poprawia gęstość komponentów i umożliwia bardziej kompaktowy układ PCB.
• Lutowanie reflow: Proces lutowania elementów SMT poprzez podgrzewanie całego zespołu PCB w piecu konwekcyjnym. To topi pastę lutowniczą, utrwalając połączenie między elementami a PCB.
• Lutowanie na fali: Metoda lutowania elementów przewlekanych z wyprowadzeniami polegająca na przepuszczeniu płytki PCB nad falą stopionego lutowia.
• Montaż ręczny: Technika ręczna obejmująca lutowanie i montaż komponentów. Jest stosowana głównie do małych partii, przeróbek i napraw.
• Wybierz i umieść: Automatyczna maszyna pobierająca komponenty i umieszczająca je precyzyjnie na płytkach PCB przed lutowaniem.
• Sitodruk: Proces polegający na nakładaniu pasty lutowniczej na płytkę drukowaną za pomocą szablonu, co pozwala na precyzyjne umieszczenie lutu w miejscu, w którym zostaną zamontowane komponenty.
• AOI (automatyczna kontrola optyczna): Metoda kontroli wizualnej polegająca na użyciu automatycznych maszyn do skanowania zmontowanej płytki PCB w celu wykrycia wad.
• J-STD-001: Wspólny standard branżowy opisujący materiały, metody i kryteria weryfikacji stosowane w produkcji wysokiej jakości połączeń lutowanych.
• BGA (matryca kulkowa): Rodzaj obudowy do montażu powierzchniowego dla układów scalonych. Używa kulek lutowniczych na spodzie jako złączy.
• QFN (Quad Flat bez przewodów): Inny rodzaj obudowy do montażu powierzchniowego układów scalonych, charakteryzujący się obecnością zacisków na spodzie, ale bez wystających wyprowadzeń.
• Niedopełnienie: Ochronna żywica epoksydowa nakładana pomiędzy BGA lub inne układy scalone a PCB. Pomaga wzmocnić połączenia lutowane i chronić przed naprężeniami mechanicznymi.
• Kontrola rentgenowska: Nieniszcząca metoda badań wykorzystująca obrazowanie rentgenowskie do kontroli wewnętrznych połączeń lutowanych, szczególnie przydatna w przypadku układów BGA i innych ukrytych połączeń.
• Komponenty przelotowe: Elementy wyposażone w wyprowadzenia przeznaczone do lutowania w metalizowanych otworach przelotowych w płytce PCB.
• ECO (Zlecenie zmian technicznych): Oficjalny dokument wskazujący na modyfikację projektu PCB lub zestawienia materiałów. Jest używany, gdy zmiany są potrzebne po początkowej fazie projektowania.
• Depanelowanie: Proces oddzielania pojedynczych PCB od większych paneli po procesie montażu. Zazwyczaj odbywa się to, gdy wiele PCB jest wytwarzanych na jednym panelu w celu zwiększenia wydajności produkcji.

Parametry PCB

• Warstwy: Liczba warstw miedzi.
• Grubość: Całkowita grubość deski.
• Format obrazu: Stosunek grubości do minimalnej szerokości śladu/przerwy.
• Smoła: Odstępy między pinami lub ścieżkami.
• Śledzenie/lokalizacja: Przewodzący obwód miedziany.
• Przestrzeń: Przerwa pomiędzy sąsiednimi śladami.
• Szerokość linii: Szerokość śladu.
• Pierścień pierścieniowy: Obszar miedzianej podkładki wokół otworu.
• Rozmiar gotowego otworu: Średnica wywierconego otworu po galwanizacji.
• tolerancja: Dopuszczalne odchylenia parametrów.
• Prześwit: Odległość między elementami miedzianymi na tej samej warstwie.
• Rozszerzenie maski: Odsunięcie maski lutowniczej od krawędzi miedzi.
• Stos: Układ warstw w płytce PCB wielowarstwowej.
• Wylewanie gruntu: Podłączenie odizolowanych obszarów do uziemienia w celu zmniejszenia zakłóceń elektromagnetycznych.
• Ślad strażniczy: Uziemiona ścieżka pomiędzy dwiema ścieżkami sygnałowymi, zapobiegająca przesłuchom.

Testowanie i jakość PCB

• ICT (test w obwodzie): Metoda testowania, w której maszyna sprawdza zainstalowaną płytkę PCB, szukając zwarć, przerw, rezystancji, pojemności i innych podstawowych wielkości, aby zapewnić prawidłowy montaż.
• Test sondy latającej: Typ ICT, który nie wymaga przyrządu testowego. Ruchome sondy służą do szybkiego testowania PCB bez potrzeby stosowania specjalnego przyrządu testowego z gwoździami.
• Test funkcjonalny: Po przeprowadzeniu testów ICT płytka PCB przechodzi test funkcjonalny, który ma na celu odzwierciedlenie końcowego środowiska elektrycznego i sprawdzenie, czy spełnia zamierzoną funkcję.
• AOI (automatyczna kontrola optyczna): Metoda kontroli wizualnej, w której maszyna skanuje zmontowaną płytkę drukowaną w poszukiwaniu wad komponentów i lutowania.
• Kontrola rentgenowska: Badania nieniszczące mające na celu kontrolę połączeń lutowanych pod układami BGA lub innymi komponentami, których lutowanie nie jest widoczne gołym okiem.
• Skanowanie granic (JTAG): Metoda testowa polegająca na sprawdzeniu połączeń lutowanych i zweryfikowaniu funkcjonalności niektórych komponentów.
• Test wypalania: Płytki są zasilane i poddawane naprężeniom termicznym w celu wczesnego wykrywania usterek.
• Test odporności na stres środowiskowy: Poddawanie płytki PCB działaniu szeregu warunków środowiskowych w celu zapewnienia funkcjonalności w różnych temperaturach, wilgotnościach i innych czynnikach środowiskowych.
• Kolarstwo termiczne: Testowanie reakcji płytki PCB na zmiany temperatury w celu zidentyfikowania potencjalnych uszkodzeń połączeń lutowanych.
• Test odporności na wibracje i wstrząsy: Symuluje naprężenia mechaniczne, jakim płytka PCB może być poddawana w trakcie eksploatacji, w celu zapewnienia niezawodności.
• Złota tablica: Płytka referencyjna, o której wiadomo, że jest wolna od wad, z którą porównuje się wyprodukowane płytki PCB.
• DFT (Projektowanie dla testowalności): Projektowanie PCB w sposób ułatwiający testowanie, gwarantujący dokładniejsze wyniki i skuteczniejsze rozwiązywanie problemów.
• FCT (test funkcjonalny obwodu): Test sprawdzający, czy płytka PCB działa zgodnie z oczekiwaniami, często obejmujący interakcje oprogramowania sprzętowego i programowego.
• Analiza zasięgu: Ocena, w jakim stopniu obwody płytki PCB są testowane za pomocą aktualnie stosowanych metod testowania.
• FA (Analiza awarii): W przypadku niepowodzenia testu przeprowadzana jest analiza FA w celu ustalenia przyczyny niepowodzenia.
• Analiza plonów: Mierzy stosunek wyprodukowanych dobrych płyt do całkowitej liczby wyprodukowanych płyt. Kluczowy wskaźnik oceny efektywności i jakości produkcji.
• Zdolność Procesu (Cpk): Miara statystyczna służąca do oceny, czy proces może wytworzyć wynik mieszczący się w granicach specyfikacji.
• DPPM (liczba defektów na milion): Wskaźnik określający wskaźnik wad w procesie produkcyjnym.
• Testy zgodności z RoHS: Zapewnia, że ​​zespół PCB jest zgodny z dyrektywą w sprawie ograniczenia stosowania substancji niebezpiecznych, która ogranicza stosowanie określonych materiałów niebezpiecznych.
• Testowanie ciągłości i izolacji: Upewnia się, że połączenia elektryczne są kompletne i nie ma żadnych przypadkowych połączeń.

Naprawy i modyfikacje PCB

• Ponowne zakręcenie: Proces aktualizacji i produkcji nowej wersji układu PCB w celu skorygowania problemów zidentyfikowanych w poprzedniej wersji.
• Errata: Udokumentowane znane problemy lub błędy na PCB. Zapewnia obejścia lub poprawki dla użytkowników i producentów.
• Zworki: Rozwiązania tymczasowe polegające na użyciu przewodów łączących dwa punkty na płytce drukowanej, często stosowane w celu ominięcia uszkodzonej ścieżki lub skorygowania błędu projektowego.
• Przeróbka: Proces korygowania defektów na już zmontowanych płytkach PCB. Może to obejmować wymianę komponentów, lutowanie i inne zadania.
• Przeróbka gorącym powietrzem: Wykorzystanie pistoletu na gorące powietrze do wylutowywania i wymiany uszkodzonych elementów SMT bez uszkadzania sąsiednich elementów.
• Stacja naprawcza BGA: Specjalistyczny sprzęt do demontażu i wymiany układów BGA (Ball Grid Array), wymagających precyzyjnego ustawienia i kontroli temperatury.
• Lutowanie ręczne: Ręczna technika lutowania stosowana w celu wymiany podzespołów, dodawania zworek lub naprawy mostków lutowniczych.
• Rozlutowywanie: Proces usuwania lutu ze złącza, często przy użyciu narzędzi, takich jak knot lutowniczy, pompki do odlutowywania lub gorące powietrze.
• Naprawa klocków: Naprawianie oderwanych lub uszkodzonych padów na płytce PCB, często przy użyciu żywicy epoksydowej i folii miedzianej.
• Naprawa śladów: Przywracanie uszkodzonej lub zerwanej ścieżki za pomocą przewodzącego tuszu, taśmy miedzianej lub przewodów połączeniowych.
• Ponowna obróbka powłoki ochronnej: Usuwanie i ponowne nakładanie powłoki ochronnej z sekcji PCB w celu ułatwienia napraw.
• montaż: Modyfikacja płytki PCB polegająca na przecinaniu ścieżek, dodawaniu przewodów połączeniowych lub dokonywaniu innych zmian fizycznych mających na celu skorygowanie błędów projektowych lub zwiększenie funkcjonalności.
• Usuwanie podsypki: Usuwanie żywicy epoksydowej spod elementu (np. BGA) w celu ułatwienia jego wyjęcia i wymiany.
• Reballing: Proces wymiany kulek lutowniczych znajdujących się na spodzie układu BGA lub innej obudowy z siatką kulkową.
• Profilowanie termiczne: Dostosowanie profilu termicznego sprzętu lutowniczego do konkretnych wymagań płytki PCB, co zapewnia właściwy przepływ lutu i przyczepność komponentów podczas przeróbek.
• Skupiona podczerwień (IR): Zastosowanie promienników podczerwieni pozwala na skupienie ciepła na określonym obszarze płytki PCB, co umożliwia usuwanie konkretnych komponentów bez wpływu na całą płytkę.
• Utwardzanie żywicy epoksydowej: Utwardzanie nałożonej żywicy epoksydowej za pomocą ciepła lub światła ultrafioletowego, często stosowane podczas napraw podkładek lub ścieżek.
• Zbieranie komponentów: Wyjmowanie użytecznych komponentów z uszkodzonej płyty w celu ponownego użycia lub przetestowania.
• Czyszczenie PCB: Usuwanie pozostałości topnika, zanieczyszczeń lub zanieczyszczeń po procesach naprawy przy użyciu rozpuszczalników lub myjek ultradźwiękowych.
• Kontrola: Stosowanie powiększenia, AOI lub technik rentgenowskich w celu zapewnienia jakości prac naprawczych i modyfikacyjnych.

Wniosek

Ogólnie rzecz biorąc, terminologia związana z płytkami PCB obejmuje różne aspekty projektowania elektrycznego, produkcji, montażu, testowania, kontroli jakości i niezawodności. W miarę pogłębiania wiedzy z zakresu inżynierii PCB, terminy te staną się dla Ciebie bardziej znajome. Niniejszy słownik może być cennym źródłem wiedzy, które odświeży Twoją pamięć i utrwali zrozumienie kluczowego słownictwa związanego z PCB. Poszerzając swoją wiedzę z zakresu terminologii PCB, będziesz lepiej przygotowany do poruszania się po zawiłościach inżynierii PCB i przyczynisz się do rozwoju innowacyjnych systemów elektronicznych.

Podobne posty

1. Testowanie w obwodzie (ICT): pomaga w produkcji wysokiej jakości płytek PCB
2. Proces powlekania konformalnego w PCBA
3. Twój kompletny przewodnik po montażu PCB