Zitat

Was ist eine Leiterplatte?

Zusammenfassung: Was ist eine Leiterplatte in der Elektronik? Was ist ihre Aufgabe? In welchen elektronischen Geräten werden Leiterplatten verwendet? Ich glaube, dass diese Fragen viele Menschen beunruhigen, die nicht über Leiterplatten Bescheid wissen. FS Technology wird Sie nun informieren und hoffentlich all diese Fragen beantworten, mit Wissen vom Grundkonzept bis zur Entwicklungsgeschichte. Lassen Sie uns zunächst einige grundlegende PCB-Konzepte verstehen, indem wir uns das folgende YouTube-Video ansehen.

Was ist PCB?

PCB ist ein informeller Begriff, denn er steht für Leiterplatte, aber vorher war es bekannt als PWB, ein genauerer Begriff, der für Leiterplatte steht. Da jedoch das Konzept zwischen Schaltkreis und Verdrahtung im Laufe der Zeit verschwommen ist, wird dieser Begriff immer seltener verwendet. Eine Leiterplatte bezieht sich auf Leiterbahnen, Bahnen oder Signalspuren, die durch Kupferbleche auf einem nicht leitenden Substrat geätzt werden, um elektronische Komponenten zu tragen und elektrisch miteinander zu verbinden. Wir können PCB als Träger von Komponenten verstehen. Der Grund dafür, dass elektronische Produkte ordnungsgemäß funktionieren, liegt in den elektronischen Komponenten, die über die Leiterbahnen auf einer Leiterplatte miteinander verbunden sind. Diese Leiterbahnen helfen dabei, die elektrische Verbindung zwischen den Komponenten herzustellen. Wenn Sie bei Google nach der Bedeutung von PCB suchen, werden Sie vielleicht auch auf die Bedeutung von PCBA stoßen. Obwohl es nur einen Buchstaben gibt Unterschied zwischen PCB und PCBADie Bedeutungen dieser beiden Begriffe sind völlig unterschiedlich. Eine PCB steht für die nackte Platine, die oft als 'grüne Platine' angesehen wird, die nicht funktioniert und keine Komponenten enthält. Auf der anderen Seite bedeutet PCBA PCB-Montage und die Komponenten werden mit Hilfe der Oberflächenmontagetechnik (SMT), der Durchstecktechnik (THT) und anderer Montagetechniken auf die Platine montiert.

grüne PCB Platine

Zusammensetzung von PCB Bare Board

Das obige Bild zeigt die komplizierten Details einer Leiterplatte, die aus verschiedenen Elementen wie dem Substrat, der Kupferfolie und dem Pad besteht, über, Lötmaske und Buchstabenerkennung. Zur Verbesserung Ihres Verständnisses von Definitionen für gedruckte Schaltungenlassen Sie uns diese Elemente auf eine technischere Art und Weise näher betrachten:

  • Das Substrat: Die Hauptkomponente einer Leiterplatte, die normalerweise aus einem nichtleitenden Material wie glasfaserverstärktem Epoxid hergestellt wird. Sie dient als Grundlage für die Unterstützung und Sicherung elektronischer Komponenten.
  • Kupferfolie: Dies bezieht sich auf die leitende Schicht auf der Leiterplatte. Die Hersteller erstellen das erforderliche Schaltkreismuster durch Ätzverfahren und bringen es dann mit chemischen oder mechanischen Methoden auf dem Substrat an. Dies erleichtert die Verbindung der Drähte zwischen den elektronischen Komponenten.
  • Pad: Dies sind die Teile auf der Leiterplatte, die die Verbindungen mit den Komponentenstiften herstellen. Sie haben oft eine runde oder quadratische Form und ermöglichen sowohl elektrische als auch mechanische Verbindungen.
  • Über das Loch: Auch als Durchgangslöcher bekannt, sind dies Öffnungen auf dem Substrat, die zur Verbindung von Schaltkreisen auf verschiedenen Ebenen verwendet werden. Sie bieten elektrische Verbindungen für DIP-Komponenten und sind unentbehrlich für die Herstellung und Montage von Mehrschichtschaltungen.
  • Lötmaske: Bei gewöhnlichen Leiterplatten ist die verwendete Lötstoppfarbe in der Regel grün, was zu einem grünlichen Aussehen führt. Die Lötmaske wird auf die Oberfläche der Platine aufgetragen, um die Schaltung vor Verschmutzung, Oxidation und mechanischer Belastung zu schützen.
  • Siebdruck: Auf dem oben erwähnten Bild können Sie deutlich numerische Ziffern und Zeichen erkennen. Diese Markierungen stellen die Siebdruckschicht dar, die dazu dient, die Positionen der Komponenten, die Funktionen der Pins, die Kennzeichnung des Schaltplans und andere relevante Informationen anzugeben.

Wie sich PCB in elektronischen Anwendungen präsentieren

Mit dem obigen Text haben Sie wahrscheinlich bereits ein gewisses Verständnis für das Konzept der Leiterplatte oder zumindest ein Grundverständnis davon, was eine Leiterplatte ist, richtig? Aber selbst wenn Sie bereits alle elektronischen Geräte um Sie herum durchgesehen haben, kann es schwierig sein, eine Leiterplatte zu finden. Wie bereits erwähnt, bezieht sich eine Leiterplatte normalerweise auf die nackte Platine, während die Anwendung von Leiterplatten in elektronischen Produkten als PCBA-Platine bezeichnet wird. Eine PCBA-Platte ist eine vollständig bestückte oder gelötete Platine, nachdem die Komponenten platziert und gelötet wurden. Es gibt ein Sprichwort im Internet, das besagt, dass es ohne Leiterplatten unmöglich wäre, in der heutigen Technologie Fortschritte zu machen. Das liegt daran, dass Leiterplatten in unserem Leben so weit verbreitet sind, dass sie den Grundbaustein der meisten elektronischen Geräte darstellen. Von Ihrem Türöffner (einlagig) über Ihr Smartphone (6 Lagen) bis hin zu Ihrem Computer und Server (60 Lagen) - sie alle laufen auf Leiterplatten.

Medizinische Ausrüstung

Mit der Entwicklung der verarbeitenden Industrie ist der Fortschritt der Medizintechnik für alle offensichtlich. In der Ära der unterentwickelten Technologie nutzten die Ärzte künstliche Pulssignale, um den Zustand der Patienten anhand von Worten und Mimik zu beurteilen. Heute ist es jedoch möglich, winzige medizinische elektronische Geräte einzusetzen, die in den menschlichen Körper injiziert werden, um den Zustand des Patienten zu beobachten. 

Seit dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie ist die Nachfrage nach Teletherapiegeräten, Beatmungsgeräten und Temperaturmessgeräten in der medizinischen Industrie stark angestiegen. Diese Produkte stellen ausnahmslos höhere Anforderungen an die Testgenauigkeit, die Signalübertragungsleistung und die Kompaktheit.

In erster Linie gilt die Einführung von HDI und SMT als ausschlaggebend für eine höhere Dichte und geringere Größe bei medizinische PCBA. Diese fortschrittlichen Technologien ermöglichen die Integration von mehr Komponenten auf begrenztem Raum und gewährleisten die effiziente Funktionalität medizinischer Geräte.

Angesichts der direkten Auswirkungen dieser Produkte auf die menschliche Gesundheit ist es für Leiterplattenhersteller außerdem unerlässlich, über Branchenzertifizierungen zu verfügen und strenge Testprotokolle einzuhalten. Die Einhaltung höchster Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards ist entscheidend, um die Sicherheit und Wirksamkeit medizinischer Geräte zu gewährleisten.

Und schließlich erfordert die zunehmende Verbreitung von implantierbarer Elektronik und tragbaren medizinischen Geräten Leiterplatten mit erhöhter Flexibilität. Diese Anforderung hat zum Aufkommen von starr-flexible Leiterplattedie die Vorteile von starren und flexiblen Leiterplatten vereint. Eine solche Leiterplatte ermöglicht die nahtlose Integration in verschiedene medizinische Anwendungen und trägt der dynamischen Natur der implantierbaren und tragbaren Elektronik Rechnung.

Luft- und Raumfahrtausrüstung

PCBA für die Luftfahrtausrüstung

Sie haben richtig gelesen, kleine Leiterplatten, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden, haben eine Schlüsselposition. Vielleicht wundern Sie sich über diese Tatsache, aber wenn Sie wirklich verstehen wie eine PCB-Platte funktioniertwerden Sie diese Tatsache verstehen und akzeptieren. Flugzeuge, Satelliten, Drohnen und andere Avionikprodukte wären nicht möglich, wenn sie noch mit veralteten Komponenten und Technologien verbunden wären. Die in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendeten Leiterplatten unterscheiden sich qualitativ von denen, die in unserem täglichen Leben verwendet werden, da es sich um kleinere und komplexere Produkte handelt. Diese Art von Leiterplatten ist oft recht schwierig herzustellen und kann nur von einem Profi produziert werden. PCBA-Unternehmen.

In erster Linie werden strenge Anforderungen an die Anzahl der Leiterplattenlagen gestellt. Während die Unterhaltungselektronik in der Regel Leiterplatten mit bis zu 10 Lagen benötigt, verlangt die Luft- und Raumfahrtindustrie wesentlich komplexere und zuverlässigere Geräte. Daher müssen die Hersteller mehrere Stapelprozesse durchführen, um diesen speziellen Anwendungen gerecht zu werden. Es ist wichtig zu wissen, dass jede zusätzliche Lage (alle mehrlagigen Leiterplatten haben eine gerade Anzahl von Lagen) die Komplexität der Herstellung und die Wahrscheinlichkeit von Fehlern deutlich erhöht.

 

Wie bereits erwähnt, besteht die Hauptfunktion einer Leiterplatte darin, als Plattform für elektronische Komponenten zu dienen. Um die funktionalen Anforderungen von Leiterplatten in der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen, ist es notwendig, eine größere Anzahl von Komponenten auf einer kleineren Platine zu integrieren. Dies stellt eine große Herausforderung dar, da die Integration von mehr Komponenten von Natur aus schwierig ist und die entsprechenden integrierten Schaltkreise (ICs) oft teuer sind.

Militärische Industrie

PCBA für militärisches Radar

Der früheste Anwendungsbereich von Leiterplatten ist die Militärindustrie, und die Vereinigten Staaten verwendeten sie zuerst in militärischen Tonbandgeräten. Mit der Weiterentwicklung der Militärtechnologie, um den sich ändernden Kundenanforderungen gerecht zu werden, werden immer mehr Geräte mit fortschrittlicher Computertechnologie ausgestattet. Im Gegensatz dazu hat sich die gewöhnliche SMT-Technologie als schwierig erwiesen, die Anforderungen von militärischen Leiterplatten zu erfüllen. Sie erfordern die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von flexiblen und starr-flexiblen Gehäusen, so dass diese Arten von elektronischen Gehäusen Tausende von Pfund an Schwerkraft aushalten können, ohne zu versagen.

Warum PCB von der Elektronikindustrie bevorzugt wird

Leiterplatten gibt es schon seit fast 100 Jahren. Nicht nur, dass die Leiterplatten über die langen Jahre hinweg keine Anzeichen dafür zeigten, dass sie ersetzt werden müssen, sie wurden auch immer häufiger eingesetzt. In der Elektronikindustrie hat die Leiterplatte als Träger für elektronische Komponenten einzigartige Vorteile:

  • Hohe Dichte: Die Entwicklung der Leiterplatte hat sich stets im Einklang mit dem gesellschaftlichen Trend vollzogen. Mit der Abhängigkeit der Menschen von elektronischen Miniaturgeräten weisen die Leiterplatten einen Trend zu hoher Dichte auf. Mit dem Fortschritt der IC-Integration und der Entwicklung der Montagetechnologie hat die Dichte der elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte ihren Höhepunkt erreicht.
  • Hohe Zuverlässigkeit: Der Produktions- und Montageprozess ist sehr kompliziert. Während des gesamten PCB-Herstellungsprozessmuss der Hersteller viele Tests durchführen. Nehmen Sie ein schlüsselfertiges PCBA-Unternehmen wie FS Technology als Beispiel. Zusätzlich zu den grundlegendsten manuelle Prüfung und AOI-Inspektionmüssen wir auch eine Reihe von Alterungstests, Funktionstests usw. durchführen. Die Lebensdauer von Leiterplatten aus der FS Technology Fabrik kann bis zu 20 Jahre betragen.
  • Planbarkeit: Der Anwendungsbereich elektronischer Produkte ist sehr breit gefächert. Neben den üblichen Mobiltelefonen und Uhren, die im täglichen Leben verwendet werden, gibt es viele elektronische Produkte, die hohen Temperaturen, hohem Druck und feuchten Umgebungen ausgesetzt sind. Für die verschiedenen Anwendungsbereiche ist die Designfähigkeit von Leiterplatten die Voraussetzung dafür, dass elektronische Produkte die unterschiedlichen Anforderungen der verschiedenen Szenarien erfüllen können.
  • Produktivität: Die Leiterplattenfabrik verwendet ein modernes Managementmodell, das durch strenges Qualitätsmanagement und professionelle technische Mittel einen standardisierten Produktionsprozess ermöglicht, Montage in großen Stückzahlenund vollautomatische, mechanisierte Produktion. Dies gewährleistet die gleichbleibende Qualität der Produkte.
  • Assimilierbarkeit: Die schlüsselfertige Fabrik ist mit SMT- und THT-Technologien ausgestattet, die eine standardisierte Montage verschiedener Komponenten auf nackten Platinen sowie eine automatisierte und groß angelegte Chargenmontage durchführen können. Was die Montagewerkstatt von FS Technology betrifft, so können wir neben 7 vollautomatischen SMT-Produktionslinien auch manuelle Steck- und Mischbestückungen durchführen. Selbst für großvolumige DIP-Bestückungsaufträge können wir eine automatisierte Through Hole PCB-Bestückung realisieren.
  • Wartungsfreundlichkeit: PCBA-Fertigprodukte haben ein standardisiertes Design und werden in großen Stückzahlen produziert. Selbst wenn das System ausfällt, kann das schlüsselfertige Unternehmen Ihre Produkte schnell, einfach und flexibel austauschen und das System schnell wieder in einen funktionsfähigen Zustand versetzen.

Welche Arten von Leiterplatten gibt es?

Leiterplatten können auf unterschiedliche Weise klassifiziert werden: Anzahl der Schichten, Abmessungen, Materialien, Funktionen usw. In diesem Artikel erklärt FS Technology vor allem die Bedeutung von Leiterplatten in elektronischen Produkten. Daher werden wir sie im Folgenden nach der Anzahl der Lagen klassifizieren, so dass Sie sie leicht verstehen können. Arten von Leiterplatten.

Einzelne Schicht

Dies ist die grundlegendste und einfachste Art der Leiterplatte. Nachdem die nackte Platine von einem schlüsselfertigen PCBA-Unternehmen bestückt wurde, sind die elektronischen Komponenten auf einer Seite der Platine und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert. Da einseitige Leiterplatten vielen strengen Beschränkungen für das Schaltungsdesign unterliegen, ist diese Art von Leiterplatte eher in der frühen Phase der Leiterplattenentwicklung zu finden.

Was ist eine einlagige Leiterplatte?

Doppellagig

Dies ist eine Art von Leiterplatte mit Verdrahtung auf beiden Seiten. Da auf beiden Seiten der Leiterplatte Drähte benötigt werden, müssen wir für sie Brücken bauen - Vias. Vias sind kleine Löcher in der Leiterplatte, die mit Metall bedeckt sind und die Drähte auf beiden Seiten der Leiterplatte miteinander verbinden. Doppelseitige Leiterplatten lösen das Problem der Verflechtung der Drähte, wenn die Hersteller einseitige Leiterplatten herstellen, und sie werden für komplexere Schaltungen verwendet als einseitige Leiterplatten.

Was ist eine doppellagige Leiterplatte?

Mehrschichtig

Die Herstellung dieser Art von Leiterplatten ist schwieriger und der Schwierigkeitsgrad und der Preis können mit zunehmender Anzahl von Lagen steigen. Mehrschichtige Leiterplatte macht aus mehreren ein- oder doppelseitigen Leiterplatten die Innenlagen einer mehrlagigen Leiterplatte durch Laminierungstechnologie. Im Vergleich zu den ersten beiden Leiterplattentypen können mehrlagige Leiterplatten mehr Verdrahtungsfläche realisieren und werden daher in einer Vielzahl von elektronischen Produkten eingesetzt. Die Anzahl der Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte kann aufgrund der Laminierungsmethode nur als gerade Zahl angezeigt werden. Das ist ein Fehler, den viele Menschen, die sich mit Leiterplatten nicht auskennen, bei der Planung machen.

Was ist eine mehrlagige Leiterplatte?

PCB Entwicklungsgeschichte

Die Entwicklung der Leiterplatte kann als sehr schnell bezeichnet werden. Damals wussten die Menschen noch nicht, was eine Leiterplatte ist, und es hat ein Jahrhundert gedauert, bis die Leiterplatte zum Herzstück der Elektronikindustrie wurde. Vor dem Aufkommen der Leiterplatten wurden die elektrischen Verbindungen zwischen den Komponenten der Leiterplatte durch sperrige Drahtverbindungen hergestellt. Diese alte Verbindungsmethode verschwendet nicht nur Material, sondern verkompliziert auch die Verbindungen zwischen den Leitungen. Die Geschichte der Leiterplatten ist wie folgt.

  • 1925s: Der amerikanische Erfinder Charles Ducas ließ sich den ersten Schaltkreisentwurf patentieren, als er ein leitfähiges Material auf eine flache Platte schablonierte.
  • 1936s: Paul Eisler stellt die erste Leiterplatte für ein Militärradio her.
  • 1943s: Eisler ätzte Schaltkreise in Kupferfolie auf einem glasverstärkten, nicht leitenden Substrat.
  • 1944s: Das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten arbeiteten zum ersten Mal bei militärischen Waffen zusammen.
  • 1948s: Um die Leiterplatte populär zu machen und sie im täglichen Leben anzuwenden, haben die Vereinigten Staaten die Leiterplattentechnologie als erstes offengelegt.
  • 1950s: Transistoren werden auf dem Elektronikmarkt eingeführt, um die Größe von Elektronikprodukten zu verringern. Dieser Schritt erleichtert die Integration der Leiterplatte und verbessert die Sicherheit elektronischer Produkte.
  • 1950er-1960er Jahre: Es werden doppelseitige Leiterplatten eingeführt, mit elektronischen Komponenten auf der einen Seite und Logodruck auf der anderen Seite. Zinkbleche werden in das Leiterplattendesign integriert und verfügen über korrosionsbeständige Materialien und Beschichtungen, um eine Zersetzung zu verhindern.
  • 1960s: Die HDI-Leiterplatte wird realisiert und ICs werden in das elektronische Design eingeführt. Dieser Schritt ermöglicht es, dass die nackte Leiterplatte Tausende von elektronischen Bauteilen aufnehmen kann, was die Leistung, Geschwindigkeit und Sicherheit von elektronischen Geräten erheblich verbessert. Die Hersteller programmieren die benötigten Funktionen in kleinere Chips durch IC-ProgrammierungDadurch wird die Anzahl der verwendeten Leiterplattenkomponenten reduziert, wodurch die Größe der PCBA-Platte verringert wird. Die Menschen stehen vor einer neuen Schwierigkeit: Wie kann man das Schweißen stärker machen?
  • 1970s: PCB wird in PWB umbenannt. Da das Akronym für die gedruckten Schaltungen dasselbe ist wie das Akronym für die umweltschädliche Chemikalie PCB, führt diese Verwechslung zu Verwirrung in der Öffentlichkeit und zu gesundheitlichen Bedenken der Bevölkerung.
  • 1970er bis 1980er Jahre: Neu entwickelte Lötmasken aus dünnen Polymermaterialien werden zur Standardherstellungsmethode für Leiterplatten. In der Folge wurde eine fotobildfähige Polymerbeschichtung entwickelt, die direkt auf die Schaltkreise aufgetragen, getrocknet und anschließend durch Belichtung modifiziert werden kann, um die Schaltkreisdichte weiter zu erhöhen.
  • 1980s: Eine neue Bestückungstechnologie namens Surface Mount Technology wird entwickelt. Dieses Löten direkt auf kleine Pads auf der Leiterplatte, ohne die Notwendigkeit von Löchern, wird schnell zum Standard in der PCBA-Herstellung. SMD-Komponenten erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, werden zum Industriestandard und streben danach, durchkontaktierte Komponenten zu ersetzen, was wiederum die Funktionsfähigkeit, Leistung und Zuverlässigkeit erhöht und die Herstellungskosten der Elektronik senkt.
  • 1990s: Das computergestützte Design automatisiert viele Schritte des Leiterplattendesigns und ermöglicht immer komplexere Designs unter Verwendung kleinerer und leichterer Komponenten.
  • 2000s: Leiterplatten wurden kleiner und leichter, mit höheren Lagen und mehr Komplexität. Mehrschichtige und flexible Schaltungsdesigns ermöglichen mehr Betriebsfunktionen in elektronischen Geräten, und die Leiterplatten werden kleiner und preiswerter.

Qualitäts-PCB-Herstellung und PCB-Montage-Service

Wenn Sie sich für unsere Dienstleistungen im Bereich der Leiterplattenherstellung und -bestückung entscheiden, haben Sie einen zuverlässigen, qualitätsorientierten Anbieter an Ihrer Seite, der sich verpflichtet hat, außergewöhnliche Ergebnisse zu liefern. Mit unserem Fachwissen in der Leiterplattenherstellung, unseren nahtlosen Bestückungsmöglichkeiten, unseren fortschrittlichen Qualitätskontrollmaßnahmen, unseren Anpassungsoptionen und unserem fachkundigen technischen Support sind wir bestens gerüstet, um Ihre elektronischen Entwürfe in die Realität umzusetzen. Wenden Sie sich noch heute an uns, um sich von der Zuverlässigkeit und Exzellenz unserer umfassenden PCB-Fertigungs- und Bestückungsdienstleistungen zu überzeugen. Lassen Sie uns Ihr zuverlässiger Partner auf dem Weg zu einer zuverlässigen und leistungsstarken Elektronik sein.

Basic PCB Blog

Erhalten Sie jetzt ein kostenloses Angebot!

Fähigkeiten

de_DE_formal German
de_DE_formal German en_US English ja Japanese fr_FR French it_IT Italian pt_PT Portuguese ru_RU Russian
Kontakt
  • Adresse: 3rd Floor, FS Science Park, 181 Xianwei Road, GuShu 1st Road, Xixiang Street, Bao 'an District, Shenzhen
Linkedin Facebook Twitter
Zertifizierungen
ISO-Zertifizierung von FS Technology
UL-Zertifizierung durch FS Technology erhalten
Lieferung