To właśnie dzięki nim bowiem możemy korzystać z licznych urządzeń elektronicznych, zarówno tych powszechnie używanych w każdym gospodarstwie domowym, jak i tych z przeznaczeniem do zastosowania przemysłowego. Czym więc właściwie jest płytka PCB?
Nazwa „PCB” pochodzi od angielskiego określenia Printed Circuit Board, i inaczej mówiąc, jest to obwód drukowany. Płytka taka składa się z materiału izolacyjnego, czyli dielektryka, pokrytego miedzianą folią przewodzącą. Rola płytek PCB jest niezwykle istotna, gdyż służą one do montażu elementów elektronicznych. Część przewodzącą elektrycznie stanowią tu ścieżki miedziane i pola lutownicze zwane padami, tworząc razem z elementami układ elektroniczny. Wiemy już z czym mamy do czynienia, nie wszystkie płytki jednak są jednakowe. Jakie czynniki powinniśmy mieć na uwadze, wybierając odpowiednią płytkę PCB?
Płytka PCB – charakterystyka
Jedną z pierwszych decyzji jakie będziemy musieli podjąć na etapie projektowania jest to, czy nasza płytka PCB powinna być jednowarstwowa czy wielowarstwowa. Płytki jednowarstwowe są stosowane w prostych projektach. Płytki wielowarstwowe natomiast umożliwiają zastosowanie dużej liczby zintegrowanych i zminiaturyzowanych układów scalonych powiązanych skomplikowanymi sieciami połączeniowymi. Rozwiązanie takie nadaje się idealnie do urządzeń wymagających większej złożoności, przy zachowaniu niewielkich rozmiarów.
Istotny będzie również dobór właściwego laminatu, z którego płytka PCB będzie wykonana. Tutaj szczególnie ważne są takie parametry jak m.in. grubość samego laminatu bazowego oraz grubość końcowa obwodu. Współczynnik zeszklenia laminatu Tg z kolei poinformuje nas o wysokości temperatury, przy której właściwości mechaniczne laminatu pogarszają się. Niedopatrzenie tego aspektu może prowadzić do delaminacji lub deformacji materiał, które może zmarnować całą naszą pracę. Współczynnik Tg poinformuje nas dodatkowo o liczbie cykli lutowania, co pozwoli nam podjąć decyzję o doborze najlepszej metody pracy.
Ponadto, znaczenie będą mieć takie parametry jak przewodność cieplna TC (oznaczająca sprawność oddawania ciepła na zewnątrz np. dla obwodów dużej mocy), CTI (mówiący o odporności laminatu na przebicia łukiem elektrycznym) oraz CTE (czyli współczynnik rozszerzalności termicznej laminatu w płaszczyźnie XY, a także w kierunku osi Z). Warto też w tym miejscu przypomnieć o stałej dielektrycznej Dk, która określa proporcję przenikalności wybranego ośrodka w stosunku do przenikalności elektrycznej próżni oraz parametrze Df określającym straty sygnału zamieniane w ciepło w wyniku absorpcji materiału.
Opisane powyżej właściwości i ich odmienne kombinacje pozwalają wyróżnić następujące typy laminatów stosowanych w płytkach PCB: FR4, FR4 z wysokim współczynnikiem Tg oraz FR4 bezhalogenowe (które są najpopularniejszym laminatem wykorzystywanym do produkcji obwodów PCB), PTFE, ceramiczne, Aluminiowe MCPCB (Metal Core PCB) oraz poliimidowe (Pi).
Realizacja zamówień płytek PCB u producenta
Gdy już uwzględnimy wszystkie nasze potrzeby i oczekiwania, możemy poprawnie zrealizować projekt płytki PCB, z którym następnie udamy się do producenta. Niemniej warto mieć na uwadze w tym miejscu, że większość producentów zazwyczaj posiada ograniczony wybór materiałów, co jest związane z uniknięcie strat z magazynowania mniej popularnych opcji. Dobra firma jednak z pewnością udzieli nam profesjonalnej porady, jak możemy osiągnąć przyjęte założenia bez dodatkowych kosztów poniesionych na sprowadzenie bardziej nietypowych elementów. Pamiętajmy, że często jest to nie tylko dodatkowy wydatek, ale i dłuższe oczekiwanie. Zawsze możemy też skorzystać z opcji prototypowej płytki PCB, która pozwoli nam bezpośrednio ocenić czy osiągane rezultaty są zadowalające.