Ваше полное руководство по терминологии печатных плат и печатных плат

Вы когда-нибудь теряли слух при обсуждении печатных плат таких терминов, как «FR4», «файлы Gerber» или «AQL»? Представьте себе: вы находитесь на встрече с поставщиками, и они обсуждают «HDI», «AOI» и «соответствие RoHS». Вы киваете, но на самом деле не понимаете. Ты не один. Мир печатных плат полон терминов, которые могут сбить с толку.

Это руководство призвано изменить это. Мы постарались составить наиболее полный список терминологии печатных плат, который вы найдете. Независимо от того, являетесь ли вы инженером, менеджером по закупкам или просто любопытным, это руководство — ваш ключ к лучшему пониманию печатных плат.

Условия изготовления и сборки

Материалы

FR4 (огнестойкий 4)

Это наиболее часто используемый материал для подложки печатных плат. Он известен своей долговечностью и огнестойкими свойствами.

Медь

Это проводящий материал, используемый для дорожек, площадок и плоскостей на печатной плате. Он бывает различной толщины, часто измеряемой в унциях на квадратный фут.

Паяльная маска

Это слой, который покрывает медные дорожки, обеспечивая изоляцию и защиту. Обычно он зеленый, но может быть и другого цвета.

Шелкография

Это слой, на котором печатаются метки и символы, обозначающие расположение компонентов и другую информацию.

Препрег

Это волокнистый материал, пропитанный смолой, используемый для скрепления слоев в многослойных печатных платах.

Фенольная смола

Это менее дорогая альтернатива FR4, часто используемая в бытовой электронике. Однако он менее прочный и не огнестойкий.

Полиимид

Этот материал используется для гибких печатных плат. Он известен своей способностью выдерживать высокие температуры.

Высокочастотные материалы

Это специализированные материалы, используемые в высокочастотных приложениях, такие как Роджерс или тефлон.

Бессвинцовый припой

Он используется в печатных платах, соответствующих RoHS, для крепления компонентов без использования свинца, который вреден для окружающей среды.

Термопаста

Это используется для улучшения теплового контакта между тепловыделяющими компонентами и радиаторами.

Алюминий

Алюминиевые платы, используемые в первую очередь из-за своих возможностей рассеивания тепла, обычно используются в светодиодах и источниках питания.

Эпоксидная смола, армированная стекловолокном

Это композиционный материал, изготовленный из стеклоткани и эпоксидной смолы. Он широко используется в печатных платах из-за его превосходной прочности, низкого поглощения влаги и превосходных электрических свойств.

Керамика

Керамические плиты, известные своей устойчивостью к высоким температурам и отличной электроизоляцией, часто используются в средах с чрезвычайно высокими температурами.

ПТФЭ (политетрафторэтилен)

ПТФЭ, широко известный под торговой маркой «Тефлон», используется в высокочастотных приложениях из-за своей низкой диэлектрической проницаемости.

Арамид

Этот материал известен своей прочностью и используется там, где механическая стабильность имеет решающее значение.

Золото

Золото, используемое в некоторых специализированных приложениях из-за своей превосходной проводимости, часто встречается в платах высокой надежности.

Углеродные чернила

Используется для создания проводящей поверхности для клавиатур, сенсорных экранов и других устройств ввода.

Эпоксидная смола

Часто используется в сочетании с другими материалами, такими как FR4, для обеспечения структурной целостности платы.

Нержавеющая сталь

Иногда используется в качестве элемента жесткости в гибких печатных платах для обеспечения механической поддержки.

Производственные процессы

Офорт

Это процесс удаления ненужной меди с платы для формирования дорожек и площадок. Для этой цели часто используют химические растворы.

Бурение

В плате просверлены отверстия для установки сквозных компонентов. Обычно отверстия покрываются медью.

Покрытие

Это предполагает добавление слоя меди в просверленные отверстия, чтобы создать проводящий канал между слоями платы.

Ламинирование

Несколько слоев материала сплавляются вместе под воздействием тепла и давления, образуя многослойную плиту.

ЖИВОЙ

Специализированная технология, используемая для создания многослойных печатных плат (BUM), позволяющая создавать внутренние переходы между любыми слоями.

Обратное бурение

Метод, используемый для удаления лишней меди из сквозных металлизированных отверстий для улучшения целостности сигнала.

Схема схемы

Расположение медных дорожек, образующих электрические пути на печатной плате.

Расстояние между проводниками

Минимально допустимое расстояние между соседними медными проводниками для предотвращения электрических помех.

Медный вес

Мера толщины медных слоев на печатной плате, обычно выражаемая в унциях на квадратный фут.

Слепой переход

Переходное отверстие, соединяющее внешний слой с одним или несколькими внутренними слоями, но не проходящее через всю плату.

Похоронен через

Переходное отверстие, соединяющее два или более внутренних слоев и не видимое из внешних слоев.

Дифференциальная пара

Две близко расположенные дорожки, передающие взаимодополняющие сигналы, уменьшающие электромагнитные помехи.

Кольцевое кольцо

Медная область, остающаяся вокруг просверленного отверстия, имеет решающее значение для обеспечения прочных паяных соединений.

Соотношение сторон

Отношение толщины печатной платы к диаметру ее наименьшего отверстия является важным фактором при производстве печатных плат.

Антиприпойный шарик

Метод, обычно используемый в линиях поверхностного монтажа (SMT) для предотвращения образования шариков припоя во время оплавления.

Фотолитография

Это процесс, используемый для переноса геометрических фигур с маски на поверхность подложки. Это важнейшая часть процесса травления при производстве печатных плат, позволяющая создать точный рисунок медного слоя.

Применение паяльной маски

На медь наносится слой паяльной маски для ее изоляции и защиты, а также для предотвращения образования мостиков припоя.

Шелкография

На плате напечатаны символы, буквы и цифры для обозначения расположения компонентов и другой информации.

Чистота поверхности

Поверхностная обработка, такая как HASL или ENIG, применяется для защиты меди и улучшения ее паяемости.

Электрические испытания

Плата проверяется на электрическую непрерывность, чтобы гарантировать отсутствие обрывов или коротких замыканий.

Оценка и профилирование

Доска обрезается до окончательной формы, и добавляются все необходимые надрезы, чтобы облегчить позднее отделение отдельных досок от панели.

Контроль качества

Доска проходит различные проверки, в том числе визуальные и автоматизированные, на предмет соответствия стандартам качества.

Методы сборки

Сборка

Последовательный процесс, включающий размещение электронных компонентов и аксессуаров на печатной плате.

Размещение компонентов

Перед пайкой на плату размещаются компоненты согласно проекту. Это можно сделать вручную или с помощью автоматизированных машин.

Технология поверхностного монтажа (SMT)

Это наиболее распространенный метод крепления компонентов к печатной плате. Он предполагает размещение компонентов непосредственно на поверхности платы.

Технология сквозного отверстия (THT)

В этом методе компоненты с проводными выводами вставляются в отверстия, просверленные в печатной плате. Это более старый метод, но он до сих пор используется для компонентов, которым необходимо выдерживать механические нагрузки.

Шаровая сетка (BGA)

Технология упаковки для поверхностного монтажа, при которой контакты расположены в виде сетки на нижней стороне упаковки.

Кровать из гвоздей

Метод тестирования, в котором используется специальное приспособление с подпружиненными штырями для установления электрического контакта с контрольными точками на печатной плате.

Контролируемый импеданс

Практика проектирования печатной платы, гарантирующая, что трассы сигнала поддерживают постоянный импеданс, улучшая целостность сигнала.

Маргаритка

Схема подключения, при которой несколько устройств подключаются последовательно, одно за другим.

Смешанная сборка

Это предполагает использование методов SMT и THT на одной плате, часто для специализированных приложений.

Пайка оплавлением

Это процесс, при котором паяльная паста плавится, чтобы надежно прикрепить компоненты к плате. Он обычно используется при сборке SMT.

Селективная пайка

Это процесс пайки, при котором паяются только определенные компоненты, избегая участков, чувствительных к нагреву. Это особенно полезно для плат, которые имеют компоненты как для сквозного, так и для поверхностного монтажа.

Волновая пайка

Это еще один метод пайки, в основном используемый для компонентов THT. Плата проходит через волну расплавленного припоя для крепления компонентов.

Ручная пайка

Это ручной процесс пайки компонентов на плату, часто используемый для прототипов или мелкосерийного производства.

Автоматизированная сборка

Роботы-манипуляторы и другое автоматизированное оборудование используются для установки и пайки компонентов, что идеально подходит для крупномасштабного производства.

Функциональное тестирование

Помимо обеспечения непрерывности электрической цепи, плату также можно проверить, чтобы убедиться, что она правильно выполняет предназначенную функцию.

Защитное покрытие

На плату наносится защитное химическое покрытие, защищающее ее от таких факторов окружающей среды, как влага и пыль.

Контроль качества

Автоматизированный оптический контроль (АОИ)

Автоматизированный оптический контроль — метод контроля качества, используемый для выявления потенциальных проблем при пайке многослойных печатных плат.

Рентгеновский контроль

Этот расширенный метод проверки использует рентгеновские лучи для просмотра внутренних особенностей печатной платы. Это особенно полезно для проверки качества паяных соединений, которые не видны невооруженным глазом, например, в матрицах с шариковой решеткой (BGA).

Внутрисхемное тестирование (ICT)

Это включает в себя тестирование электрических характеристик печатной платы, чтобы убедиться, что все компоненты работают должным образом.

Функциональный тест

Это тип теста контроля качества, при котором печатная плата тестируется в условиях, имитирующих ее предполагаемую работу.

Экологическое стресс-тестирование

Это предполагает воздействие на печатную плату различных условий окружающей среды, таких как температура и влажность, для обеспечения ее надежности.

Приемлемый уровень качества (AQL)

Приемлемый уровень качества — стандарт, используемый для оценки качества производственной практики производителями сборок.

Первая инспекция изделия (FAI)

Это первоначальная выборочная проверка, призванная убедиться в том, что все процессы, документация и инструменты позволяют производить детали, соответствующие спецификациям.

Статистический контроль процессов (СПК)

Это предполагает использование статистических методов для мониторинга и контроля качества производственного процесса.

Анализ видов и последствий отказов (FMEA)

Это систематический подход к выявлению потенциальных видов сбоев и определению их влияния на систему.

Обеспечение качества (QA)

Это процесс проверки того, соответствует ли продукт требуемым спецификациям и ожиданиям клиентов.

Таблицы контроля качества

Это графики, используемые для изучения того, как процесс меняется с течением времени, что помогает понять и повысить эффективность процесса.

Множество

Панель, содержащая несколько одинаковых печатных плат, часто используется для повышения эффективности производства.

Методика "шести сигм

Это набор техник и инструментов для улучшения процессов. Он направлен на улучшение качества результатов процессов путем выявления и устранения причин дефектов и минимизации изменчивости в производственных и бизнес-процессах.

Отделка поверхности

Выравнивание припоем горячим воздухом (HASL)

Это наиболее распространенный и наименее дорогой вид отделки, при котором для покрытия платы используется расплавленный припой.

Бессвинцовый HASL

Похож на HASL, но использует припой, не содержащий свинца, что делает его совместимым с RoHS.

Химическое никель-иммерсионное золото (ENIG)

Такое покрытие обеспечивает плоскую поверхность и превосходную паяемость, что делает его идеальным для поверхностного монтажа.

Иммерсионное серебро

Это простая и экономичная отделка, которая обеспечивает хорошую паяемость, но чувствительна к обращению и окружающей среде.

Погружная банка

Эта поверхность плоская и отлично подходит для компонентов с мелким шагом, но не идеальна для многократного процесса оплавления/сборки.

Органические консерванты для пайки (OSP)

Это органическое покрытие, которое обеспечивает очень плоскую поверхность, но имеет ограниченный срок хранения.

Твердое золото

Эта отделка используется для краевых соединителей из-за ее долговечности, но она более дорогая.

Мягкое золото

Он используется для склеивания проводов и обеспечивает превосходную плоскостность поверхности, но при этом стоит дороже.

Гальванический никель/золото

Это очень прочная отделка, используемая в приложениях с высокой надежностью, но это самый дорогой вариант.

Выборочная отделка

Это нестандартная отделка, которая используется в специализированных целях и часто представляет собой комбинацию вышеперечисленных отделок.

Иммерсионное золото поверх никеля

Это двухслойное металлическое покрытие со слоем никеля под золотом. Он обеспечивает превосходную плоскостность поверхности, что делает его идеальным для компонентов с мелким шагом и BGA.

Упаковка и доставка

Антистатические сумки

Они используются для предотвращения повреждения печатных плат статическим электричеством. Обычно это первый слой упаковки.

Пузырчатая пленка

Это обеспечивает дополнительную защиту от механических повреждений во время транспортировки.

Картонные коробки

Это внешний слой упаковки, который используется из-за своей долговечности и простоты обращения.

Вакуумная герметизация

Некоторые чувствительные компоненты могут потребовать вакуумной герметизации для предотвращения проникновения влаги.

Паллетирование

При больших заказах печатные платы можно укладывать на поддоны для облегчения транспортировки и транспортировки.

Транспортные этикетки

Они содержат важную информацию, такую как пункт назначения, вес и предупреждения об опасных материалах.

Таможенная документация

Для международных перевозок необходима надлежащая таможенная документация, обеспечивающая соответствие груза международному законодательству.

Методы доставки

В зависимости от срочности, объема и пункта назначения могут использоваться различные методы, такие как воздух, море и земля.

Отслеживание

Большинство служб доставки предлагают варианты отслеживания для отслеживания статуса груза.

Страхование

Для дорогостоящих отправлений можно застраховать возможные убытки во время транспортировки.

Проверка качества перед отправкой

Перед упаковкой печатных плат часто проводится окончательная проверка качества, чтобы убедиться, что они соответствуют всем спецификациям.

Доставка с контролируемой температурой

Этот метод доставки поддерживает определенный диапазон температур на протяжении всего процесса доставки. Это важно для компонентов, чувствительных к колебаниям температуры, и гарантирует их доставку в оптимальном состоянии.

Нормативно-правовое регулирование и соблюдение требований

RoHS (ограничение использования опасных веществ)

Этот европейский стандарт ограничивает использование некоторых опасных материалов в электронных продуктах.

WEEE (отходы электрического и электронного оборудования)

Это еще одна европейская директива, касающаяся утилизации и переработки электронных отходов.

Сертификация UL (Андеррайтерские лаборатории)

Это сертификат безопасности, предоставленный Underwriters Laboratories, гарантирующий, что печатная плата соответствует определенным стандартам безопасности.

Маркировка CE

Это сертификационный знак, который указывает на соответствие стандартам здоровья, безопасности и защиты окружающей среды для продукции, продаваемой на территории Европейской экономической зоны.

FCC (Федеральная комиссия по связи)

Этот стандарт США касается электромагнитных помех от электронных устройств.

ИСО 9001

Это стандарт управления качеством, который обеспечивает стабильное качество продукции и услуг.

Стандарты МПК

Это широко принятые стандарты в электронной промышленности, охватывающие дизайн, материалы и процессы.

REACH (Регистрация, оценка, авторизация и ограничение использования химических веществ)

Это постановление Европейского Союза направлено на улучшение защиты здоровья человека и окружающей среды от рисков, которые могут представлять собой химические вещества.

Конфликтные минералы

Речь идет о правилах добычи полезных ископаемых из зон конфликтов, прежде всего в Африке.

Местные и национальные правила

В зависимости от страны могут существовать дополнительные местные или национальные правила, которые необходимо соблюдать.

Соответствие ИТАР

Правила международной торговли оружием (ITAR) представляют собой набор постановлений правительства США, которые контролируют экспорт и импорт товаров и услуг оборонного назначения. Соблюдение требований имеет решающее значение при работе с военной или оборонной электроникой.

Условия использования программного обеспечения для проектирования

Вас смущают аббревиатуры и жаргонизмы в программах для проектирования печатных плат? Целью этого раздела является разъяснение терминов, обычно используемых в программных инструментах для проектирования печатных плат, что сделает процесс проектирования более плавным и эффективным.

Компьютерное проектирование (САПР)

Это использование компьютерного программного обеспечения для помощи в создании, изменении или оптимизации конструкции.

Автоматизация электронного проектирования (EDA)

Это относится к программным инструментам, которые используются для проектирования электронных систем, таких как печатные платы.

Схематическое изображение

Это символическое представление схемы, показывающее, как компоненты соединяются друг с другом.

Макет

Это физическое расположение компонентов на печатной плате, обычно представленное в программном обеспечении для проектирования.

Гербер-файлы

Это стандартные файлы данных, используемые для изготовления печатной платы.

Спецификация материалов (BOM)

Это список всех материалов, компонентов и инструкций, необходимых для сборки печатной платы.

Проверка правил проектирования (DRC)

Это программная функция, которая проверяет, не нарушает ли конструкция какие-либо правила, установленные производителем или отраслевыми стандартами.

След

Это относится к физическим размерам и расположению выводов компонента, представленным в программном обеспечении для проектирования печатных плат.

Нетлист

Это список всех электрических соединений между компонентами цепи.

Маршрутизация

Это процесс соединения различных компонентов на печатной плате посредством дорожек.

Стек слоев

Это относится к расположению слоев в многослойной печатной плате, включая сигнальный, силовой и заземляющий слои, как определено в программном обеспечении для проектирования.

Моделирование

Это функция некоторых программ для проектирования, которая позволяет моделировать электрическое поведение схемы до ее создания.

Автоматическая маршрутизация

Это программная функция, которая автоматически определяет оптимальные пути электрических соединений между компонентами.

Форматы импорта/экспорта

Это форматы файлов, поддерживаемые программным обеспечением для импорта или экспорта проектов, например DXF, STEP или IGES.

Аннотации

Это примечания или метки, добавленные к схеме или макету для предоставления дополнительной информации.

Привязать сетку

Эта функция помогает выравнивать компоненты и трассировки по сетке, что упрощает аккуратное проектирование.

ERC (проверка электрических правил)

Это набор правил, которые программное обеспечение использует для проверки электрических проблем, таких как неподключенные контакты или неправильные соединения.

Библиотеки печатных плат

Это репозитории в программном обеспечении для проектирования, в которых хранятся многократно используемые элементы дизайна, такие как посадочные места компонентов, схематические обозначения и 3D-модели. Они ускоряют процесс проектирования, предоставляя набор заранее определенных элементов, которые можно использовать в нескольких проектах.

Основные компоненты

Пассивные компоненты

Резисторы (R)

Резисторы — это гаишники электронного мира, контролирующие поток тока через разные части цепи. Они бывают различных типов, таких как углерод, металлическая пленка и проволочная обмотка, каждый из которых имеет свой набор характеристик. Знание того, какой тип использовать, имеет решающее значение для общей производительности схемы.

Конденсаторы (С)

Конденсаторы подобны крошечным батареям, которые накапливают и выделяют энергию. Они бывают разных типов, таких как керамические, электролитические и танталовые, каждый из которых имеет свое конкретное применение. Они необходимы для таких задач, как фильтрация сигналов, буферизация и синхронизация.

Индукторы (L)

Индукторы используются для хранения энергии в магнитном поле. Их часто используют в источниках питания для фильтрации переменного напряжения и в радиочастотных цепях. Подобно резисторам и конденсаторам, они бывают разных типов и размеров, каждый из которых подходит для конкретного применения.

Предохранители (Ф)

Предохранители действуют как защитная сетка цепи, разрывая соединение, если ток становится слишком высоким. Это одноразовый компонент, и его необходимо заменить после того, как он выполнит свою задачу.

Активные компоненты

Активные компоненты (AC)

Электрические компоненты, работа которых зависит от направления тока, часто усиливают сигналы или действуют как переключатели.

Транзисторы (Q)

Транзисторы — «рабочие лошадки» современной электроники. Они действуют как переключатели или усилители и являются строительными блоками интегральных схем. Существуют различные типы, такие как BJT, FET и MOSFET, каждый из которых имеет свой набор характеристик и приложений.

Диоды (Д)

Диоды — это улица с односторонним движением в электронике, позволяющая току течь только в одном направлении. Они используются в таких приложениях, как регулирование напряжения, демодуляция сигнала и преобразование энергии.

Интегральные схемы (ИС)

Интегральные схемы — это мозг предприятия. Они могут выполнять широкий спектр задач: от простого усиления звука в аудиооборудовании до сложных вычислений на компьютерах.

Светодиоды (Светоизлучающие диоды) (LED)

Светодиоды — это полупроводниковые источники света, которые излучают свет, когда через них протекает ток. Они обычно используются в различных приложениях: от простых индикаторов до технологий освещения и отображения.

Регуляторы напряжения (ВР)

Регуляторы напряжения являются хранителями цепи, гарантируя, что напряжение остается в желаемом диапазоне. Они имеют решающее значение в приложениях, где стабильное напряжение является обязательным, например, в чувствительных приборах.

Операционные усилители (ОУ)

Операционные усилители — это универсальные компоненты, используемые в широком спектре приложений, включая усиление сигнала, фильтрацию и математические операции, такие как сложение и вычитание.

Электромеханические компоненты

Реле (РЛ)

Реле представляют собой переключатели с электрическим управлением, которые позволяют управлять большим током с помощью меньшего. Они широко используются в автомобильной и промышленной сфере.

Переключатели (ПО)

Переключатели просты, но необходимы. Они размыкают или замыкают цепь вручную, разрешая или останавливая протекание тока.

Моторы (М)

Двигатели – это устройства, преобразующие электрическую энергию в механическое движение. Они часто управляются печатными платами в таких приложениях, как робототехника, вентиляторы и различные типы оборудования.

Разъемы (CN)

Разъемы — невоспетые герои любой схемы, обеспечивающие физический интерфейс между различными компонентами или системами.

Осцилляторы (OSC)

Генераторы генерируют периодический волновой сигнал и имеют решающее значение в таких приложениях, как радиопередача и генерация часов в компьютерах.

Кристаллы (XTAL)

Кристаллы обеспечивают стабильную частоту, необходимую генераторам для точной работы. Они обычно используются в часах, радиоприемниках и компьютерах для точного измерения времени.

Типы и свойства сигналов

Постоянный ток (DC)

Это однонаправленный поток электрического заряда. Это простейшая форма электричества, которая обычно используется в устройствах с батарейным питанием.

Переменный ток (AC)

В отличие от постоянного тока переменный ток периодически меняет направление. Он широко используется в быту и промышленности.

Перекрестные помехи (CT)

Нежелательная передача сигналов между каналами связи, что может привести к интерференции сигналов.

Диэлектрическая проницаемость (DiC)

Параметр, который описывает, насколько хорошо материал может сохранять электрическое поле.

Напряжение (В)

Это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи. Это то, что пропускает электрический ток через цепь.

Текущий (Я)

Это поток электрического заряда в цепи. Измеряется в амперах (А).

Частота (ф)

Это количество циклов, которые периодический сигнал совершает за одну секунду. Измеряется в герцах (Гц).

Форма волны

Это описывает форму электрического сигнала, меняющуюся со временем. Общие формы сигналов включают синусоидальные, прямоугольные и треугольные волны.

Фаза

Это описывает временные отношения между двумя сигналами. Это имеет решающее значение в приложениях, где важна синхронизация сигналов, например в системах связи.

Аналоговая схема

Схема, предназначенная для обработки непрерывных переменных сигналов, в отличие от дискретных цифровых сигналов.

Заключение

Путешествуя по миру печатных плат, вы можете почувствовать, будто заблудились в лабиринте, не так ли? Вот почему мы составили это руководство. Мы уверены, что это самая полная информация, которую вы найдете в Интернете. Мы стремимся дать вам возможность получить максимальную отдачу от ваших проектов по производству печатных плат. Нужна дополнительная помощь или есть вопросы? Не стесняйтесь обращаться к нам по адресу [email protected].