I circuiti stampati sono componenti essenziali della maggior parte dei dispositivi elettrici. I PCB odierni sono composti da diversi strati: il substrato, le piste, la maschera di saldatura e la serigrafia. Uno dei materiali più importanti per un PCB è il rame, e ci sono diversi motivi per cui il rame viene utilizzato al posto di altre leghe come l'alluminio o lo stagno.
Di cosa sono fatti i PCB?
Come affermato da un'azienda di assemblaggio di PCB, i PCB sono costituiti da una sostanza chiamata substrato, in fibra di vetro rinforzata con resina epossidica. Sopra il substrato si trova uno strato di lamina di rame che può essere incollato su entrambi i lati o solo su uno. Una volta realizzato il substrato, i produttori vi posizionano i componenti. Utilizzano una maschera di saldatura e una serigrafia, oltre a resistori, condensatori, transistor, diodi, chip di circuito e altri componenti altamente specializzati.
Perché si usa il foglio di rame nei PCB?
I produttori di PCB utilizzano il rame perché ha una conduttività elettrica e termica superiore. Mentre la corrente elettrica scorre lungo il PCB, il rame impedisce al calore di danneggiare e sollecitare il resto del PCB. Con altre leghe, come l'alluminio o lo stagno, il PCB potrebbe riscaldarsi in modo non uniforme e non funzionare correttamente.
Il rame è la lega preferita perché può trasmettere segnali elettrici su tutta la scheda senza problemi di dispersione o rallentamento della corrente. L'efficienza del trasferimento di calore consente ai produttori di installare dissipatori di calore classici sulla superficie. Il rame stesso è efficiente, poiché un'oncia di rame può coprire un piede quadrato di substrato PCB con uno spessore di 1,4 millesimi di pollice o 35 micrometri.
Il rame è altamente conduttivo perché ha un elettrone libero che può viaggiare da un atomo all'altro senza rallentare. Poiché rimane efficiente sia a uno spessore incredibilmente sottile che a spessori maggiori, una piccola quantità di rame può fare molto.
Rame e altri metalli preziosi utilizzati nei PCB
La maggior parte delle persone riconosce i PCB come verdi. Ma di solito hanno tre colori sullo strato esterno: oro, argento e rosso. Hanno anche rame puro all'interno e all'esterno del PCB. Gli altri metalli sul circuito stampato sono disponibili in vari colori. Lo strato d'oro è il più costoso, quello d'argento è il secondo più costoso e quello rosso è lo strato meno costoso.
Utilizzo dell'oro per immersione nei PCB
rame su circuito stampato
Lo strato placcato in oro viene utilizzato per le schegge dei connettori e le piazzole dei componenti. Lo strato di oro a immersione serve a impedire lo spostamento degli atomi superficiali. Lo strato non è semplicemente di colore oro, ma è fatto di oro vero e proprio. L'oro è incredibilmente sottile, ma è sufficiente a prolungare la durata dei componenti da saldare. L'oro impedisce alle parti saldate di corrodersi nel tempo.
Utilizzo dell'argento per immersione nei PCB
L'argento è un altro metallo utilizzato nella produzione di PCB. È significativamente meno costoso dell'immersione in oro. L'immersione in argento può essere utilizzata al posto dell'immersione in oro perché migliora la connettività e riduce il costo complessivo della scheda. L'immersione in argento è spesso utilizzata nei PCB utilizzati nelle automobili e nelle periferiche dei computer.
Laminato rivestito di rame nei PCB
Invece di utilizzare un processo a immersione, il rame viene utilizzato in forma placcata. Questo è lo strato rosso del PCB ed è il metallo più comunemente utilizzato. Il PCB è realizzato in rame come metallo di base, ed è necessario per consentire ai circuiti di connettersi e comunicare tra loro in modo efficace.
Come viene utilizzato il foglio di rame nei PCB?
Il rame ha diversi utilizzi nei PCB, dal laminato rivestito in rame alle tracce. Il rame è fondamentale per il corretto funzionamento dei PCB.
Che cosa è PCB Trace?
Una traccia PCB è, come suggerisce il nome, un percorso che il circuito deve seguire. La traccia include la rete di rame, i cavi e l'isolamento, nonché i fusibili e i componenti utilizzati sulla scheda.
Il modo più semplice per comprendere una pista è immaginarla come una strada o un ponte. Per consentire il passaggio di veicoli, la pista deve essere sufficientemente larga da contenerne almeno due. Deve essere sufficientemente spessa da non crollare sotto pressione. Deve anche essere realizzata con materiali in grado di sopportare il peso dei veicoli che la percorrono. Tuttavia, le piste svolgono tutto questo in misura molto minore per trasportare elettricità, piuttosto che automobili.
Componenti della traccia PCB
Ci sono diversi componenti che compongono la traccia del PCB. Svolgono diverse funzioni affinché la scheda funzioni correttamente. Il rame deve essere utilizzato per aiutare le tracce a svolgere il loro compito e, senza il PCB, non avremmo alcun dispositivo elettrico. Immaginate un mondo senza smartphone, laptop, macchine per il caffè e automobili. Questo è ciò che avremmo se i PCB non utilizzassero il rame.
Spessore della traccia PCB
Il design del PCB dipende dallo spessore della scheda. Lo spessore influirà sull'equilibrio e manterrà i componenti collegati.
Larghezza della traccia PCB
Anche la larghezza della traccia è importante. Non influisce sul bilanciamento o sul fissaggio dei componenti, ma consente il trasferimento di corrente senza surriscaldare o danneggiare la scheda.
Corrente di traccia del PCB
La corrente di traccia del PCB è necessaria perché è ciò che la scheda utilizza per far passare l'elettricità attraverso i componenti e i fili. Il rame aiuta a far sì che ciò accada, e gli elettroni liberi su ogni atomo consentono alla corrente di scorrere fluidamente lungo la scheda.
Perché il foglio di rame è sui PCB?
Processo di fabbricazione dei PCB
Il processo di produzione di un PCB è lo stesso. Alcune aziende lo fanno più velocemente di altre, ma tutte utilizzano più o meno gli stessi processi e materiali. Ecco i passaggi:
Realizzare una base in fibra di vetro e resine
Posizionare gli strati di rame sulla fondazione
Identificare e impostare i modelli di rame
Lavare la tavola in un bagno
Aggiungere la maschera di saldatura per proteggere il PCB
Fissare la serigrafia sul PCB
Posizionare e saldare i resistori, i circuiti integrati, i condensatori e gli altri componenti
Testare il PCB
I PCB devono contenere componenti altamente specializzati per funzionare correttamente. Uno degli elementi più importanti di un PCB è il rame. Questa lega è necessaria per condurre l'elettricità nei dispositivi in cui verranno inseriti i PCB. Senza rame, i dispositivi non funzionerebbero perché l'elettricità non avrebbe una lega attraverso cui passare.
Data di pubblicazione: 25-04-2022