Diversi tipi di PCB

Quali sono i diversi tipi di circuiti stampati

Generalmente, i circuiti stampati (PCB) sono classificati in base al numero di strati, al tipo di substrato e alla frequenza. I PCB sono suddivisi in PCB a lato singolo, PCB a doppia faccia e PCB multistrato in base al materiale. Allo stesso tempo, il PCB può anche essere suddiviso in PCB rigido, PCB flessibile e PCB rigido-flex in base al materiale.

 

PCB a lato singolo

Il PCB a lato singolo è il tipo più semplice di circuito stampato. La figura seguente mostra la struttura di un PCB a lato singolo. Gli strati blu, giallo e verde sono rispettivamente il substrato, lo strato di rame conduttivo e la maschera di saldatura. Nel PCB a lato singolo, solo un lato del substrato è rivestito con uno strato di rame e questo lato è dove i componenti sono collegati elettricamente. Il PCB a lato singolo è conveniente e facile da produrre. Ma ha molte restrizioni sulla progettazione del circuito perché i percorsi conduttivi non possono incrociarsi o sovrapporsi. Pertanto, l'attuale PCB a lato singolo viene utilizzato solo per circuiti semplici come giocattoli elettronici, calcolatrici, ecc.

 

La struttura del PCB a lato singolo

Figura 1: La struttura del PCB a lato singolo

 

PCB a doppia faccia

A differenza del PCB a lato singolo, il PCB a doppia faccia ha strati di rame su entrambi i lati del substrato. Nel frattempo, i componenti possono essere fissati su entrambi i lati. Sia le tecnologie a foro passante che quelle a montaggio superficiale sono ampiamente utilizzate per realizzare connessioni di circuiti su entrambi i lati.

 

La struttura del PCB a doppia faccia

Figura 2: la struttura del PCB a doppia faccia

I fori passanti placcati (PTH) nel PCB a doppia faccia fungere da ponte. Le pareti dei fori passanti placcati sono generalmente placcate con rame mediante un processo di elettrolisi per collegare elettricamente i circuiti da un lato all'altro lato. A causa della maggiore densità del circuito del PCB a doppia faccia, il PCB a doppia faccia è adatto per circuiti più complessi. Rispetto a un PCB a lato singolo, è flessibile e compatto. Varie applicazioni come il monitoraggio della potenza e gli amplificatori utilizzano il PCB a doppia faccia.

 

Fori passanti placcati (PTH) sul PCB a doppia faccia

Figura 3: fori passanti placcati (PTH) sul PCB a doppia faccia

 

PCB multistrato

Il PCB multistrato è composto da più di 2 strati conduttivi, di cui due sulle superfici esterne ei restanti strati sono integrati in strati isolanti. Tra ogni 2 strati c'è il preimpregnato, che è uno strato dielettrico e può essere reso molto sottile. Il numero di strati nel PCB rappresenta il numero di strati di rame conduttivi indipendenti. Generalmente, gli strati superiore e inferiore sono PCB a un lato e gli strati interni sono PCB a due lati, tutti laminati insieme ad alta temperatura e pressione per formare un'unica scheda. Rispetto al PCB a lato singolo e doppio lato, il PCB multistrato è adatto per circuiti ad alta velocità come telefoni cellulari e laptop ed è più flessibile e compatto. La figura seguente è un esempio di PCB a 6 strati.

 

Il PCB a 6 strati

Figura 4: PCB a 6 strati

 

Per quanto riguarda il collegamento elettrico tra diversi strati, di solito viene realizzato tramite vie: fori passanti placcati(PTH), vie cieche e vie sepolte. I fori passanti placcati (PTH) accedono a tutti gli strati del PCB multistrato dall'alto verso il basso. I vias ciechi collegano uno degli strati più esterni del PCB con gli strati interni adiacenti. I via interrati che non sono visibili dall'esterno si collegano semplicemente tra gli strati del circuito interno.

 

le vie

Figura 5: Le vie

 

PCB rigido

I materiali di substrato del PCB rigido sono materiali solidi come la fibra di vetro, che non possono essere piegati o piegati. Il PCB rigido può essere uno qualsiasi dei PCB a un lato, a due lati o multistrato, a seconda delle esigenze. I principali vantaggi includono il basso rumore elettronico e l'assorbimento delle vibrazioni. Ma i PCB rigidi non possono essere modificati o cambiati una volta realizzati. Le applicazioni includono laptop, sensori di temperatura, apparecchiature GPS, ecc.

 

Il PCB rigido

Figura 6: il PCB rigido

 

PCB flessibile

A differenza del PCB rigido, il PCB flessibile è generalmente composto da un foglio di rame ricotto arrotolato (RA) e da un film di plastica flessibile. Consente al circuito stampato di adattarsi a una forma in cui il PCB rigido non può essere ruotato o spostato durante l'uso senza danneggiare il circuito sul circuito stampato. Il PCB flessibile consente di risparmiare costi e molto spazio e riduce notevolmente il peso della scheda e le dimensioni del prodotto applicativo. In altre parole, è la scelta ideale per una varietà di applicazioni che richiedono un'elevata densità di traccia del segnale. Il PCB flessibile può essere uno qualsiasi dei PCB a un lato, a due lati o multistrato, a seconda delle esigenze. Le applicazioni del PCB flessibile includono prodotti elettronici complessi, fabbricazione di diodi a emissione di luce organici (OLED), fabbricazione di LCD, ecc.

 

PCB flessibile

Figura 7: PCB flessibile

 

PCB rigido flessibile

Rigid-flex PCB è una combinazione del circuito stampato rigido e il circuito stampato flessibile dopo la pressatura e altri processi. Nel PCB rigido flessibile, le interconnessioni tra i circuiti stampati rigidi sono le parti flessibili della scheda. Pertanto, questo tipo di cartone può essere piegato o piegato in modo continuo e di solito viene formato in una forma curva durante il processo di fabbricazione. Il PCB Rigid-flex può essere utilizzato per prodotti con requisiti speciali poiché presenta aree sia rigide che flessibili, che può risparmiare spazio interno e volume del prodotto e migliorare le prestazioni del prodotto come una maggiore affidabilità della connessione. Tuttavia, il PCB rigido-flessibile richiede più processi di produzione, che portano a un basso tasso di resa, un ciclo di produzione relativamente lungo e un prezzo elevato. Le applicazioni del PCB rigido flessibile sono principalmente nei settori medico, dell'elettronica di consumo e aerospaziale.

 

PCB rigido-flessibile

Figura 8: PCB rigido flessibile

 

PCB ad alta frequenza

Essendo uno speciale circuito stampato, il PCB ad alta frequenza offre una gamma ad alta frequenza da 500 MHz a 2 GHz. Fornisce velocità di flusso del segnale più elevate, adatte per progetti ad alta velocità. Ha requisiti molto elevati per varie proprietà fisiche, precisione e parametri tecnici. In primo luogo, il materiale del substrato del PCB ad alta frequenza dovrebbe avere le caratteristiche di resistenza al calore, resistenza chimica e buona resistenza agli urti. In secondo luogo, il fattore di dissipazione (Df) della scheda deve essere piccolo, il che influisce principalmente sulla qualità della trasmissione del segnale. Minore è il fattore di dissipazione, minore è la perdita di segnale. Inoltre, la costante dielettrica (Dk) della scheda deve essere piccola e stabile perché la velocità di trasmissione del segnale è inversamente proporzionale alla radice quadrata della costante dielettrica del materiale. In altre parole, è probabile che l'elevata costante dielettrica causi ritardi nella trasmissione del segnale. Il substrato PCB ad alta frequenza dovrebbe anche avere una caratteristica di basso assorbimento d'acqua perché acqua alta l'assorbimento provoca la perdita sia del fattore di dissipazione che della costante dielettrica quando la scheda si inumidisce. Il PCB ad alta frequenza viene spesso utilizzato nei sistemi di prevenzione delle collisioni (CAS), nei sistemi satellitari, nei sistemi radio, nelle applicazioni mobili, ecc.

 

PCB ad alta frequenza

Figura 9: PCB ad alta frequenza

 

Riferimento:

https://www.twistedtraces.com/blog/learn-about-different-types-of-pcbs-and-their-advantages

https://www.elprocus.com/different-types-printed-circuit-boards/

https://worldsway.com/different-types-of-pcbs/

https://www.altium.com/documentation/altium-designer/the-board-ad?version=18.1

https://www.theengineeringprojects.com/2018/03/multilayer-pcb.html

https://www.7pcb.com/blog/micro-via-vertical-interconnect-access-via.php

https://www.pcbway.com/pcb_prototype/What_is_Flexible_PCB.html

https://www.pcbcart.com/pcb-fab/high-frequency-pcb.html

https://www.venture-mfg.com/high-frequency-pcb/

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