Invoering
Kijk naar het bord in een klein speeltje of moederbord op je computer. En denk: wat zijn dit?
Dit zijn allemaal voorbeelden van PWB of PCB. Hoe definieer en vergelijk je ze?
Dit zijn de Printed Wiring Boards (PWB) en Printed Circuit Boards (PCB). Het zijn essentiële componenten in de moderne elektronica. Deze ondersteunen en verbinden verschillende elektronische componenten, systemen en producten.
Blijf lezen, want dit artikel zal deze twee in detail bekijken.
Je leert de verschillen tussen PWB en PCB en wat je moet kiezen. Je zult ook onderzoeken hoe deze twee termen vaak door elkaar worden gebruikt.
Wat is een PWB?
Definitie
Misschien ben je nieuwsgierig en wil je de betekenis van PWB weten.
PWB is een afkorting voor Printed Wiring Board. Het dient als basis voor het aansluiten van elektronische componenten.
Laten we eens kijken naar de componenten en het productieproces.
Componenten
Een PWB-bord bevat sporen die geleiding mogelijk maken, geëtst op een niet-geleidend substraat.
Sporen
De sporen zijn meestal dunne koperen strips. Het niet-geleidende substraat is epoxyglas. Dit vormt een geleidend circuit. Ze maken elektrische verbindingen tussen componenten mogelijk.
Substraat
Het substraat zorgt voor elektrische isolatie en mechanische ondersteuning van de sporen. Naast epoxyglas omvatten andere voorbeelden van substraten fenolpapier, prepreg en polyimide.
Door gaten of via's
PWB heeft ook doorlopende gaten of via's die helpen bij het monteren van elektrische componenten.
Een printplaat dient als fysiek platform voor onderling verbonden elektrische componenten. Dit kunnen geïntegreerde schakelingen (IC's), condensatoren en weerstanden zijn.
PWB is enkelzijdig. Een dergelijke plaat is doorgaans enkelzijdig, dat wil zeggen dat de sporen zich aan één zijde van de ondergrond bevinden. Dit is een beperking van het PWB-ontwerp, waardoor de circuitcomplexiteit van een dergelijk bord wordt beperkt. Daarom is het meer geschikt voor eenvoudigere apparaten en toepassingen.
PWB-productieprocedure
De productie van PWB-elektronica omvat vele stappen:
Voorbereiding van substraat
De eerste stap is de voorbereiding van het substraat. Deze stap omvat het op maat snijden van het substraat en het reinigen ervan.
Verdere behandelingen zoals oppervlakteruwen worden ook uitgevoerd.
Creëren van patroon
De volgende stap gaat over het creëren van een patroon op het substraat. Verschillende methoden kunnen dit doen.
Eén methode is fotolithografie. Het omvat het aanbrengen van fotoresist (lichtgevoelig) materiaal op het substraat. Vervolgens wordt het blootgesteld aan UV-licht, wat leidt tot de ontwikkeling van resistmateriaal. Hierdoor ontstaat het patroon.
Andere methoden voor het maken van patronen zijn onder meer zeefdruk of directe beeldvormingstechnieken. Zeefdruk brengt het resistmateriaal in het benodigde patroon op het substraat aan. Dit kan via een scherm.
Directe beeldvormingstechnieken maken gewoonlijk gebruik van een laser om het resistmateriaal bloot te leggen.
Etsen
De volgende stap in de productie van PWB-elektronica is etsen.
Met behulp van chemische etsmiddelen worden de blootliggende delen van het substraat weggeëtst. Een voorbeeld van een gebruikt chemisch etsmiddel is ijzerchloride. Hierdoor blijven de geleidende sporen achter.
Het resterende resistmateriaal wordt vervolgens verwijderd. Het resultaat is de creatie van het uiteindelijke circuitpatroon.
Oppervlakteafwerking
In de volgende stap wordt een oppervlakteafwerking gebruikt. Dit voorkomt oxidatie van koper en verbetert het soldeervermogen tijdens de assemblage van componenten.
Verdere processen
Andere processen kunnen het boren van gaten en kwaliteitscontroles omvatten.
Waar is PCB-standaard voor?
Definitie
Waar staat PCB voor?
PCB is een afkorting voor Printed Circuit Board (ook wel PCB-bord genoemd). Deze term beschrijft precies een moederbord dat elektronische componenten ondersteunt en met elkaar verbindt.
Een PCB bestaat doorgaans uit meerdere lagen geleidende sporen en materialen voor isolatie. Dit maakt een complexer circuitontwerp mogelijk en voegt meer functies aan het circuit toe.
PCB's worden veel gebruikt voor verschillende toepassingen, zoals consumentenelektronica en ruimtevaartsystemen.
Laten we eens kijken naar de componenten en productiemethode:
Componenten
Een printplaat bestaat uit verschillende componenten.
Substraat
De eerste is het substraat: de basis geeft elektrische isolatie en mechanische ondersteuning voor de sporen.
Het populairste substraatmateriaal is FR-4, wat vlamvertragende glasvezelepoxy betekent. Met vlamvertragend bedoelen we dat het de verspreiding van brand vertraagt. Dit materiaal heeft een uitstekende mechanische sterkte en elektrische isolatie.
Sporen
Hierna volgen de sporen op PCB's die meestal van koper zijn gemaakt. Dit materiaal heeft een uitstekende elektrische geleidbaarheid en lage kosten.
Via's of kleine gaatjes
Er zijn ook via's of kleine gaatjes op het bord. Deze zorgen voor elektrische verbindingen tussen de sporenlagen. Ze fungeren verder als bevestigingspunten voor verschillende elektronische componenten.
Soldeer masker
Het laatste onderdeel van een printplaat is een soldeermasker. Het is een dun laagje isolatiemateriaal dat op het PCB-oppervlak wordt aangebracht. Tijdens de PCB-assemblage beschermt het de sporen tegen oxidatie, kortsluiting en onzuiverheden.
Er zijn verschillende soldeermaskersubstanties zoals vloeibare foto-imageable (LPI) soldeermaskers.
PCB-productieprocedure
De productie van printplaten (PCB's) bestaat uit verschillende stappen. Bekijk een stapsgewijze handleiding voor het PCB-productieproces.
- PCB-ontwerp
De eerste is het ontwerp van PCB's via CAD-software (computerondersteund ontwerp).
- Voorbereiding van substraat
De volgende stap is substraatvoorbereiding. Hier wordt het substraat gesneden en gereinigd; vervolgens wordt een dunne koperfolielaag aangebracht.
- Patroon creatie
De volgende procedure is het maken van patronen op de koperfolie. Dit gebeurt via verschillende methoden, zoals fotolithografie en laser direct imaging (LDI).
Bij fotolithografie wordt een fotogevoelig resistmateriaal op de folie aangebracht. Vervolgens wordt blootstelling aan UV-licht uitgevoerd. De ontwikkeling van resistmateriaal volgt dit om het patroon te creëren.
- Etsen
Na het maken van het patroon worden de blootgestelde delen van de koperfolie weggeëtst, waardoor sporen achterblijven. Bij dit proces worden chemische etsmiddelen gebruikt bij het maken van het uiteindelijke circuitpatroon.
- Gaten boren
De volgende stap is het boren van de gaten in de printplaat. Dit helpt bij het monteren en ondersteunen van de componenten.
- Beplating
Het plateren gebeurt vervolgens. Dit houdt in dat er een dunne koperlaag op de wanden van de boorgaten wordt aangebracht. Dit kan worden gedaan via methoden zoals galvaniseren.
- Oppervlakteafwerking
De laatste stap bij de productie van printplaten (PCB's) is de oppervlakteafwerking.
Hier wordt een oppervlakteafwerkingsmateriaal zoals Hot Air Solder Leveling (HASL) toegepast. Het beschermt de sporen tegen oxidatie.
- Verdere processen
Er kunnen meer processen zijn, zoals kwaliteitscontrole-inspecties. Dit zorgt ervoor dat het bord klaar is voor de montage van componenten.
PCBA versus PCB: een overzicht
PCBA is een afkorting voor Assemblage van printplaten. Het is een printplaat waarop alle benodigde elektronische componenten (zoals IC's) zijn gemonteerd en gesoldeerd.
PCBA wil een platform zijn waarop de elektronische componenten kunnen samenwerken.
PCB-assemblage is het proces waarbij een PCB met alle componenten wordt samengesteld. Ondertussen is PCB een bord met sporen en isolatiemateriaal, maar geen elektronische componenten.
PWB versus PCB: een blik op de belangrijkste verschillen
Hieronder volgen de belangrijkste verschillen tussen PWB en PCB:
| Gedrukte bedradingskaart (PWB) | Printplaat (PCB) |
| Meestal enkelzijdig | Is enkelzijdig, dubbelzijdig of meerlaags |
| Gunstig voor eenvoudige elektronische apparaten en toepassingen | Gunstig voor complexe schakelingen, geavanceerde componenten en componenten met hoge dichtheid, en elektronica |
| PWB is een minder populair gebruikte term | PCB is een meer in de volksmond gebruikte term |
| Bij de vervaardiging zijn eenvoudige en kosteneffectieve processen betrokken, bijvoorbeeld fotolithografie. | Bij de productie zijn hoogwaardigere en duurdere technieken betrokken, zoals directe laserbeeldvorming. |
| Heeft meestal epoxyglas als substraat | Heeft doorgaans FR-4 als substraat |
| Het PWB-ontwerp moet voldoen aan eenvoudige industriestandaarden | Het PCB-ontwerp voldoet aan strikte normen, zoals die zijn opgesteld door instanties als IPC |
| Ook wel een kaal bord genoemd | Het is een onderdeel van de printplaatassemblage (PCBA) of gedrukte bedradingsassemblage (PWA) |
| Voorbeelden van toepassingen zijn onder meer eenvoudige consumentenelektronica, voedingen en auto-elektronica. | Gebruikt in smartphones, computers, gezondheidszorgapparatuur, geavanceerde auto-elektronica, enz |
PCB en PWB, hoe moet ik kiezen?
Zoals velen heeft u mogelijk verduidelijking nodig bij het kiezen tussen deze twee borden. Er zijn verschillende factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van deze twee boards:
Complexiteit van elektronische apparaten
U hebt een elektronisch apparaat nodig met complexe schakelingen, geavanceerde functies of onderdelen met een hoge dichtheid. Kies dan voor een Printed Circuit Board (PCB).
Voor hoogwaardige elektronische apparaten heb je een PCB nodig. Voorbeelden van deze apparaten zijn onder meer geavanceerde computers en dataservers.
PCB heeft de voorkeur voor apparaten met een hoge componentdichtheid in kleine ruimtes, bijvoorbeeld smartphones.
Uw behoefte kan een eenvoudig en minder gecompliceerd elektronisch apparaat zijn. In dat geval kunt u een printplaat voor printplaten selecteren, omdat deze aan uw behoeften kan voldoen. Enkele voorbeelden van het gebruik ervan zijn afstandsbedieningen en kleine huishoudelijke apparaten.
Begroting
PCB's zijn meestal duurder om te vervaardigen in vergelijking met PWB's.
Uw budgetvereisten kunnen lager zijn. Het is verstandig om PWB's te kiezen, omdat u ze binnen een beperkt budget kunt vervaardigen.
Kies anders voor PCB's, omdat deze doorgaans een hoog budget nodig hebben om te produceren.
Productietijd en volume
Het kan zijn dat u de planken in een kortere tijd nodig heeft. Dan heeft een printplaat de voorkeur.
Als u een laag tot gemiddeld productievolume nodig heeft, dan is dit ook de voor de hand liggende keuze. Anders wordt de voorkeur gegeven aan printplaten.
Kun je PWB en PCB door elkaar gebruiken?
Je kent nu de verschillen tussen PWB en PCB.
Maar kun je PWB en PCB door elkaar gebruiken? Deze vraag moet worden opgehelderd omdat er geen officiële precieze terminologie bestaat.
Er bestaan variaties in deze twee termen in verschillende geografische regio's, industrieën en perioden.
Variaties tussen geografische regio's
Tegenwoordig wordt PCB in de VS veel gebruikt. PWB wordt echter ook traditioneel door elkaar gebruikt in het land.
In het moderne Japan heeft de term PWB PCB vervangen. Dit is om verwarring met polychloorbifenylen te voorkomen. Het is een gif dat daar algemeen verkrijgbaar is.
Toen de elektronica-industrie in de 20e eeuw nieuw was, had PCB in Japan de voorkeur.
Variaties tussen sectoren
Er zijn ook variaties in de voorwaarden in verschillende sectoren. De elektronica-industrie geeft bijvoorbeeld de voorkeur aan PCB's.
Ondertussen zou de lucht- en ruimtevaartindustrie naar PWB kunnen neigen, omdat deze meer verbonden is met bedradingstechnologieën.
Variaties tussen perioden
Wat de tijd betreft, was Printed Wiring Board een eerdere term toen de elektronica-industrie werd geboren. Maar Printed Circuit Board is een moderne term en wordt tegenwoordig op grotere schaal gebruikt.
Deze termen zijn verschenen in documenten uit verschillende regio's, periodes en industrieën.
Wat is de toekomstige ontwikkelingstrend van PWB en PCB?
Zowel PWB als PCB zullen zich verder blijven ontwikkelen. Deze veranderingen zullen in overeenstemming zijn met de marktbehoeften en technologische innovaties.
Het doel is om meerlaagse, uiterst betrouwbare, dunne en lichtgewicht platen met een hoge dichtheid, superieure precisie, te ontwikkelen.
De toekomstige printplaattechnologie zal ook energiebesparende en milieudoelstellingen verwezenlijken. De productie van toekomstige PCB's zal dus milieuvriendelijker zijn.
Zowel PWB als PCB zullen ook intelligentie begrijpen en functies zoals zelfreparatie ondergaan.
Conclusie
U moet kennis hebben genomen van printplaten en printplaten.
De voortdurende evolutie van deze twee heeft geleid tot een opmerkelijke groei in de elektronicasector.
Gedrukte bedradingskaarten zijn geschikt voor eenvoudige ontwerpen en circuits met een lage componentdichtheid. Printplaten maken complexe ontwerp- en montagecircuits met een hoge componentdichtheid mogelijk.
Zo kunt u een weloverwogen beslissing nemen bij het kiezen van een apparaat voor uw elektronicaproject.