Printed Circuit Board (PCB) on peruselektroniikkakomponentti, jota käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa ja niihin liittyvissä tuotteissa. PCB:tä kutsutaan joskus nimellä PWB (printed Wire Board). Ennen sitä oli enemmän Hongkongissa ja Japanissa, mutta nyt se on vähemmän (itse asiassa PCB ja PWB ovat erilaisia). Länsimaissa ja alueilla sitä kutsutaan yleensä PCB:ksi. Idässä sillä on eri nimet eri maiden ja alueiden mukaan. Esimerkiksi Manner-Kiinassa sitä kutsutaan yleisesti painetuksi piirilevyksi (aiemmin painettu piirilevy), ja Taiwanissa sitä kutsutaan yleisesti PCB:ksi. Japanissa piirilevyjä kutsutaan elektronisiksi (piiri)substraateiksi ja Etelä-Koreassa substraateiksi.

PCB on elektronisten komponenttien tuki ja elektronisten komponenttien sähköliitäntöjen kantaja, pääasiassa tukemalla ja yhdistämällä. Puhtaasti ulkopuolelta piirilevyn ulkokerroksessa on pääasiassa kolme väriä: kulta, hopea ja vaaleanpunainen. Hinnan mukaan luokiteltu: kulta on kallein, hopea toiseksi ja vaaleanpunainen halvin. Piirilevyn sisällä oleva johdotus on kuitenkin pääasiassa puhdasta kuparia, joka on paljaaa kuparia.

Väitetään, että PCB:ssä on edelleen monia jalometalleja. On raportoitu, että jokainen älypuhelin sisältää keskimäärin 0,05 g kultaa, 0,26 g hopeaa ja 12,6 g kuparia. Kannettavan tietokoneen kultapitoisuus on 10 kertaa matkapuhelimen kultapitoisuus!

Elektronisten komponenttien tukena piirilevyt vaativat juotoskomponentteja pinnalle, ja osa kuparikerroksesta on esitettävä juottamista varten. Näitä paljaita kuparikerroksia kutsutaan tyynyiksi. Tyynyt ovat yleensä suorakaiteen muotoisia tai pyöreitä, ja niillä on pieni pinta-ala. Siksi juotosmaskin maalauksen jälkeen tyynyjen ainoa kupari on alttiina ilmalle.

Piirilevyssä käytetty kupari hapettuu helposti. Jos tyynyn kupari hapettuu, sen juottaminen ei ole vain vaikeaa, vaan myös ominaisvastus kasvaa huomattavasti, mikä vaikuttaa vakavasti lopputuotteen suorituskykyyn. Siksi tyyny päällystetään inertillä metallikullalla tai pinta peitetään hopeakerroksella kemiallisen prosessin kautta tai käytetään erityistä kemiallista kalvoa kuparikerroksen peittämiseen, jotta tyyny ei pääse kosketuksiin ilman kanssa. Estä hapettumista ja suojaa tyynyä, jotta se voi varmistaa myöhemmän juotosprosessin tuoton.

1. PCB-kuparipäällysteinen laminaatti
Kuparipinnoitettu laminaatti on levymäinen materiaali, joka on valmistettu kyllästämällä lasikuitukangas tai muu lujitemateriaali hartsilla toiselta tai molemmilta puolilta kuparifoliolla ja kuumapuristamalla.
Otetaan esimerkkinä lasikuitukangaspohjainen kuparipäällysteinen laminaatti. Sen pääraaka-aineet ovat kuparifolio, lasikuitukangas ja epoksihartsi, joiden osuus tuotekustannuksista on noin 32 %, 29 % ja 26 %.

Piirilevytehdas

Kuparipäällysteinen laminaatti on painettujen piirilevyjen perusmateriaali, ja painetut piirilevyt ovat välttämättömiä pääkomponentteja useimmille elektronisille tuotteille piirien yhteenliittämisen saavuttamiseksi. Teknologian jatkuvan parantamisen myötä viime vuosina voidaan käyttää erityisiä elektronisia kuparipäällysteisiä laminaatteja. Valmistaa suoraan painettuja elektroniikkakomponentteja. Painetuissa piirilevyissä käytettävät johtimet on yleensä valmistettu ohuesta kalvomaisesta jalostetusta kuparista, eli suppeassa merkityksessä kuparifoliosta.

2. PCB Immersion Gold Circuit Board

Jos kulta ja kupari ovat suorassa kosketuksessa, tapahtuu elektronien vaeltamisen ja diffuusion fyysinen reaktio (potentiaalieron välinen suhde), joten "nikkeli" on galvanoitava sulkukerroksena ja sitten kulta galvanoidaan nikkelin päällä, joten kutsumme sitä yleensä galvanoiduksi kullaksi, sen todellista nimeä tulisi kutsua "galvanoiduksi nikkelikulta".
Ero kovan ja pehmeän kullan välillä on viimeisen pinnoitetun kultakerroksen koostumus. Kullattaessa voit galvanoida puhdasta kultaa tai metalliseosta. Koska puhtaan kullan kovuus on suhteellisen pehmeää, sitä kutsutaan myös "pehmeäksi kullaksi". Koska "kulta" voi muodostaa hyvän seoksen "alumiinin" kanssa, COB vaatii erityisesti tämän puhtaan kultakerroksen paksuutta alumiinilankojen valmistuksessa. Lisäksi, jos valitset galvanoidun kulta-nikkeliseoksen tai kulta-kobolttiseoksen, koska seos on kovempaa kuin puhdas kulta, sitä kutsutaan myös "kovaksi kullaksi".

Piirilevytehdas

Kullattua kerrosta käytetään laajasti piirilevyn komponenttityynyissä, kultasormissa ja liittimen sirpaleissa. Yleisimmin käytettyjen matkapuhelinten piirilevyjen emolevyt ovat pääosin kullattuja, upotettuja kultalevyjä, tietokoneiden emolevyjä, ääni- ja pienet digitaaliset piirilevyt eivät yleensä ole kullattuja.

Kulta on oikeaa kultaa. Vaikka vain hyvin ohut kerros olisi pinnoitettu, se on jo lähes 10 % piirilevyn hinnasta. Kullan käyttö pinnoituskerroksena helpottaa hitsausta ja toinen estää korroosiota. Jopa useita vuosia käytetyn muistitikun kultasormi välkkyy entiseen tapaan. Jos käytät kuparia, alumiinia tai rautaa, se ruostuu nopeasti romupinoksi. Lisäksi kullatun levyn hinta on suhteellisen korkea ja hitsauslujuus on huono. Koska käytetään kemiallista nikkelipinnoitusprosessia, mustien levyjen ongelma ilmenee todennäköisesti. Nikkelikerros hapettuu ajan myötä, ja myös pitkän aikavälin luotettavuus on ongelma.

3. PCB Immersion Silver Circuit Board
Immersion Silver on halvempaa kuin Immersion Gold. Jos piirilevyllä on liitäntätoiminnallisia vaatimuksia ja kustannuksia on vähennettävä, Immersion Silver on hyvä valinta; yhdistettynä Immersion Silverin hyvään tasaisuuteen ja kosketukseen, tulee valita Immersion Silver -prosessi.

Immersion Silverillä on monia sovelluksia viestintätuotteissa, autoissa ja tietokoneiden oheislaitteissa, ja sillä on myös sovelluksia nopeiden signaalien suunnittelussa. Koska Immersion Silverillä on hyvät sähköiset ominaisuudet, joihin muut pintakäsittelyt eivät vastaa, sitä voidaan käyttää myös korkeataajuisissa signaaleissa. EMS suosittelee immersiohopeaprosessin käyttöä, koska se on helppo koota ja sen tarkistettavuus on parempi. Vikojen, kuten tummumisen ja juotosaukkojen vuoksi, upotushopean kasvu on kuitenkin ollut hidasta (mutta ei vähentynyt).

laajentaa
Painettua piirilevyä käytetään integroitujen elektronisten komponenttien liitäntävälineenä, ja piirilevyn laatu vaikuttaa suoraan älykkäiden elektronisten laitteiden suorituskykyyn. Niistä painettujen piirilevyjen pinnoituslaatu on erityisen tärkeä. Galvanointi voi parantaa piirilevyn suojausta, juotettavuutta, johtavuutta ja kulutuskestävyyttä. Painettujen piirilevyjen valmistusprosessissa galvanointi on tärkeä askel. Galvanoinnin laatu liittyy koko prosessin onnistumiseen tai epäonnistumiseen ja piirilevyn suorituskykyyn.

PCb:n tärkeimmät galvanointiprosessit ovat kuparipinnoitus, tinapinnoitus, nikkelipinnoitus, kultapinnoitus ja niin edelleen. Kuparisähköpinnoitus on piirilevyjen sähköisen kytkennän peruspinnoitus; tinapinnoitus on välttämätön edellytys korkean tarkkuuden piirien valmistukseen korroosionestokerroksena kuvioiden käsittelyssä; nikkelipinnoitus on nikkelisulkukerroksen galvanoiminen piirilevylle kuparin ja kullan estämiseksi. Keskinäinen dialyysi; kullan galvanointi estää nikkelipinnan passivoitumisen, jotta se vastaa piirilevyn juotos- ja korroosionkestävyyttä.