Was ist eine Leiterplatte? Alles was du wissen musst

"PCB, auch als Leiterplatte bekannt, besteht aus verschiedenen Folien aus einem nicht leitenden Material und wird verwendet, um die oberflächenmontierten Sockelkomponenten physisch zu stützen und zu verbinden. Aber was sind die Funktionen einer Leiterplatte? Lesen Sie den folgenden Inhalt für weitere nützliche Informationen! ---- FMUSER "

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Oder vielleicht sind Sie sich nicht so sicher, ob Sie die Antworten auf diese Fragen kennen, aber bitte machen Sie sich keine Sorgen an Experte für Elektronik und HF-Technik, FMUSER Hier finden Sie alles, was Sie über die Leiterplatte wissen müssen.

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Inhalt

1) Was ist eine Leiterplatte?
2) Warum wird es als Leiterplatte bezeichnet?
3) Verschiedene Arten von Leiterplatten (Leiterplatten) 
4) Leiterplattenindustrie im Jahr 2021
5) Woraus besteht eine Leiterplatte?
6) Die beliebtesten Leiterplatten aus hergestelltem Material
7) Leiterplattenkomponenten und ihre Funktionsweise
8) Leiterplattenfunktion - Warum brauchen wir Leiterplatten?
9) Prinzip der Leiterplattenmontage: Durchgangsloch vs. Oberflächenmontage

Was ist eine Leiterplatte?

Grundlegende Informationen von PCB Board

Spitzname: PCB ist bekannt als Leiterplatte (PWB) oder geätzte Leiterplatte (EWB) können Sie auch PCB Board als anrufen Leiterplatte, PC Board, oder PCB 

Definition: Im Allgemeinen bezieht sich eine Leiterplatte auf a dünne Platte oder eine flache Isolierfolie aus verschiedenen Folien eines nicht leitenden Materials wie z Glasfaser, Epoxidverbund oder ein anderes Laminatmaterial, das ist die Platinenbasis, die physisch verwendet wird unterstützen und verbinden die oberflächenmontierte Sockelkomponenten wie Transistoren, Widerstände und integrierte Schaltkreise in den meisten elektronischen Geräten. Wenn Sie eine Leiterplatte als Fach betrachten, sind die "Lebensmittel" auf dem "Fach" die elektronische Schaltung sowie andere daran angeschlossene Komponenten. Die Leiterplatte bezieht sich auf viele professionelle Terminologien. Weitere Informationen zur Leiterplatten-Terminologie finden Sie unter Schlag Seite!

Lies auch: PCB Terminology Glossary (Anfängerfreundlich) | PCB Design

Eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte wird als a bezeichnet Leiterplattenbaugruppe (PCA), Leiterplattenbestückung or Leiterplattenbestückung (PCBA), Leiterplatten (PWB) oder "Leiterplatten" (PWC), aber PCB-Printed Circuit Board (PCB) ist immer noch der gebräuchlichste Name.

Die Hauptplatine in einem Computer wird als "Systemplatine" oder "Hauptplatine" bezeichnet.

* Was ist eine Leiterplatte?

Laut Wikipedia bezieht sich eine Leiterplatte auf:
"Eine Leiterplatte unterstützt und verbindet elektrische oder elektronische Komponenten mechanisch unter Verwendung von leitenden Schienen, Pads und anderen Merkmalen, die aus einer oder mehreren Kupferblechschichten geätzt sind, die auf und / oder zwischen Blechschichten eines nichtleitenden Substrats laminiert sind."

Die meisten Leiterplatten sind flach und starr, aber flexible Substrate können es Leiterplatten ermöglichen, in gewundene Räume zu passen.

Eine interessante Sache ist, dass, obwohl die meisten gängigen Leiterplatten aus Kunststoff- oder Glasfaser- und Harzverbundwerkstoffen bestehen und Kupferspuren verwenden, eine Vielzahl anderer Materialien verwendet werden kann. 

HINWEIS: PCB kann auch für "stehen"Prozesssteuerungsblock"Eine Datenstruktur in einem Systemkern, in der Informationen zu einem Prozess gespeichert sind. Damit ein Prozess ausgeführt werden kann, muss das Betriebssystem zunächst Informationen zu dem Prozess auf der Leiterplatte registrieren.

Lesen Sie auch: Leiterplattenherstellungsprozess | 16 Schritte zum Erstellen einer Leiterplatte

Die Struktur einer Leiterplatte

Eine Leiterplatte besteht aus verschiedenen Schichten und Materialien, die zusammen unterschiedliche Aktionen ausführen, um modernen Schaltungen mehr Raffinesse zu verleihen. In diesem Artikel werden wir alle verschiedenen Kompositionsmaterialien und Elemente der Leiterplatte im Detail diskutieren.

Eine Leiterplatte wie das Beispiel im Bild hat nur eine leitende Schicht. Eine einschichtige Leiterplatte ist sehr restriktiv. Die Schaltungsrealisierung wird die verfügbaren Bereiche nicht effizient nutzen, und der Konstrukteur kann Schwierigkeiten haben, die erforderlichen Verbindungen herzustellen.

* Die Zusammensetzung einer Leiterplatte

Das Basis- oder Substratmaterial der Leiterplatte, auf dem alle Komponenten und Geräte auf der Leiterplatte gelagert sind, besteht normalerweise aus Glasfaser. Unter Berücksichtigung der Daten der Leiterplattenherstellung ist FR4 das beliebteste Material für Glasfaser. Der massive Kern von FR4 verleiht der Leiterplatte ihre Festigkeit, Unterstützung, Steifigkeit und Dicke. Da es verschiedene Arten von Leiterplatten gibt, wie normale Leiterplatten, flexible Leiterplatten usw., werden sie aus flexiblem Hochtemperaturkunststoff hergestellt.

Durch den Einbau zusätzlicher leitender Schichten wird die Leiterplatte kompakter und einfacher zu gestalten. Eine zweischichtige Platte ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer einschichtigen Platte, und die meisten Anwendungen profitieren von mindestens vier Schichten. Eine vierschichtige Platte besteht aus der oberen Schicht, der unteren Schicht und zwei internen Schichten. ("Oben" und "Unten" scheinen keine typische wissenschaftliche Terminologie zu sein, aber sie sind dennoch die offiziellen Bezeichnungen in der Welt des PCB-Designs und der Herstellung.)

Lies auch: PCB Design | Ablaufdiagramm für den Leiterplattenherstellungsprozess, PPT und PDF

Warum wird es als Leiterplatte bezeichnet?

Erste Leiterplatte

Die Erfindung der Leiterplatte wird dem österreichischen Erfinder Paul Eisler zugeschrieben. Paul Eisler entwickelte die Leiterplatte zum ersten Mal, als er 1936 an einem Funkgerät arbeitete, aber Leiterplatten wurden erst nach den 1950er Jahren massenhaft verwendet. Von da an begann die Popularität von PCBs schnell zu wachsen.

Leiterplatten entwickelten sich aus elektrischen Verbindungssystemen, die in den 1850er Jahren entwickelt wurden, obwohl die Entwicklung, die zur Erfindung der Leiterplatte führte, bis in die 1890er Jahre zurückverfolgt werden kann. Metallstreifen oder -stangen wurden ursprünglich verwendet, um große elektrische Komponenten zu verbinden, die auf Holzsockeln montiert waren. 

*Metallstreifen verwendet im Komponentenanschluss

Mit der Zeit wurden die Metallstreifen durch Drähte ersetzt, die mit Schraubklemmen verbunden waren, und Holzsockel wurden durch Metallchassis ersetzt. Aufgrund der gestiegenen Betriebsanforderungen der Produkte, die Leiterplatten verwendeten, waren jedoch kleinere und kompaktere Konstruktionen erforderlich.

Im Jahr 1925 reichte Charles Ducas aus den USA eine Patentanmeldung für ein Verfahren zur Erzeugung eines elektrischen Pfades direkt auf einer isolierten Oberfläche durch Drucken durch eine Schablone mit elektrisch leitenden Tinten ein. Diese Methode brachte den Namen "gedruckte Verkabelung" oder "gedruckte Schaltung" hervor.

* Leiterplattenpatente und Charles Ducas mit dem ersten Funkgerät, das ein Leiterplattengehäuse und eine Antennenspule verwendet. 

Die Erfindung der Leiterplatte wird jedoch dem österreichischen Erfinder Paul Eisler zugeschrieben. Paul Eisler entwickelte die Leiterplatte zum ersten Mal, als er 1936 an einem Funkgerät arbeitete, aber Leiterplatten wurden erst nach den 1950er Jahren massenhaft verwendet. Von da an begann die Popularität von PCBs schnell zu wachsen.

Die Entwicklungsgeschichte von Leiterplatten

● 1925: Charles Ducas, ein amerikanischer Erfinder, patentiert das erste Leiterplattendesign, wenn er leitfähige Materialien auf eine flache Holzplatte schabloniert.
● 1936: Paul Eisler entwickelt die erste Leiterplatte für den Einsatz in einem Funkgerät.
● 1943: Eisler patentiert ein fortschrittlicheres PCB-Design, bei dem die Schaltkreise auf Kupferfolie auf glasfaserverstärktem, nicht leitendem Substrat geätzt werden.
● 1944: Die Vereinigten Staaten und Großbritannien arbeiten zusammen, um Näherungssicherungen für den Einsatz in Minen, Bomben und Artilleriegeschossen während des Zweiten Weltkriegs zu entwickeln.
● 1948: Die US-Armee veröffentlicht die PCB-Technologie für die Öffentlichkeit, was zu einer weit verbreiteten Entwicklung führt.
● 1950er Jahre: Transistoren werden auf dem Elektronikmarkt eingeführt, wodurch die Gesamtgröße der Elektronik verringert, der Einbau von Leiterplatten vereinfacht und die Zuverlässigkeit der Elektronik erheblich verbessert wird.
● 1950er bis 1960er Jahre: Leiterplatten entwickeln sich zu doppelseitigen Leiterplatten mit elektrischen Komponenten auf der einen Seite und Identifikationsdruck auf der anderen Seite. Zinkplatten werden in Leiterplattenkonstruktionen eingearbeitet und korrosionsbeständige Materialien und Beschichtungen werden implementiert, um eine Verschlechterung zu verhindern.
● 1960er Jahre:  Die integrierte Schaltung - IC oder Siliziumchip - wird in elektronische Designs eingeführt, wobei Tausende und sogar Zehntausende von Komponenten auf einem einzigen Chip platziert werden. Dies verbessert die Leistung, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Elektronik, die diese Geräte enthält, erheblich. Um die neuen ICs aufzunehmen, musste die Anzahl der Leiter in einer Leiterplatte dramatisch zunehmen, was zu mehr Schichten innerhalb der durchschnittlichen Leiterplatte führte. Gleichzeitig werden die Leiterplatten kleiner, weil die IC-Chips so klein sind, und Lötverbindungen werden zuverlässig schwieriger.
● 1970er Jahre: Leiterplatten sind fälschlicherweise mit der umweltschädlichen Chemikalie polychloriertes Biphenyl verbunden, die zu dieser Zeit auch als PCB abgekürzt wurde. Diese Verwirrung führt zu Verwirrung in der Öffentlichkeit und zu gesundheitlichen Bedenken der Bevölkerung. Um Verwirrung zu vermeiden, werden Leiterplatten (PCBs) in Leiterplatten (PWB) umbenannt, bis chemische Leiterplatten in den 1990er Jahren auslaufen.
● 1970er - 1980er Jahre: Lötmasken aus dünnen Polymermaterialien wurden entwickelt, um das Aufbringen von Lötmittel auf die Kupferschaltungen zu erleichtern, ohne benachbarte Schaltungen zu überbrücken, wodurch die Schaltungsdichte weiter erhöht wird. Später wird eine photoabbildbare Polymerbeschichtung entwickelt, die direkt auf die Schaltkreise aufgebracht, getrocknet und anschließend durch Belichtung mit Licht modifiziert werden kann, wodurch die Schaltkreisdichte weiter verbessert wird. Dies wird zu einer Standardherstellungsmethode für Leiterplatten.
● 1980er Jahre:  Es wird eine neue Montagetechnologie entwickelt, die als Oberflächenmontagetechnologie - kurz SMT - bezeichnet wird. Zuvor hatten alle Leiterplattenkomponenten Drahtleitungen, die in Löcher in den Leiterplatten eingelötet wurden. Diese Löcher nahmen wertvolle Immobilien in Anspruch, die für eine zusätzliche Leitungsführung benötigt wurden. SMT-Komponenten wurden entwickelt und wurden schnell zum Fertigungsstandard, der direkt auf kleine Pads auf der Leiterplatte gelötet wurde, ohne dass Löcher erforderlich waren. SMT-Komponenten vermehrten sich schnell zum Industriestandard und ersetzten Durchgangslochkomponenten, wodurch wiederum die Funktionsleistung, Leistung, Zuverlässigkeit sowie die Herstellungskosten für Elektronik verbessert wurden.
● 1990er Jahre: Die Größe von Leiterplatten nimmt weiter ab, da computergestützte Konstruktions- und Fertigungssoftware (CAD / CAM) an Bedeutung gewinnt. Das Computerisierungsdesign automatisiert viele Schritte im PCB-Design und ermöglicht immer komplexere Designs mit kleineren, leichteren Komponenten. Die Zulieferer arbeiten gleichzeitig daran, die Leistung ihrer Geräte zu verbessern, den Stromverbrauch zu senken, die Zuverlässigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken. Kleinere Verbindungen ermöglichen eine schnell zunehmende Miniaturisierung der Leiterplatten.
● 2000er Jahre: PCBs sind kleiner, leichter, viel höher und komplexer geworden. Mehrschichtige und flexible Leiterplattenkonstruktionen ermöglichen eine wesentlich höhere Betriebsfunktionalität in elektronischen Geräten mit zunehmend kleineren und kostengünstigeren Leiterplatten.

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Verschiedene  Arten von Leiterplatten (Pgedruckte Leiterplatten) 

PCBs werden häufig anhand der Häufigkeit, der Anzahl der Schichten und des verwendeten Substrats klassifiziert. Einige Pappeltypen werden unten diskutiert:

● Einseitige Leiterplatten / Einschichtige Leiterplatten
● Doppelseitige Leiterplatten / Doppelschicht-Leiterplatten
● Mehrschichtige Leiterplatten
● Flexible Leiterplatten
● Starre Leiterplatten
● Rigid-Flex-Leiterplatten
● Hochfrequenz-Leiterplatten
● Leiterplatten mit Aluminiumrücken

1. Einseitige Leiterplatten / einschichtige Leiterplatten
Einseitige Leiterplatten sind der Grundtyp von Leiterplatten, die nur eine Schicht Substrat oder Basismaterial enthalten. Eine Seite des Grundmaterials ist mit einer dünnen Metallschicht beschichtet. Kupfer ist die häufigste Beschichtung, da es als elektrischer Leiter gut funktioniert. Diese Leiterplatten enthalten auch eine schützende Lötmaske, die zusammen mit einer Siebdruckbeschichtung auf die Kupferschicht aufgetragen wird. 

* Einschichtiges PCB-Diagramm

Einige Vorteile einseitiger Leiterplatten sind:
● Einseitige Leiterplatten werden für die Serienproduktion verwendet und sind kostengünstig.
● Diese Leiterplatten werden für einfache Schaltkreise wie Leistungssensoren, Relais, Sensoren und elektronisches Spielzeug verwendet.

Das kostengünstige Modell mit hohem Volumen bedeutet, dass sie häufig für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Taschenrechner, Kameras, Radio, Stereoanlagen, Solid-State-Laufwerke, Drucker und Netzteile.

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2. Doppelseitige Leiterplatten / Doppelschicht-Leiterplatten
Doppelseitige Leiterplatten weisen auf beiden Seiten des Substrats eine metallleitende Schicht auf. Durch Löcher in der Leiterplatte können die Metallteile von einer Seite zur anderen befestigt werden. Diese Leiterplatten verbinden die Schaltkreise auf beiden Seiten durch eines der beiden Montageschemata, nämlich die Durchgangsbohrtechnologie und die Oberflächenmontagetechnologie. Bei der Durchgangsbohrtechnologie werden Bleikomponenten durch die vorgebohrten Löcher auf der Leiterplatte eingeführt, die auf den gegenüberliegenden Pads mit den Pads verlötet sind. Bei der Oberflächenmontagetechnologie werden elektrische Komponenten direkt auf der Oberfläche der Leiterplatten platziert. 

* Doppelschichtiges Leiterplattendiagramm

Vorteile von doppelseitigen Leiterplatten sind:
● Durch die Oberflächenmontage können im Vergleich zur Durchgangslochmontage mehr Schaltkreise an der Platine angebracht werden.
● Diese Leiterplatten werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Mobiltelefonsysteme, Leistungsüberwachung, Testgeräte, Verstärker und viele andere.

Oberflächenmontierte Leiterplatten verwenden keine Drähte als Anschlüsse. Stattdessen werden viele kleine Kabel direkt auf die Platine gelötet, was bedeutet, dass die Platine selbst als Verdrahtungsfläche für die verschiedenen Komponenten verwendet wird. Auf diese Weise können Schaltkreise mit weniger Platz fertiggestellt werden, wodurch Platz frei wird, damit die Platine mehr Funktionen ausführen kann, normalerweise bei höheren Geschwindigkeiten und geringerem Gewicht, als dies bei einer Durchgangsplatine möglich wäre.

Doppelseitige Leiterplatten werden normalerweise in Anwendungen verwendet, die ein mittleres Maß an Schaltungskomplexität erfordern, z. B. Industriesteuerungen, Netzteile, Instrumente, HLK-Systeme, LED-Beleuchtung, Armaturenbretter für Kraftfahrzeuge, Verstärker und Verkaufsautomaten.

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3. Mehrschichtige Leiterplatten
Mehrschichtige Leiterplatten haben Leiterplatten, die mehr als zwei Kupferschichten wie 4L, 6L, 8L usw. umfassen. Diese Leiterplatten erweitern die in doppelseitigen Leiterplatten verwendete Technologie. Verschiedene Schichten einer Substratplatte und Isoliermaterialien trennen die Schichten in mehrschichtigen Leiterplatten. Die Leiterplatten sind kompakt und bieten Vorteile in Bezug auf Gewicht und Platzbedarf. 

* Mehrschichtiges Leiterplattendiagramm

Einige Vorteile von mehrschichtigen Leiterplatten sind:
● Mehrschichtige Leiterplatten bieten ein hohes Maß an Designflexibilität.
● Diese Leiterplatten spielen in Hochgeschwindigkeitsschaltungen eine wichtige Rolle. Sie bieten mehr Platz für Leitermuster und Leistung.

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4. Flexible Leiterplatten
Flexible Leiterplatten bestehen aus einem flexiblen Grundmaterial. Diese Leiterplatten sind in einseitigen, doppelseitigen und mehrschichtigen Formaten erhältlich. Dies hilft bei der Reduzierung der Komplexität innerhalb der Gerätebaugruppe. Im Gegensatz zu starren Leiterplatten, die unbewegliche Materialien wie Glasfaser verwenden, bestehen flexible Leiterplatten aus Materialien, die sich biegen und bewegen können, wie z. B. Kunststoff. Flexible Leiterplatten sind wie starre Leiterplatten in Einzel-, Doppel- oder Mehrschichtformaten erhältlich. Da sie auf ein flexibles Material gedruckt werden müssen, kosten flexible Leiterplatten mehr für die Herstellung.

* Flexibles PCB-Diagramm

Flexible Leiterplatten bieten jedoch viele Vorteile gegenüber starren Leiterplatten. Der wichtigste dieser Vorteile ist die Tatsache, dass sie flexibel sind. Dies bedeutet, dass sie über Kanten gefaltet und um Ecken gewickelt werden können. Ihre Flexibilität kann zu Kosten- und Gewichtseinsparungen führen, da eine einzige flexible Leiterplatte verwendet werden kann, um Bereiche abzudecken, in denen möglicherweise mehrere starre Leiterplatten erforderlich sind.

Flexible Leiterplatten können auch in Bereichen eingesetzt werden, die möglicherweise Umweltgefahren ausgesetzt sind. Zu diesem Zweck werden sie einfach aus Materialien hergestellt, die wasserdicht, stoßfest, korrosionsbeständig oder gegen Hochtemperaturöle beständig sind - eine Option, die herkömmliche starre Leiterplatten möglicherweise nicht bieten.

Einige Vorteile dieser Leiterplatten sind:
● Flexible Leiterplatten tragen zur Verringerung der Leiterplattengröße bei und eignen sich daher ideal für verschiedene Anwendungen, bei denen eine hohe Signalverfolgungsdichte erforderlich ist.
● Diese Leiterplatten sind für Arbeitsbedingungen ausgelegt, bei denen Temperatur und Dichte das Hauptanliegen sind.

Flexible Leiterplatten können auch in Bereichen eingesetzt werden, die möglicherweise Umweltgefahren ausgesetzt sind. Zu diesem Zweck werden sie einfach aus Materialien hergestellt, die wasserdicht, stoßfest, korrosionsbeständig oder gegen Hochtemperaturöle beständig sind - eine Option, die herkömmliche starre Leiterplatten möglicherweise nicht bieten.

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5. Starre Leiterplatten
Starre Leiterplatten beziehen sich auf solche Arten von Leiterplatten, deren Grundmaterial aus einem festen Material hergestellt ist und die nicht gebogen werden können. Starre Leiterplatten bestehen aus einem festen Substratmaterial, das ein Verdrehen der Leiterplatte verhindert. Möglicherweise ist das häufigste Beispiel für eine starre Leiterplatte ein Computer-Motherboard. Das Motherboard ist eine mehrschichtige Leiterplatte, die Strom aus dem Netzteil zuweist und gleichzeitig die Kommunikation zwischen allen Teilen des Computers wie CPU, GPU und RAM ermöglicht.

*Starre Leiterplatten können von einer einfachen einschichtigen Leiterplatte bis hin zu einer acht- oder zehnschichtigen mehrschichtigen Leiterplatte reichen

Starre Leiterplatten machen vielleicht die größte Anzahl der hergestellten Leiterplatten aus. Diese Leiterplatten werden überall dort eingesetzt, wo die Leiterplatte selbst in einer Form aufgestellt werden muss und dies auch für den Rest der Lebensdauer des Geräts so bleibt. Starre Leiterplatten können von einer einfachen einschichtigen Leiterplatte bis hin zu einer acht- oder zehnschichtigen mehrschichtigen Leiterplatte reichen.

Alle starren Leiterplatten haben einschichtige, zweischichtige oder mehrschichtige Konstruktionen, sodass sie alle dieselben Anwendungen verwenden.

● Diese Leiterplatten sind kompakt, wodurch die Schaffung einer Vielzahl komplexer Schaltkreise um sie herum sichergestellt wird.

● Starre Leiterplatten bieten eine einfache Reparatur und Wartung, da alle Komponenten deutlich gekennzeichnet sind. Auch die Signalwege sind gut organisiert.

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6. Rigid-Flex-Leiterplatten
Rigid-Flex-Leiterplatten sind eine Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten. Sie umfassen mehrere Schichten flexibler Schaltkreise, die an mehr als einer starren Platte angebracht sind.

* Flex-starres PCB-Diagramm

Einige Vorteile dieser Leiterplatten sind:
● Diese Leiterplatten sind präzisionsgefertigt. Daher wird es in verschiedenen medizinischen und militärischen Anwendungen eingesetzt.
● Diese Leiterplatten sind leicht und bieten 60% Gewicht und Platzersparnis.

Flex-starre Leiterplatten finden sich am häufigsten in Anwendungen, bei denen Platz oder Gewicht im Vordergrund stehen, einschließlich Mobiltelefonen, Digitalkameras, Herzschrittmachern und Automobilen.

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7. Hochfrequenz-Leiterplatten
Hochfrequenz-Leiterplatten werden im Frequenzbereich von 500 MHz bis 2 GHz verwendet. Diese Leiterplatten werden in verschiedenen frequenzkritischen Anwendungen wie Kommunikationssystemen, Mikrowellen-Leiterplatten, Mikrostreifen-Leiterplatten usw. verwendet.

Hochfrequenz-PCB-Materialien umfassen häufig glasfaserverstärktes Epoxidlaminat der FR4-Qualität, Polyphenylenoxid (PPO) -Harz und Teflon. Teflon ist aufgrund seiner geringen und stabilen Dielektrizitätskonstante, des geringen dielektrischen Verlusts und der insgesamt geringen Wasseraufnahme eine der teuersten verfügbaren Optionen.

* Hochfrequenz-Leiterplatten sind Citcuit-Leiterplatten, die zur Übertragung von Signalen über einen Giaghertz ausgelegt sind

Bei der Auswahl einer Hochfrequenz-Leiterplatte und des entsprechenden Typs des Leiterplattenverbinders müssen viele Aspekte berücksichtigt werden, einschließlich Dielektrizitätskonstante (DK), Verlustleistung, Verlust und Dielektrizitätsdicke.

Das wichtigste davon ist das Dk des betreffenden Materials. Materialien mit einer hohen Wahrscheinlichkeit für die Änderung der Dielektrizitätskonstante weisen häufig Impedanzänderungen auf, die die Oberwellen eines digitalen Signals stören und einen Gesamtverlust der Integrität des digitalen Signals verursachen können - eines der Dinge, für die Hochfrequenz-Leiterplatten ausgelegt sind verhindern.

Weitere Aspekte, die bei der Auswahl der Karten und PC-Steckertypen für die Entwicklung einer Hochfrequenz-Leiterplatte berücksichtigt werden müssen, sind:

● Dielektrischer Verlust (DF), der die Qualität der Signalübertragung beeinflusst. Ein geringerer dielektrischer Verlust kann zu einer geringen Signalverschwendung führen.
● Wärmeausdehnung. Wenn die Wärmeausdehnungsraten der zum Aufbau der Leiterplatte verwendeten Materialien, wie z. B. Kupferfolie, nicht gleich sind, können sich die Materialien aufgrund von Temperaturänderungen voneinander trennen.
● Wasseraufnahme. Eine hohe Wasseraufnahme beeinflusst die Dielektrizitätskonstante und den dielektrischen Verlust von PCB, insbesondere wenn es in feuchten Umgebungen verwendet wird.
● Andere Widerstände. Die beim Bau einer Hochfrequenz-Leiterplatte verwendeten Materialien sollten nach Bedarf hinsichtlich Wärmebeständigkeit, Schlagfestigkeit und Beständigkeit gegen gefährliche Chemikalien hoch bewertet werden.

FMUSER ist der Experte für die Herstellung von Hochfrequenz-Leiterplatten. Wir bieten nicht nur kostengünstige Leiterplatten, sondern auch Online-Support für das Design Ihrer Leiterplatten. kontaktieren Sie uns !

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8. Leiterplatten mit Aluminiumrücken
Diese Leiterplatten werden in Hochleistungsanwendungen verwendet, da die Aluminiumkonstruktion zur Wärmeableitung beiträgt. Leiterplatten mit Aluminiumrücken bieten bekanntermaßen ein hohes Maß an Steifigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung, was sie ideal für Anwendungen mit hoher mechanischer Toleranz macht. 

* Aluminium-PCB-Diagramm

Einige Vorteile dieser Leiterplatten sind:

▲ Niedrige Kosten. Aluminium ist eines der am häufigsten vorkommenden Metalle auf der Erde und macht 8.23% des Planetengewichts aus. Aluminium ist einfach und kostengünstig abzubauen, was dazu beiträgt, die Kosten im Herstellungsprozess zu senken. Bauprodukte mit Aluminium sind somit kostengünstiger.
▲ Umweltfreundlich. Aluminium ist ungiftig und leicht recycelbar. Aufgrund der einfachen Montage ist die Herstellung von Leiterplatten aus Aluminium auch ein guter Weg, um Energie zu sparen.
▲ Wärmeableitung. Aluminium ist eines der besten verfügbaren Materialien, um Wärme von wichtigen Komponenten von Leiterplatten abzuleiten. Anstatt die Wärme auf den Rest der Platine zu verteilen, überträgt sie die Wärme an die frische Luft. Aluminiumplatinen kühlen schneller ab als Kupferplatinen gleicher Größe.
▲ Materialbeständigkeit. Aluminium ist weitaus haltbarer als Materialien wie Glasfaser oder Keramik, insbesondere für Falltests. Die Verwendung stabilerer Basismaterialien trägt dazu bei, Schäden während Herstellung, Versand und Installation zu reduzieren.

All diese Vorteile machen Aluminium-Leiterplatten zu einer hervorragenden Wahl für Anwendungen, die hohe Leistungsabgaben bei sehr engen Toleranzen erfordern, einschließlich Ampeln, Fahrzeugbeleuchtung, Netzteilen, Motorsteuerungen und Hochstromschaltungen.

Neben LEDs und Netzteilen. Leiterplatten mit Aluminiumrücken können auch in Anwendungen verwendet werden, die ein hohes Maß an mechanischer Stabilität erfordern oder bei denen die Leiterplatte möglicherweise starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Sie unterliegen einer geringeren Wärmeausdehnung als eine Platte auf Glasfaserbasis, was bedeutet, dass sich die anderen Materialien auf der Platte, wie Kupferfolie und Isolierung, weniger wahrscheinlich ablösen, was die Lebensdauer des Produkts weiter verlängert.

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Leiterplattenindustrie im Jahr 2021

Der globale PCB-Markt kann auf der Grundlage des Produkttyps in Flex (flexible FPCB und Rigid-Flex-PCB), IC-Substrat, High Density Interconnect (HDI) und andere unterteilt werden. Auf der Basis des PCB-Laminattyps kann der Markt in PR4, High Tg Epoxy und Polyimid aufgeteilt werden. Der Markt kann auf der Grundlage von Anwendungen in Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie, Medizintechnik, Industrie und Militär / Luft- und Raumfahrt usw. unterteilt werden.

Das Wachstum des Leiterplattenmarktes im historischen Zeitraum wurde durch verschiedene Faktoren unterstützt, wie den boomenden Markt für Unterhaltungselektronik, das Wachstum in der Gesundheitsgeräteindustrie, den gestiegenen Bedarf an doppelseitigen Leiterplatten und einen Anstieg der Nachfrage nach High-Tech-Funktionen in der Automobilindustrie und eine Erhöhung des verfügbaren Einkommens. Der Markt steht auch vor einigen Herausforderungen wie strengen Kontrollen der Lieferkette und der Neigung zu COTS-Komponenten.

Der Markt für Leiterplatten wird im Prognosezeitraum (1.53 - 2021) voraussichtlich eine jährliche Wachstumsrate von 2026% aufweisen und im Jahr 58.91 einen Wert von 2020 Mrd. USD haben. Bis 75.72 wird ein Wert von 2026 Mrd. USD prognostiziert. 2021. Der Markt verzeichnete in den letzten Jahren ein schnelles Wachstum, vor allem aufgrund der kontinuierlichen Entwicklung von Geräten der Unterhaltungselektronik und der steigenden Nachfrage nach Leiterplatten für alle elektronischen und elektrischen Geräte.

Die Einführung von Leiterplatten in vernetzten Fahrzeugen hat auch den Leiterplattenmarkt beschleunigt. Hierbei handelt es sich um Fahrzeuge, die sowohl mit drahtgebundenen als auch mit drahtlosen Technologien ausgestattet sind, die es den Fahrzeugen ermöglichen, problemlos eine Verbindung zu Computergeräten wie Smartphones herzustellen. Mit dieser Technologie können Fahrer ihre Fahrzeuge entsperren, Klimatisierungssysteme aus der Ferne starten, den Batteriestatus ihrer Elektroautos überprüfen und ihre Autos mithilfe von Smartphones verfolgen.

Die Verbreitung der 5G-Technologie, 3D-gedruckte Leiterplatten, andere Innovationen wie biologisch abbaubare Leiterplatten und die zunehmende Verwendung von Leiterplatten in tragbaren Technologien sowie Fusionen und Übernahmen (M & A) sind einige der neuesten Trends auf dem Markt.

Darüber hinaus hat die Nachfrage nach elektronischen Geräten wie Smartphones, Smartwatches und anderen Geräten das Wachstum des Marktes angekurbelt. Laut der US-amerikanischen Consumer Technology Sales and Forecast-Studie, die von der Consumer Technology Association (CTA) durchgeführt wurde, wurde der Umsatz mit Smartphones 79.1 und 77.5 auf 2018 Mrd. USD bzw. 2019 Mrd. USD geschätzt.

Der 3D-Druck hat sich in letzter Zeit als wesentlicher Bestandteil einer der großen PCB-Innovationen erwiesen. Es wird erwartet, dass 3D-gedruckte Elektronik oder 3D-PEs die Art und Weise, wie elektrische Systeme in Zukunft entworfen werden, revolutionieren werden. Diese Systeme erzeugen 3D-Schaltungen, indem sie ein Substratelement Schicht für Schicht drucken und dann eine flüssige Tinte darüber hinzufügen, die elektronische Funktionen enthält. Oberflächenmontagetechnologien können dann hinzugefügt werden, um das endgültige System zu erstellen. 3D PE kann sowohl für Schaltungshersteller als auch für deren Kunden möglicherweise enorme technische und Fertigungsvorteile bieten, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen 2D-Leiterplatten.

Mit dem Ausbruch von COVID-19 wurde die Produktion von Leiterplatten in den Monaten Januar und Februar durch Einschränkungen und Verzögerungen in der Region Asien-Pazifik, insbesondere in China, beeinträchtigt. Unternehmen haben ihre Produktionskapazitäten nicht wesentlich geändert, aber die schwache Nachfrage in China wirft einige Probleme in der Lieferkette auf. Der Bericht der Semiconductor Industry Association (SIA) vom Februar wies auf mögliche längerfristige geschäftliche Auswirkungen außerhalb Chinas im Zusammenhang mit dem COVID-19 hin. Der Effekt der verminderten Nachfrage könnte sich in den Umsätzen der Unternehmen im zweiten Quartal 2 niederschlagen.

Das Wachstum des PCB-Marktes ist stark mit der Weltwirtschaft und strukturellen Technologien wie Smartphones, 4G / 5G und Rechenzentren verbunden. Der Markteinbruch im Jahr 2020 wird aufgrund der Auswirkungen von Covid-19 erwartet. Die Pandemie hat die Herstellung von Unterhaltungselektronik, Smartphones und Automobilen gebremst und damit die Nachfrage nach Leiterplatten gedämpft. Der Markt würde sich aufgrund der Wiederaufnahme der Fertigungsaktivitäten allmählich erholen, um der Weltwirtschaft einen Auslöser zu geben.

Woraus besteht eine Leiterplatte?

PCB besteht im Allgemeinen aus vier Materialschichten, die durch Wärme, Druck und andere Verfahren miteinander verbunden sind. Vier Schichten einer Leiterplatte bestehen aus Substrat, Kupfer, Lötmaske und Siebdruck.

Jede Platine wird anders sein, aber sie werden meistens einige der Elemente gemeinsam haben. Hier sind einige der gebräuchlichsten Materialien, die bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet werden:

Die sechs Grundkomponenten einer Standardplatine sind:

● Die Kernschicht - enthält glasfaserverstärktes Epoxidharz
● Eine leitende Schicht - enthält Spuren und Pads, aus denen die Schaltung besteht (normalerweise aus Kupfer, Gold, Silber).
● Lötmaskenschicht - dünne Polymertinte
● Siebdruck-Overlay - Spezialtinte, die die Komponentenreferenzen anzeigt
● Ein Zinnlot - zum Befestigen von Bauteilen an Durchgangslöchern oder oberflächenmontierten Pads

Prepreg
Prepreg ist ein dünnes Glasgewebe, das mit Harz beschichtet und in speziellen Maschinen getrocknet wird, die als Prepreg-Behandler bezeichnet werden. Das Glas ist das mechanische Substrat, das das Harz an Ort und Stelle hält. Das Harz - normalerweise FR4-Epoxid, Polyimid, Teflon und andere - beginnt als Flüssigkeit, die auf den Stoff aufgetragen wird. Wenn sich das Prepreg durch den Treater bewegt, tritt es in einen Ofenabschnitt ein und beginnt zu trocknen. Sobald es den Treater verlässt, fühlt es sich trocken an.

Wenn Prepreg höheren Temperaturen ausgesetzt wird, normalerweise über 300º Fahrenheit, beginnt das Harz zu erweichen und zu schmelzen. Sobald das Harz im Prepreg schmilzt, erreicht es einen Punkt (Duroplast genannt), an dem es wieder aushärtet, um wieder steif und sehr, sehr stark zu werden. Trotz dieser Festigkeit sind Prepreg und Laminat in der Regel sehr leicht. Prepreg-Platten oder Glasfaser werden zur Herstellung vieler Dinge verwendet - von Booten über Golfschläger bis hin zu Flugzeugen und Windturbinenblättern. Es ist aber auch bei der Herstellung von Leiterplatten von entscheidender Bedeutung. Prepreg-Folien werden zum Zusammenkleben der Leiterplatte verwendet, und sie werden auch zum Aufbau der zweiten Komponente einer Leiterplatte verwendet - Laminat.

* PCB Stack Up-Seitenansicht Diagramm

Schichtstoff
Laminate, manchmal auch kupferkaschierte Laminate genannt, entstehen durch Aushärten von Stoffschichten mit einem duroplastischen Harz unter hohen Temperaturen und Druck. Dieser Prozess bildet die gleichmäßige Dicke, die für die Leiterplatte wesentlich ist. Sobald das Harz ausgehärtet ist, sind PCB-Laminate wie ein Kunststoffverbundwerkstoff mit Kupferfolien auf beiden Seiten. Wenn Ihre Platte eine hohe Schichtzahl aufweist, muss das Laminat aus Gründen der Dimensionsstabilität aus gewebtem Glas bestehen. 

RoHS-konforme Leiterplatte
RoHS-konforme Leiterplatten sind solche, die der Beschränkung gefährlicher Stoffe aus der Europäischen Union folgen. Das Verbot gilt für die Verwendung von Blei und anderen Schwermetallen in Konsumgütern. Jeder Teil der Platte muss frei von Blei, Quecksilber, Cadmium und anderen Schwermetallen sein.

Lötmaske
Soldermask ist die grüne Epoxidbeschichtung, die die Schaltkreise auf den äußeren Schichten der Platine bedeckt. Die internen Schaltkreise sind in den Prepreg-Schichten vergraben, sodass sie nicht geschützt werden müssen. Wenn die äußeren Schichten jedoch ungeschützt bleiben, oxidieren sie und korrodieren mit der Zeit. Soldermask bietet diesen Schutz für die Leiter an der Außenseite der Leiterplatte.

Nomenklatur - Siebdruck
Nomenklatur oder manchmal auch Siebdruck genannt, sind die weißen Buchstaben, die Sie auf der Lötmaskenbeschichtung auf einer Leiterplatte sehen. Der Siebdruck ist normalerweise die letzte Schicht der Platine, sodass der Leiterplattenhersteller Etiketten auf die wichtigen Bereiche der Platine schreiben kann. Es handelt sich um eine spezielle Tinte, die die Symbole und Komponentenreferenzen für die Komponentenpositionen während des Montageprozesses anzeigt. Die Nomenklatur ist die Beschriftung, die anzeigt, wo sich die einzelnen Komponenten auf der Platine befinden, und manchmal auch die Ausrichtung der Komponenten. 

Sowohl Lötmasken als auch Nomenklaturen sind in der Regel grün und weiß. Möglicherweise werden jedoch auch andere Farben wie Rot, Gelb, Grau und Schwarz verwendet. Diese sind am beliebtesten.

Die Lötmaske schützt alle Schaltkreise auf den äußeren Schichten der Leiterplatte, an denen keine Komponenten angebracht werden sollen. Wir müssen aber auch die freiliegenden Kupferlöcher und -pads schützen, in denen wir die Komponenten löten und montieren möchten. Um diese Bereiche zu schützen und ein gutes lötbares Finish zu erzielen, verwenden wir normalerweise Metallbeschichtungen wie Nickel, Gold, Zinn / Blei-Lötmittel, Silber und andere Endlacke, die nur für Leiterplattenhersteller entwickelt wurden.

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Die beliebtesten Leiterplatten aus hergestelltem Material

Leiterplattenentwickler sehen sich verschiedenen Leistungsmerkmalen gegenüber, wenn sie die Materialauswahl für ihr Design betrachten. Einige der beliebtesten Überlegungen sind:

Dielektrizitätskonstante - eine wichtige elektrische Leistungsanzeige
Flammhemmung - kritisch für die UL-Qualifikation (siehe oben)
Höhere Glasübergangstemperaturen (Tg) - um der Montage bei höheren Temperaturen standzuhalten
Minderte Verlustfaktoren - wichtig bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen, bei denen die Signalgeschwindigkeit bewertet wird
Mechanische Festigkeit einschließlich Scher-, Zug- und anderer mechanischer Eigenschaften, die bei der Inbetriebnahme der Leiterplatte erforderlich sein können
Thermische Leistung - eine wichtige Überlegung in Umgebungen mit erhöhtem Service
Dimensionsstabilität - oder wie viel bewegt sich das Material und wie gleichmäßig bewegt es sich während der Herstellung, der thermischen Zyklen oder der Einwirkung von Feuchtigkeit

Hier sind einige der beliebtesten Materialien, die bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet werden:

Das Substrat: FR4-Epoxidlaminat und Prepreg - Glasfaser
FR4 ist das weltweit beliebteste PCB-Substratmaterial. Die Bezeichnung „FR4“ beschreibt eine Materialklasse, die bestimmte Anforderungen erfüllt, die in den NEMA LI 1-1998-Standards definiert sind. FR4-Materialien weisen gute thermische, elektrische und mechanische Eigenschaften sowie ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auf, wodurch sie sich ideal für die meisten elektronischen Anwendungen eignen. FR4-Laminate und Prepreg bestehen aus Glasgewebe, Epoxidharz und sind normalerweise das kostengünstigste verfügbare PCB-Material. Es kann auch aus flexiblen Materialien hergestellt werden, die manchmal auch gedehnt werden können. 

Es ist besonders beliebt für Leiterplatten mit geringerer Anzahl von Schichten - einseitig, doppelseitig in mehrschichtige Konstruktionen mit im Allgemeinen weniger als 14 Schichten. Darüber hinaus kann das Basis-Epoxidharz mit Additiven gemischt werden, die die Wärmeleistung, die elektrische Leistung und das Überleben / die Bewertung der UL-Flamme erheblich verbessern können zu geringeren Kosten für Hochgeschwindigkeits-Schaltungsentwürfe. FR4-Laminate und Prepregs sind sehr vielseitig und mit allgemein anerkannten Herstellungstechniken mit vorhersehbaren Ausbeuten anpassbar.

Polyimidlaminate und Prepreg
Polyimidlaminate bieten eine höhere Temperaturleistung als FR4-Materialien sowie eine leichte Verbesserung der elektrischen Leistungseigenschaften. Polyimidmaterialien kosten mehr als FR4, bieten jedoch eine verbesserte Überlebensfähigkeit in rauen Umgebungen mit höheren Temperaturen. Sie sind auch während des thermischen Zyklus stabiler und weisen weniger Expansionseigenschaften auf, wodurch sie für Konstruktionen mit höherer Schichtzahl geeignet sind.

Teflon (PTFE) -Laminate und Verbindungslagen
Teflonlaminate und Klebematerialien bieten hervorragende elektrische Eigenschaften und sind daher ideal für Hochgeschwindigkeitsschaltungsanwendungen geeignet. Teflonmaterialien sind teurer als Polyimid, bieten Designern jedoch die Hochgeschwindigkeitsfähigkeiten, die sie benötigen. Teflonmaterialien können auf Glasgewebe aufgetragen werden, können aber auch als nicht abgestützter Film oder mit speziellen Füllstoffen und Additiven hergestellt werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Die Herstellung von Teflon-Leiterplatten erfordert häufig einzigartig qualifizierte Arbeitskräfte, spezielle Ausrüstung und Verarbeitung sowie die Erwartung niedrigerer Herstellungserträge.

Flexible Laminate
Flexible Laminate sind dünn und bieten die Möglichkeit, das elektronische Design zu falten, ohne die elektrische Kontinuität zu verlieren. Sie haben kein Glasgewebe zur Unterstützung, sondern sind auf Kunststofffolie aufgebaut. Sie sind für eine einmalige Flex-Installation gleichermaßen effektiv in ein Gerät gefaltet, um eine Anwendung zu installieren, wie sie sich in einem dynamischen Flex befinden, bei dem die Schaltkreise während der gesamten Lebensdauer des Geräts kontinuierlich gefaltet werden. Flexible Laminate können aus Materialien mit höherer Temperatur wie Polyimid und LCP (Flüssigkristallpolymer) oder sehr kostengünstigen Materialien wie Polyester und PEN hergestellt werden. Da die flexiblen Laminate so dünn sind, kann die Herstellung flexibler Schaltkreise auch einzigartig qualifizierte Arbeitskräfte, spezielle Ausrüstung und Verarbeitung sowie die Erwartung niedrigerer Herstellungsausbeuten erfordern.

Anders

Es gibt viele andere Laminate und Klebematerialien auf dem Markt, einschließlich BT, Cyanatester, Keramik und gemischte Systeme, die Harze kombinieren, um unterschiedliche elektrische und / oder mechanische Leistungseigenschaften zu erhalten. Da die Volumina so viel geringer sind als bei FR4 und die Herstellung viel schwieriger sein kann, werden sie normalerweise als teure Alternativen für Leiterplattenkonstruktionen angesehen.

Der Montageprozess für Leiterplatten ist komplex und umfasst die Interaktion mit vielen kleinen Komponenten sowie detaillierte Kenntnisse über die Funktionen und die Platzierung der einzelnen Teile. Eine Leiterplatte funktioniert ohne ihre elektrischen Komponenten nicht. Darüber hinaus werden je nach Gerät oder Produkt unterschiedliche Komponenten verwendet. Daher ist es wichtig, die verschiedenen Komponenten, die in die Leiterplattenbaugruppe einfließen, genau zu verstehen.

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Leiterplattenkomponenten und wie sie funktionieren
Die folgenden 13 gängigen Komponenten werden in den meisten Leiterplatten verwendet:

● Widerstände
● Transistoren
● Kondensatoren
● Induktivitäten
● Dioden
● Transformatoren
● Integrierte Schaltkreise
● Kristalloszillatoren
● Potentiometer
● SCR (Silicon-Controlled Rectifier)
● Sensoren
● Schalter / Relais
● Batterien

1. Widerstände - Energieregelung 
Widerstände sind eine der am häufigsten verwendeten Komponenten in Leiterplatten und wahrscheinlich am einfachsten zu verstehen. Ihre Funktion besteht darin, dem Stromfluss zu widerstehen, indem sie elektrische Energie als Wärme abführen. Ohne Widerstände können andere Komponenten die Spannung möglicherweise nicht verarbeiten, was zu einer Überlastung führen kann. Sie kommen in einer Vielzahl verschiedener Typen aus verschiedenen Materialien. Der klassische Widerstand, der dem Bastler am besten bekannt ist, sind die 'axialen' Widerstände mit Leitungen an beiden langen Enden und dem mit farbigen Ringen beschrifteten Körper.

2. Transistoren - Energieverstärkung
Transistoren sind aufgrund ihrer Multifunktionalität für den Montageprozess von Leiterplatten von entscheidender Bedeutung. Sie sind Halbleiterbauelemente, die sowohl leiten als auch isolieren können und als Schalter und Verstärker fungieren können. Sie sind kleiner, haben eine relativ lange Lebensdauer und können bei Niederspannungsversorgungen ohne Filamentstrom sicher betrieben werden. Es gibt zwei Arten von Transistoren: Bipolartransistoren (BJT) und Feldeffekttransistoren (FET).

3. Kondensatoren - Energiespeicherung
Kondensatoren sind passive elektronische Komponenten mit zwei Anschlüssen. Sie wirken wie wiederaufladbare Batterien - um die elektrische Ladung vorübergehend zu halten und sie freizugeben, wenn an anderer Stelle im Stromkreis mehr Strom benötigt wird. 

Sie können dies tun, indem Sie entgegengesetzte Ladungen auf zwei leitenden Schichten sammeln, die durch ein isolierendes oder dielektrisches Material getrennt sind. 

Kondensatoren werden häufig nach dem Leiter oder dem dielektrischen Material kategorisiert, was zu vielen Typen mit unterschiedlichen Eigenschaften führt, von Elektrolytkondensatoren mit hoher Kapazität über verschiedene Polymerkondensatoren bis hin zu stabileren Keramikscheibenkondensatoren. Einige haben ein ähnliches Aussehen wie Axialwiderstände, aber der klassische Kondensator ist ein radialer Kondensator, bei dem die beiden Leitungen aus demselben Ende herausragen.

4. Induktivitäten - Energieerhöhung
Induktivitäten sind passive elektronische Komponenten mit zwei Anschlüssen, die Energie (anstatt elektrostatische Energie zu speichern) in einem Magnetfeld speichern, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Induktivitäten werden verwendet, um Wechselströme zu blockieren und gleichzeitig Gleichströme durchzulassen. 

Induktivitäten werden häufig verwendet, um bestimmte Signale herauszufiltern oder zu blockieren, z. B. um Störungen in Funkgeräten zu blockieren, oder in Verbindung mit Kondensatoren, um abgestimmte Schaltkreise herzustellen, um Wechselstromsignale in Schaltnetzteilen zu manipulieren, d. H. TV-Empfänger.

5. Dioden - Energieumleitung 
Dioden sind Halbleiterkomponenten, die als Einwegschalter für Ströme dienen. Sie lassen Ströme leicht in eine Richtung fließen, sodass Strom nur in einer Richtung von der Anode (+) zur Kathode (-) fließen kann, verhindern jedoch, dass Ströme in die entgegengesetzte Richtung fließen, was zu Schäden führen kann.

Die beliebteste Diode bei Hobbyisten ist die Leuchtdiode oder LED. Wie der erste Teil des Namens andeutet, werden sie verwendet, um Licht zu emittieren, aber jeder, der versucht hat zu löten, weiß, dass es sich um eine Diode handelt. Daher ist es wichtig, die richtige Ausrichtung zu wählen. Andernfalls leuchtet die LED nicht auf .

6. Transformatoren - Energieübertragung
Die Funktion von Transformatoren besteht darin, elektrische Energie mit einer Zunahme oder Abnahme der Spannung von einem Stromkreis zu einem anderen zu übertragen. Allgemeine Transformatoren übertragen Energie von einer Quelle zur anderen durch einen Prozess, der als "Induktion" bezeichnet wird. Wie bei Widerständen regeln sie den Strom technisch. Der größte Unterschied besteht darin, dass sie durch „Transformieren“ der Spannung mehr elektrische Isolation als kontrollierten Widerstand bieten. Möglicherweise haben Sie große Industrietransformatoren an Telegraphenmasten gesehen. Diese senken die Spannung von Freileitungen, typischerweise mehrere hunderttausend Volt, auf die wenigen hundert Volt, die typischerweise für den Hausgebrauch erforderlich sind.

Leiterplattentransformatoren bestehen aus zwei oder mehr getrennten induktiven Schaltkreisen (Wicklungen genannt) und einem Weicheisenkern. Die Primärwicklung ist für den Quellkreis - oder woher die Energie kommt - und die Sekundärwicklung ist für den Empfangsstromkreis - wohin die Energie fließt. Transformatoren zerlegen große Spannungsmengen in kleinere, besser handhabbare Ströme, um die Geräte nicht zu überlasten oder zu überlasten.

7. Integrierte Schaltkreise - Kraftpakete
ICs oder integrierte Schaltkreise sind Schaltkreise und Komponenten, die auf Wafer aus Halbleitermaterial geschrumpft sind. Die schiere Anzahl von Komponenten, die auf einen einzelnen Chip gepasst werden können, hat die ersten Taschenrechner und jetzt leistungsstarken Computer vom Smartphone bis zum Supercomputer hervorgebracht. Sie sind normalerweise die Gehirne eines breiteren Kreislaufs. Die Schaltung ist typischerweise von einem schwarzen Kunststoffgehäuse umgeben, das in allen Formen und Größen erhältlich sein kann und sichtbare Kontakte aufweist, unabhängig davon, ob es sich um aus dem Gehäuse herausragende Leitungen oder Kontaktflächen direkt darunter wie beispielsweise BGA-Chips handelt.

8. Kristalloszillatoren - Präzise Timer
Quarzoszillatoren liefern den Takt in vielen Schaltkreisen, die präzise und stabile Zeitsteuerungselemente erfordern. Sie erzeugen ein periodisches elektronisches Signal, indem sie ein piezoelektrisches Material, den Kristall, physikalisch zum Schwingen bringen, daher der Name. Jeder Quarzoszillator ist so ausgelegt, dass er mit einer bestimmten Frequenz vibriert. Er ist stabiler, wirtschaftlicher und hat im Vergleich zu anderen Zeitsteuerungsmethoden einen kleinen Formfaktor. Aus diesem Grund werden sie üblicherweise als präzise Zeitgeber für Mikrocontroller oder häufiger in Quarzarmbanduhren verwendet.

9. Potentiometer - Variierter Widerstand
Potentiometer sind eine Form von variablem Widerstand. Sie sind üblicherweise in rotierenden und linearen Ausführungen erhältlich. Durch Drehen des Knopfes eines Drehpotentiometers wird der Widerstand variiert, wenn der Schieberkontakt über einen halbkreisförmigen Widerstand bewegt wird. Ein klassisches Beispiel für Drehpotentiometer ist der Lautstärkeregler bei Radios, bei dem das Drehpotentiometer die Strommenge zum Verstärker steuert. Das lineare Potentiometer ist das gleiche, außer dass der Widerstand durch lineares Bewegen des Schieberkontakts am Widerstand variiert wird. Sie eignen sich hervorragend, wenn im Feld eine Feinabstimmung erforderlich ist.  

10. SCR (Silicon-Controlled Rectifier) ​​- Hochstromregelung
Silicon Controlled Rectifiers (SCR), auch als Thyristoren bekannt, ähneln Transistoren und Dioden - tatsächlich sind es im Wesentlichen zwei Transistoren, die zusammenarbeiten. Sie haben ebenfalls drei Leitungen, bestehen jedoch aus vier statt drei Siliziumschichten und fungieren nur als Schalter, nicht als Verstärker. Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass nur ein einziger Impuls erforderlich ist, um den Schalter zu aktivieren, während bei einem einzelnen Transistor der Strom kontinuierlich angelegt werden muss. Sie eignen sich besser zum Schalten größerer Leistungsmengen.

11. Sensoren
Sensoren sind Geräte, deren Funktion darin besteht, Änderungen der Umgebungsbedingungen zu erfassen und ein dieser Änderung entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, das an andere elektronische Komponenten in der Schaltung gesendet wird. Sensoren wandeln Energie aus einem physikalischen Phänomen in elektrische Energie um und sind somit Wandler (wandeln Energie in einer Form in eine andere um). Sie können alles sein, von einer Art Widerstand in einem Widerstandstemperaturdetektor (RTD) bis zu LEDs, die eingespeiste Signale erfassen, wie beispielsweise in einer Fernsehfernbedienung. Es gibt eine Vielzahl von Sensoren für verschiedene Umgebungsreize, z. B. Feuchtigkeits-, Licht-, Luftqualitäts-, Berührungs-, Schall-, Feuchtigkeits- und Bewegungssensoren.

12. Schalter und Relais - Netzschalter
Als grundlegende und leicht zu übersehende Komponente ist der Schalter einfach ein Netzschalter zur Steuerung des Stromflusses im Stromkreis durch Umschalten zwischen einem offenen oder einem geschlossenen Stromkreis. Sie unterscheiden sich erheblich in der physischen Erscheinung und reichen von Schieberegler, Drehknopf, Druckknopf, Hebel, Kippschalter, Schlüsselschalter und die Liste geht weiter. In ähnlicher Weise ist ein Relais ein elektromagnetischer Schalter, der über einen Magneten betätigt wird, der wie eine Art temporärer Magnet wird, wenn Strom durch ihn fließt. Sie fungieren als Schalter und können auch kleine Ströme zu größeren Strömen verstärken.

13. Batterien - Energieversorgung
Theoretisch weiß jeder, was eine Batterie ist. Die vielleicht am häufigsten gekaufte Komponente auf dieser Liste sind Batterien, die nicht nur von Elektronikingenieuren und Hobbyisten verwendet werden. Menschen benutzen dieses kleine Gerät, um ihre Alltagsgegenstände mit Strom zu versorgen. Fernbedienungen, Taschenlampen, Spielzeug, Ladegeräte und mehr.

Auf einer Leiterplatte speichert eine Batterie im Wesentlichen chemische Energie und wandelt sie in nutzbare elektronische Energie um, um die verschiedenen auf der Platine vorhandenen Schaltkreise mit Strom zu versorgen. Sie verwenden einen externen Stromkreis, damit Elektronen von einer Elektrode zur anderen fließen können. Dies bildet einen funktionalen (aber begrenzten) elektrischen Strom.

Der Strom wird durch den Umwandlungsprozess von chemischer Energie in elektrische Energie begrenzt. Bei einigen Batterien kann dieser Vorgang in wenigen Tagen abgeschlossen sein. Andere können Monate oder Jahre dauern, bis die chemische Energie vollständig verbraucht ist. Aus diesem Grund müssen einige Batterien (wie die Batterien in Fernbedienungen oder Controllern) alle paar Monate gewechselt werden, während andere (wie Armbanduhrenbatterien) Jahre brauchen, bis sie alle aufgebraucht sind.

Leiterplattenfunktion - Warum brauchen wir Leiterplatten?

PCBs sind in fast allen elektronischen Geräten und Computergeräten enthalten, einschließlich Motherboards, Netzwerkkarten und Grafikkarten für interne Schaltkreise in Festplatten / CD-ROM-Laufwerken. In Bezug auf Computeranwendungen, bei denen feine leitende Spuren wie Laptops und Desktops benötigt werden, dienen sie als Grundlage für viele interne Computerkomponenten wie Grafikkarten, Controllerkarten, Netzwerkschnittstellenkarten und Erweiterungskarten. Diese Komponenten werden alle mit der Hauptplatine verbunden, die auch eine Leiterplatte ist.

PCBs werden auch durch ein photolithographisches Verfahren in einer größeren Version der Art und Weise hergestellt, wie leitende Pfade in Prozessoren hergestellt werden. 

Während Leiterplatten häufig mit Computern verbunden sind, werden sie neben PCs auch in vielen anderen elektronischen Geräten verwendet. Beispielsweise enthalten die meisten Fernseher, Radios, Digitalkameras, Mobiltelefone und Tablets eine oder mehrere Leiterplatten. PCBs in Mobilgeräten ähneln denen in Desktop-Computern und großen elektronischen Geräten, sind jedoch in der Regel dünner und enthalten feinere Schaltkreise.

Dennoch ist die Leiterplatte in fast allen präzisen Geräten / Vorrichtungen weit verbreitet, von kleinen Verbrauchergeräten bis hin zu großen Maschinen. FMUSER bietet hiermit eine Liste der 10 häufigsten Verwendungen von Leiterplatten (Leiterplatten) im täglichen Leben.

Anwendung	Beispiel
Medizintechnik	● Medizinische Bildgebungssysteme ● Monitore ● Infusionspumpen ● Interne Geräte
● Medizinische Bildgebungssysteme: CT, C.AT- und Ultraschallscanner verwenden häufig Leiterplatten, ebenso wie die Computer, die diese Bilder zusammenstellen und analysieren. ● Infusionspumpen: Infusionspumpen wie Insulin und patientengesteuerte Analgesiepumpen liefern einem Patienten präzise Mengen einer Flüssigkeit. PCBs tragen dazu bei, dass diese Produkte zuverlässig und genau funktionieren. ● Betreuer: Herzfrequenz, Blutdruck, Blutzuckermessgeräte und mehr hängen von elektronischen Komponenten ab, um genaue Messwerte zu erhalten. ● Interne Geräte: Herzschrittmacher und andere Geräte, die intern verwendet werden, benötigen kleine Leiterplatten, um zu funktionieren. Fazit:  Der medizinische Sektor entwickelt immer mehr Anwendungen für die Elektronik. Wenn sich die Technologie verbessert und kleinere, dichtere und zuverlässigere Leiterplatten möglich werden, werden Leiterplatten im Gesundheitswesen eine immer wichtigere Rolle spielen.

Anwendung	Beispiel
Militär- und Verteidigungsanwendungen	● Kommunikationsausrüstung: ● Steuerungssysteme: ● Instrumentierung:
● Kommunikationsausrüstung: Funkkommunikationssysteme und andere kritische Kommunikationen erfordern, dass Leiterplatten funktionieren. ● Kontroll systeme: PCBs stehen im Zentrum der Steuerungssysteme für verschiedene Arten von Geräten, einschließlich Radarstörsystemen, Raketenerkennungssystemen und mehr. ● Instrumentierung: PCBs ermöglichen Indikatoren, anhand derer Mitglieder des Militärs Bedrohungen überwachen, militärische Operationen durchführen und Ausrüstung betreiben können. Fazit:  Das Militär ist oft auf dem neuesten Stand der Technik, daher sind einige der fortschrittlichsten Anwendungen von Leiterplatten für Militär- und Verteidigungsanwendungen. Die Verwendung von PCBs im Militär ist sehr unterschiedlich.

Anwendung	Beispiel
Sicherheitsausrüstung	● Überwachungskameras: ● Rauchmelder: ● Elektronische Türschlösser ● Bewegungssensoren und Einbruchalarme
● Sicherheitskameras: Überwachungskameras, ob drinnen oder draußen, sind auf Leiterplatten angewiesen, ebenso wie Geräte zur Überwachung von Sicherheitsmaterial. ● Rauchmelder: Rauchmelder sowie ähnliche Geräte wie Kohlenmonoxiddetektoren benötigen zuverlässige Leiterplatten, um funktionieren zu können. ● Elektronische Türschlösser: Moderne elektronische Türschlösser enthalten auch Leiterplatten. ● Bewegungssensoren und Einbruchalarme: Sicherheitssensoren, die Bewegungen erkennen, sind ebenfalls auf Leiterplatten angewiesen. Fazit:  Leiterplatten spielen eine wesentliche Rolle in vielen verschiedenen Arten von Sicherheitsausrüstung, insbesondere da immer mehr dieser Arten von Produkten die Möglichkeit erhalten, eine Verbindung zum Internet herzustellen.

Anwendung	Beispiel
LEDs	● Wohnraumbeleuchtung ● Automobildisplays ● Computer zeigt ● Medizinische Beleuchtung ● Schaufensterbeleuchtung
● Wohnbeleuchtung: LED-Beleuchtung, einschließlich intelligenter Glühbirnen, hilft Hausbesitzern, ihr Eigentum effizienter zu beleuchten. ● Schaufensterbeleuchtung: Unternehmen können LEDs zur Beschilderung und zur Beleuchtung ihrer Geschäfte verwenden. ● Automobildisplays: Armaturenbrettanzeigen, Scheinwerfer, Bremslichter und mehr können LED-Leiterplatten verwenden. ● Computeranzeigen: LED-Leiterplatten versorgen viele Anzeigen und Anzeigen auf Laptops und Desktop-Computern mit Strom. ● Medizinische Beleuchtung: LEDs liefern helles Licht und geben wenig Wärme ab, was sie ideal für medizinische Anwendungen macht, insbesondere für Operationen und Notfallmedizin. Fazit:  LEDs werden in einer Vielzahl von Anwendungen immer häufiger eingesetzt, sodass Leiterplatten wahrscheinlich weiterhin eine wichtigere Rolle bei der Beleuchtung spielen werden.

Anwendung	Beispiel
Luft- und Raumfahrtkomponenten	● Netzteile ● Überwachungsgeräte: ● Kommunikationsausrüstung
● Netzteile: PCBs sind eine Schlüsselkomponente in der Ausrüstung, die eine Vielzahl von Flugzeugen, Kontrolltürmen, Satelliten und anderen Systemen antreibt. ● Beobachtungs Ausrüstung: Piloten verwenden verschiedene Arten von Überwachungsgeräten, einschließlich Beschleunigungsmessern und Drucksensoren, um die Funktion des Flugzeugs zu überwachen. Diese Monitore verwenden häufig Leiterplatten. ● Kommunikationsausrüstung: Die Kommunikation mit der Bodenkontrolle ist ein wesentlicher Bestandteil der Gewährleistung eines sicheren Flugverkehrs. Diese kritischen Systeme basieren auf Leiterplatten. Fazit:  Die in Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendete Elektronik stellt ähnliche Anforderungen wie die im Automobilsektor verwendeten, jedoch können Leiterplatten in der Luft- und Raumfahrt noch härteren Bedingungen ausgesetzt sein. PCBs können in einer Vielzahl von Luft- und Raumfahrtgeräten verwendet werden, einschließlich Flugzeugen, Raumfähren, Satelliten und Funkkommunikationssystemen.

Anwendung	Beispiel
Industrielle Ausrüstung	● Fertigungsausrüstung ● Kraftgeräte ● Messgeräte ● Interne Geräte
● Fertigungsausrüstung: PCB-basierte Elektronik treibt elektrische Bohrer und Pressen an, die bei der Herstellung verwendet werden. ● Kraftausrüstung: Die Komponenten, die viele Arten von Industrieanlagen antreiben, verwenden Leiterplatten. Zu diesen Stromversorgungsanlagen gehören Wechselrichter, Gleichstrom-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und vieles mehr. ● Messwerkzeug: PCBs treiben häufig Geräte an, die Druck, Temperatur und andere Faktoren messen und steuern. Fazit:  Mit zunehmender Verbreitung von Robotik, industrieller IoT-Technologie und anderen Arten fortschrittlicher Technologie ergeben sich im Industriesektor neue Anwendungen für Leiterplatten.

Anwendungen	Beispiel
Maritime Anwendungen	● Navigationssysteme ● Kommunikationssysteme ● Kontrollsysteme
● Navigationssysteme: Viele Seeschiffe verlassen sich bei ihren Navigationssystemen auf PCBs. Sie finden Leiterplatten in GPS- und Radarsystemen sowie in anderen Geräten. ● Kommunikationssysteme: Die Funksysteme, mit denen die Besatzungen mit Häfen und anderen Schiffen kommunizieren, erfordern Leiterplatten. ● Kontroll systeme: Viele der Steuerungssysteme in Seeschiffen, einschließlich Motormanagementsystemen, Stromverteilungssystemen und Autopilotsystemen, verwenden Leiterplatten. Fazit:  Diese Autopilotsysteme können bei der Stabilisierung des Bootes, beim Manövrieren, bei der Minimierung von Kursfehlern und bei der Steuerung der Ruderaktivität hilfreich sein.

Anwendung	Beispiel
Consumer Elektronik	● Kommunikationsgeräte ● Computer ● Unterhaltungssysteme ● Haushaltsgeräte
● Kommunikationsgeräte: Für Smartphones, Tablets, Smartwatches, Radios und andere Kommunikationsprodukte sind Leiterplatten erforderlich. ● Computers: Computer für Privat- und Geschäftskunden verfügen über Leiterplatten. ● Unterhaltungssysteme: Unterhaltungsprodukte wie Fernseher, Stereoanlagen und Videospielkonsolen basieren auf Leiterplatten. ● Haushaltsgeräte: Viele Haushaltsgeräte verfügen auch über elektronische Komponenten und Leiterplatten, darunter Kühlschränke, Mikrowellen und Kaffeemaschinen. Fazit:  Die Verwendung von PCBs in Konsumgütern verlangsamt sich sicherlich nicht. Der Anteil der Amerikaner, die ein Smartphone besitzen, liegt mittlerweile bei 77 Prozent und wächst. Viele Geräte, die vorher nicht elektronisch waren, erhalten jetzt auch erweiterte elektronische Funktionen und werden Teil des Internet der Dinge (IoT).

Anwendung	Beispiel
Kfz-Komponenten	● Unterhaltungs- und Navigationssysteme ● Kontrollsysteme ● Sensoren
● Unterhaltungs- und Navigationssysteme: Stereoanlagen und Systeme, die Navigation und Unterhaltung integrieren, basieren auf Leiterplatten. ● Kontroll systeme: Viele Systeme, die die Grundfunktionen des Autos steuern, basieren auf Elektronik, die von Leiterplatten angetrieben wird. Dazu gehören Motormanagementsysteme und Kraftstoffregler. ● Sensoren: Da Autos immer fortschrittlicher werden, bauen die Hersteller immer mehr Sensoren ein. Diese Sensoren können tote Winkel überwachen und Fahrer vor Objekten in der Nähe warnen. PCBs sind auch für Systeme erforderlich, mit denen Autos automatisch parallel parken können. Fazit:  Diese Sensoren sind Teil dessen, was es Autos ermöglicht, selbst zu fahren. Es wird erwartet, dass in Zukunft vollständig autonome Fahrzeuge üblich werden, weshalb eine große Anzahl von Leiterplatten verwendet wird.

Anwendung	Beispiel
Telekommunikationsgerät	● Telekommunikationstürme ● Bürokommunikationsausrüstung ● LED-Anzeigen und Anzeigen
● Telekommunikationstürme: Mobilfunkmasten empfangen und senden Signale von Mobiltelefonen und erfordern Leiterplatten, die Außenumgebungen standhalten. ● Bürokommunikationsausrüstung: Ein Großteil der Kommunikationsgeräte, die Sie in einem Büro finden, erfordert Leiterplatten, einschließlich Telefonvermittlungssystemen, Modems, Routern und VoIP-Geräten (Voice over Internet Protocol). ● LED-Anzeigen und Anzeigen: Telekommunikationsgeräte umfassen häufig LED-Anzeigen und Anzeigen, die Leiterplatten verwenden. Fazit:  Die Telekommunikationsbranche entwickelt sich ständig weiter, ebenso wie die Leiterplatten, die der Sektor verwendet. Wenn wir mehr Daten generieren und übertragen, werden leistungsstarke Leiterplatten für die Kommunikation noch wichtiger.

FMUSER weiß, dass jede Branche, die elektronische Geräte verwendet, Leiterplatten benötigt. Unabhängig davon, für welche Anwendung Sie Ihre Leiterplatten verwenden, ist es wichtig, dass diese zuverlässig, erschwinglich und auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind. 

Als Experte für die Herstellung von Leiterplatten für FM-Radiosender sowie als Anbieter von Audio- und Videoübertragungslösungen weiß FMUSER auch, dass Sie nach Qualitäts- und Budget-Leiterplatten für Ihren FM-Rundfunksender suchen. kontaktieren Sie uns sofort für Kostenlose Anfragen zu Leiterplatten!

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Prinzip der Leiterplattenmontage: Durchgangsloch vs. Oberflächenmontage

In den letzten Jahren, insbesondere im Halbleiterbereich, ist eine erhöhte Nachfrage nach größerer Funktionalität, kleinerer Größe und zusätzlichem Nutzen erforderlich. Es gibt zwei Methoden zum Platzieren von Komponenten auf einer Leiterplatte (PCB), nämlich die Durchgangsmontage (THM) und die Oberflächenmontagetechnologie (SMT). Sie unterscheiden sich in ihren unterschiedlichen Merkmalen, Vor- und Nachteilen ein Blick!

Durchgangsbohrungskomponenten

Es gibt zwei Arten von Durchgangsloch-Montagekomponenten: 

Axiale Bleikomponenten - Führen Sie eine Komponente in einer geraden Linie (entlang der „Achse“) durch, wobei das Ende des Anschlusskabels an beiden Enden aus der Komponente austritt. Beide Enden werden dann durch zwei separate Löcher auf der Platine platziert, wodurch die Komponente enger und flacher sitzt. Diese Komponenten werden bevorzugt, wenn Sie eine gute, kompakte Passform suchen. Die axiale Leitungskonfiguration kann in Form von Kohlenstoffwiderständen, Elektrolytkondensatoren, Sicherungen und Leuchtdioden (LEDs) vorliegen.

Radiale Bleikomponenten - ragen aus der Platine heraus, wobei sich die Kabel auf einer Seite des Bauteils befinden. Radiale Leitungen nehmen weniger Oberfläche ein, weshalb sie für Platten mit hoher Dichte vorzuziehen sind. Radiale Komponenten sind als Keramikscheibenkondensatoren erhältlich.

* Axialleitung (oben) vs. Radialleitung (unten)

Axiale Leitungskomponenten verlaufen in einer geraden Linie ("axial") durch eine Komponente, wobei jedes Ende des Zuleitungsdrahtes an beiden Enden aus der Komponente austritt. Beide Enden werden dann durch zwei separate Löcher in der Platine platziert, sodass die Komponente enger und flacher passt. 

Im Allgemeinen kann die axiale Leitungskonfiguration in Form von Kohlenstoffwiderständen, Elektrolytkondensatoren, Sicherungen und Leuchtdioden (LEDs) vorliegen.

Radiale Leitungskomponenten hingegen ragen aus der Platine heraus, da sich ihre Leitungen auf einer Seite der Komponente befinden. Beide Durchgangsbohrungstypen sind "Doppel" -Kabelkomponenten.

Radiale Leitungskomponenten sind als Keramikscheibenkondensatoren erhältlich, während die axiale Leitungskonfiguration in Form von Kohlenstoffwiderständen, Elektrolytkondensatoren, Sicherungen und Leuchtdioden (LEDs) vorliegen kann.

Axiale Zuleitungskomponenten werden aufgrund ihrer Festigkeit an der Platine verwendet. Radiale Zuleitungen nehmen weniger Oberfläche ein, wodurch sie für Platinen mit hoher Dichte besser sind

Durchgangsmontage (THM)
Durchgangslochmontage ist der Prozess, bei dem Komponentenleitungen in Bohrlöcher auf einer blanken Leiterplatte platziert werden. Dies ist eine Art Vorgänger der Oberflächenmontagetechnologie. Das Durchgangsloch-Montageverfahren in einer modernen Montageanlage wird jedoch immer noch als sekundärer Vorgang betrachtet und seit der Einführung von Computern der zweiten Generation verwendet. 

Das Verfahren war bis zum Aufkommen der Oberflächenmontagetechnologie (SMT) in den 1980er Jahren Standard. Zu diesem Zeitpunkt sollte das Durchgangsloch vollständig auslaufen. Trotz eines starken Rückgangs der Popularität im Laufe der Jahre hat sich die Durchgangslochtechnologie im Zeitalter von SMT als widerstandsfähig erwiesen und bietet eine Reihe von Vorteilen und Nischenanwendungen: Zuverlässigkeit, und deshalb ersetzt die Durchgangslochmontage den alten Punkt. Punktkonstruktion.

* Punkt-zu-Punkt-Verbindung

Durchgangslochkomponenten werden am besten für Produkte mit hoher Zuverlässigkeit verwendet, die stärkere Verbindungen zwischen den Schichten erfordern. Während SMT-Komponenten nur durch Löten auf der Oberfläche der Platine gesichert werden, verlaufen durch die Platine verlaufende Komponentenleitungen durch die Platine, sodass die Komponenten mehr Umweltbelastungen standhalten können. Aus diesem Grund wird die Durchgangsbohrtechnologie häufig in Militär- und Luftfahrtprodukten eingesetzt, die extremen Beschleunigungen, Kollisionen oder hohen Temperaturen ausgesetzt sein können. Die Durchgangsbohrtechnologie ist auch in Test- und Prototyping-Anwendungen nützlich, bei denen manchmal manuelle Anpassungen und Ersetzungen erforderlich sind.

Insgesamt ist das vollständige Verschwinden von Durchgangslöchern aus der Leiterplattenbestückung ein weit verbreitetes Missverständnis. Abgesehen von den oben genannten Verwendungszwecken für die Durchgangsbohrtechnologie sollten immer die Faktoren Verfügbarkeit und Kosten berücksichtigt werden. Nicht alle Komponenten sind als SMD-Pakete erhältlich, und einige Durchgangslochkomponenten sind kostengünstiger.

Lies auch: Durch Loch gegen Oberflächenmontage | Was ist der Unterschied?

Oberflächenmontagetechnologie (SMT)
SMT der Prozess, bei dem Komponenten direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert werden. 

Die Oberflächenmontagetechnologie war ursprünglich als "planare Montage" um 1960 bekannt und wurde Mitte der 80er Jahre weit verbreitet.

Heutzutage wird praktisch die gesamte elektronische Hardware mit SMT hergestellt. Es ist für das Design und die Herstellung von Leiterplatten von wesentlicher Bedeutung geworden, da es die Qualität und Leistung von Leiterplatten insgesamt verbessert und die Kosten für die Verarbeitung und Handhabung erheblich gesenkt hat.  

Die für die Oberflächenmontagetechnologie verwendeten Komponenten sind sogenannte Surface Mount Packages (SMD). Diese Komponenten haben Kabel unter oder um das Gehäuse. 

Es gibt viele verschiedene Arten von SMD-Verpackungen mit unterschiedlichen Formen und Materialien. Diese Pakettypen sind in verschiedene Kategorien unterteilt. Die Kategorie „Rechteckige passive Komponenten“ umfasst hauptsächlich die Standard-SMD-Widerstände und -Kondensatoren. Die Kategorien "Small Outline Transistor" (SOT) und "Small Outline Diode" (SOD) werden für Transistoren und Dioden verwendet. Es gibt auch Pakete, die hauptsächlich für integrierte Schaltkreise (ICs) wie Operationsverstärker, Transceiver und Mikrocontroller verwendet werden. Beispiele für Pakete, die für ICs verwendet werden, sind: "Small Outline Integrated Circuit" (SOIC), "Quad Flat Pack" (QFN) und "Ball Grid Array" (BGA).

Die oben genannten Pakete sind nur einige Beispiele für die verfügbaren SMD-Pakete. Es gibt viele weitere Arten von Paketen mit verschiedenen Varianten auf dem Markt.

Die Hauptunterschiede zwischen SMT- und Durchgangslochmontage sind 
(a) Für SMT müssen keine Löcher durch eine Leiterplatte gebohrt werden
(b) SMT-Komponenten sind viel kleiner
(c) SMT-Komponenten können auf beiden Seiten der Platine montiert werden. 

Die Fähigkeit, eine große Anzahl kleiner Komponenten auf eine Leiterplatte zu montieren, hat viel dichtere, leistungsstärkere und kleinere Leiterplatten ermöglicht.

Mit einem Wort: Der größte Unterschied zur Durchgangsmontage besteht darin, dass keine Löcher in die Leiterplatte gebohrt werden müssen, um eine Verbindung zwischen den Schienen auf der Leiterplatte und den Komponenten herzustellen. 

Die Zuleitungen der Komponente nehmen direkten Kontakt mit den sogenannten PADs auf einer Leiterplatte auf. 

Durchgangslochkomponentenleitungen, die durch die Platine verlaufen und die Schichten einer Platine verbinden, wurden durch "Durchkontaktierungen" ersetzt - kleine Komponenten, die eine leitende Verbindung zwischen den verschiedenen Schichten einer Leiterplatte ermöglichen und im Wesentlichen als Durchgangslochleitungen fungieren . Einige oberflächenmontierte Komponenten wie BGAs sind leistungsstärkere Komponenten mit kürzeren Leitungen und mehr Verbindungsstiften, die höhere Geschwindigkeiten ermöglichen. 

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