Printplaten zijn onmisbare onderdelen van de meeste elektrische apparaten. Moderne printplaten bestaan uit verschillende lagen: het substraat, de geleidende sporen, het soldeermasker en de zeefdruk. Een van de belangrijkste materialen op een printplaat is koper, en er zijn verschillende redenen waarom koper wordt gebruikt in plaats van andere legeringen zoals aluminium of tin.
Waaruit bestaan printplaten?
Volgens een bedrijf dat printplaten assembleert, worden printplaten gemaakt van een substraat, dat bestaat uit glasvezel versterkt met epoxyhars. Bovenop het substraat bevindt zich een laag koperfolie die aan beide zijden of slechts aan één zijde kan worden aangebracht. Nadat het substraat is gemaakt, plaatsen fabrikanten de componenten erop. Ze gebruiken een soldeermasker en zeefdruk, samen met weerstanden, condensatoren, transistors, diodes, circuitchips en andere zeer gespecialiseerde componenten.
Waarom wordt koperfolie gebruikt in printplaten?
PCB-fabrikanten gebruiken koper vanwege de superieure elektrische en thermische geleidbaarheid. Terwijl de elektrische stroom door de printplaat loopt, zorgt het koper ervoor dat de warmte de rest van de printplaat niet beschadigt of overbelast. Bij andere legeringen – zoals aluminium of tin – zou de printplaat ongelijkmatig kunnen opwarmen en niet goed functioneren.
Koper is de voorkeurslegering omdat het elektrische signalen probleemloos over de printplaat kan transporteren, zonder verlies of vertraging van de stroom. De efficiënte warmteoverdracht maakt het voor fabrikanten mogelijk om klassieke koelplaten op het oppervlak te installeren. Koper zelf is efficiënt: een ounce koper kan een vierkante voet printplaat bedekken met een dikte van 1,4 duizendste van een inch, oftewel 35 micrometer.
Koper is zeer geleidend omdat het een vrij elektron heeft dat zich zonder vertraging van het ene atoom naar het andere kan verplaatsen. Omdat het op die ongelooflijk dunne laag net zo efficiënt blijft als op dikkere lagen, is een kleine hoeveelheid koper al voldoende.
Koper en andere edelmetalen gebruikt in printplaten
De meeste mensen herkennen printplaten aan hun groene kleur. Maar ze hebben meestal drie kleuren aan de buitenkant: goud, zilver en rood. Aan de binnen- en buitenkant van de printplaat zit puur koper. De andere metalen op de printplaat hebben verschillende kleuren. De gouden laag is het duurst, de zilveren laag is de op één na duurste en de rode laag is het goedkoopst.
Het gebruik van immersiegoud in printplaten
koper op printplaat
De vergulde laag wordt gebruikt voor connectorresten en componentpads. De goudlaag voorkomt dat oppervlakteatomen verschuiven. De laag is niet alleen goudkleurig, maar bestaat ook daadwerkelijk uit goud. De goudlaag is ongelooflijk dun, maar voldoende om de levensduur van de te solderen componenten te verlengen. Het goud voorkomt dat de soldeerpunten na verloop van tijd corroderen.
Het gebruik van immersiezilver op printplaten
Zilver is een ander metaal dat gebruikt wordt bij de productie van printplaten. Het is aanzienlijk goedkoper dan verguld metaal. Verzilvering kan in plaats van verguld metaal gebruikt worden omdat het ook de connectiviteit verbetert en de totale kosten van de printplaat verlaagt. Verzilvering wordt vaak gebruikt in printplaten voor auto's en computerapparatuur.
Koperbeklede laminaten in printplaten
In plaats van onderdompeling wordt koper in een omhulde vorm gebruikt. Dit is de rode laag van de printplaat en het is het meest gebruikte metaal. De printplaat is gemaakt van koper als basismetaal, en dit is noodzakelijk om de circuits effectief met elkaar te laten communiceren.
Hoe wordt koperfolie gebruikt in printplaten?
Koper heeft diverse toepassingen in printplaten, van de koperlaag tot de printsporen. Koper is essentieel voor de goede werking van printplaten.
Wat is een PCB-spoor?
Een printplaatspoor is precies wat de naam al zegt: een pad waarlangs het circuit loopt. Het spoor omvat het netwerk van koper, bedrading en isolatie, evenals de zekeringen en de componenten die op de printplaat worden gebruikt.
Een stroomleiding is het makkelijkst te begrijpen door hem te vergelijken met een weg of een brug. Om voertuigen te kunnen vervoeren, moet de stroomleiding breed genoeg zijn voor minstens twee voertuigen. Hij moet dik genoeg zijn om niet in te storten onder druk. Bovendien moet hij gemaakt zijn van materialen die het gewicht van de voertuigen die erover rijden kunnen dragen. Stroomleidingen voldoen echter in veel mindere mate aan al deze eisen om elektriciteit te transporteren dan auto's.
Onderdelen van een printplaatspoor
Een printplaat (PCB) bestaat uit verschillende componenten die elk een eigen functie vervullen. Koper is essentieel voor de werking van de printplaat, en zonder printplaten zouden er geen elektrische apparaten bestaan. Stel je een wereld voor zonder smartphones, laptops, koffiezetapparaten en auto's. Dat zou een wereld zijn zonder koper in printplaten.
PCB-spoordikte
Het ontwerp van de printplaat is afhankelijk van de dikte ervan. De dikte beïnvloedt de balans en zorgt ervoor dat de componenten goed met elkaar verbonden blijven.
PCB-spoorbreedte
De breedte van de printspoor is ook belangrijk. Dit heeft geen invloed op de balans of de bevestiging van de componenten, maar zorgt er wel voor dat de stroomoverdracht soepel verloopt zonder oververhitting of beschadiging van de printplaat.
PCB-spoorstroom
De stroom door de printplaatsporen is noodzakelijk omdat de printplaat deze gebruikt om elektriciteit door de componenten en draden te transporteren. Koper helpt hierbij, en het vrije elektron op elk atoom zorgt ervoor dat de stroom soepel over de printplaat beweegt.
Waarom zit er koperfolie op printplaten?
Het productieproces van printplaten
Het productieproces van een printplaat is overal hetzelfde. Sommige bedrijven doen het sneller dan andere, maar ze gebruiken allemaal in principe hetzelfde proces en dezelfde materialen. Dit zijn de stappen:
Maak een fundering van glasvezel en harsen.
Plaats de koperlagen op de basis.
Identificeer en plaats de koperen patronen.
Spoel de plank af in een bad.
Breng het soldeermasker aan om de printplaat te beschermen.
Bevestig de zeefdruk op de printplaat.
Plaats en soldeer de weerstanden, geïntegreerde schakelingen, condensatoren en andere componenten.
Test de printplaat.
Printplaten (PCB's) vereisen zeer gespecialiseerde componenten om goed te functioneren. Een van de belangrijkste elementen van een printplaat is koper. Deze legering is nodig om elektriciteit te geleiden in de apparaten waarin de printplaten worden gebruikt. Zonder koper werken de apparaten niet, omdat de elektriciteit zich niet door een legering kan verplaatsen.
Geplaatst op: 25 april 2022