Photoelektrische starre Leiterplatte

Eine starre Leiterplatte ist eine massive Leiterplatte mit einer unflexiblen Struktur. Aufgrund ihrer Struktur lassen sie sich nicht zu kleinen Geräten biegen und müssen präzise gefertigt werden. Sie bestehen aus mehreren verschiedenen Schichten, z. B. Kupfer, Substrat, Lötstopplack und Siebdruck. Alle diese Schichten werden mit Klebstoff miteinander verbunden.

Bei fotoelektrischen starren Leiterplatten handelt es sich um einen starren Leiterplattenabschnitt, der mindestens einen Leiter und eine Isolierschicht aufweist. Es kann auch über einige flexible Abschnitte verfügen, die das Biegen und Einpassen in kleinere elektronische Geräte ermöglichen. Sie verfügen außerdem über externe elektrische Anschlusspunkte, um Substrat über optische Elemente hinzuzufügen. 

Diese werden zu den starren Abschnitten hinzugefügt, während optische Schaltungskomponenten zu den flexiblen Abschnitten hinzugefügt werden. Die fotoelektrischen Komponenten der starren Leiterplatten ermöglichen es ihnen, beim Auftreffen elektromagnetischer Strahlung mehr Energie freizusetzen. In diesem Artikel gehen wir ausführlicher auf photoelektrische starre Leiterplatten und ihre Eigenschaften ein. 

Bedarf an fotoelektrischer starrer Leiterplatte

Eine Leiterplatte (PCB) eignet sich zur Unterstützung und Verbindung elektronischer Komponenten über Leiterbahnen, Pads und Sensoren. Diese Merkmale werden aus Kupferblechen auf ein nicht leitendes Substrat geätzt. 

Leiterplatten variieren, da sie einseitig, doppelseitig oder mehrschichtig sein können. Verbindungen zwischen Schichten verwenden durchkontaktierte Löcher, sogenannte Vias. Moderne Leiterplatten können Komponenten wie Kondensatoren oder Widerstände in Substrate einbetten

Das Wachstum von Multimediadiensten, einschließlich Telefon, Kabelfernsehen, Digitalfernsehen und Internet, treibt aufgrund des erhöhten Bandbreitenbedarfs die Nachfrage nach fotoelektrischen Leiterplatten voran. In herkömmlichen Systemen sind die Signalübertragungs- und Schaltgeschwindigkeiten begrenzt. 

Zum BeispielDie CPU-Frequenzen liegen bei 2–2,9 GHz, während die Telekommunikationsgeschwindigkeiten Gigabits pro Sekunde erreichen. Allerdings verzögert sich die Übertragung über den Computerbus bei 10–100 Mbit/s, was zu Engpässen führt. Diese Probleme können also mit hochfunktionalen PCB-Komponenten gelöst werden. 

Mit dem technologischen Fortschritt sind lichtbasierte interne Computer- und Verbindungslösungen verfügbar. Parasitäre Parameter wie Widerstand, Induktivität und Kapazität begrenzen die Übertragungsrate von Drahtverbindungen. Die parasitären Parameter können auch durch die Geometrie der Leiterplatte beeinflusst werden. 

FR-4-Material arbeitet mit einer Lichtgeschwindigkeit von 70%, was für viele Bereiche nicht ausreicht. Lichtbasierte Verbindungen bieten Vorteile: größere Bandbreite, geringere Übertragungsverluste, weniger Übersprechen und magnetische Interferenzen. Die optische Übertragung ermöglicht die parallele Übertragung mehrerer Wellenlängen.

Als Reaktion darauf integriert das fotoelektrische PCB-Konzept Licht und Elektrizität zur Signalübertragung und verbessert so Verpackungssubstrate. Diese Weiterentwicklung herkömmlicher Leiterplatten integriert eine Lichtschicht und vereint elektrische und optische Übertragungstechnologien.

Komponenten der fotoelektrischen starren Leiterplatte

Hier sind die Komponenten von fotoelektrischen Leiterplatten. 

Leiterplatte (PCB)

Das Grundmaterial der Leiterplatte besteht aus glasfaserverstärkt mit Epoxidlaminat. Dieser Teil der Leiterplatte bietet der Platine eine starre Struktur zum Hinzufügen elektrischer Komponenten und Durchkontaktierungen. 

Photoelektrische Komponenten

Der Leiterplatte werden Elemente hinzugefügt, die auf Licht- und optische Signale reagieren. Dazu können Leuchtdioden, Fotodioden, optische Sensoren und Fototransistoren gehören. Diese Komponenten stellen die fotoelektrischen Funktionen der Leiterplatte sicher. 

Die optischen Elemente werden über dem starren Teil der Leiterplatte montiert. Darüber hinaus erfolgt der optische Weg über den flexiblen Abschnitt. 

Optische Verbindungen

Diese Verbindungen mit optischen Fasern und Drähten werden hinzugefügt, um sicherzustellen, dass die Leiterplatte Signale senden und empfangen kann. Durch optische Verbindungen kann die Leiterplatte je nach Reiz mit Licht reagieren. 

Schaltungen

Die Schaltkreise in der Leiterplatte ermöglichen es den fotoelektrischen Komponenten, Signale zu senden, sie zu verstärken oder unnötiges Rauschen vor der Übertragung zu filtern. Diese ermöglichen eine schnelle und zuverlässige Verarbeitung in High-Tech-Geräten. 

Merkmale fotoelektrischer starrer Leiterplatten

Eine fotoelektrische starre Leiterplatte nutzt neue Verpackungssubstrate, um hohe Rechenanforderungen zu erfüllen. Sein Hauptziel besteht darin, die gesammelten Daten von elektrischen Signalen in optische Signale zu übertragen. 

All diese Arbeiten werden mithilfe von Elektrizität und der Reaktion der fotoelektrischen Leiterplatte auf Licht durchgeführt. Diese Leiterplatten sind in Sensoren, High-Tech-Computern und Maschinentypen nützlich.

Die Leiterplatten verfügen über Merkmale, die den elektrischen Komponenten entsprechen. Hier sind einige davon: 

Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung

Photoelektrische Leiterplatten ermöglichen mit ihren lichtempfindlichen Komponenten eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung. Dies ist durch eine schnellere Erkennung elektrischer Signale und eine schnellere Übertragung dieser Daten möglich, selbst wenn die Übertragungsentfernung länger als üblich ist. 

Geringe elektromagnetische Interferenz

Diese Leiterplatten weisen bei der Signalübertragung weniger elektromagnetische Störungen auf. Dies ist ideal für Geräte, die in Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Wellen empfindlich sind. Die Geräte können ohne Interaktion normal funktionieren. 

Kompakte Größe

Photoelektrische starre Leiterplatten sind klein, sodass sie in Miniaturgeräte passen und Platz für das Hinzufügen weiterer Komponenten lassen. Dies ist von Vorteil, wenn die Größe und das Gewicht der elektronischen Geräte begrenzt sind. Tragbare High-Tech-Geräte werden mit diesen starren Leiterplatten ausgestattet.

Zuverlässigkeit

Diese Leiterplatten bieten auch bei extremen Temperaturen, mechanischer Belastung und Feuchtigkeit eine hohe Zuverlässigkeit. Dadurch können Geräte mit neuem Design hergestellt werden, wodurch der Anwendungsbereich von HD-Leiterplatten mit erweiterten Funktionen erweitert wird.

Vielseitigkeit

Miniaturisierung der Elektronik und hochauflösende Funktionen machen fotoelektrische starre Leiterplatten vielseitig in Design und Funktionalität, was zu zuverlässiger Luft- und Raumfahrt- und automatisierter Elektronik führt. Darüber hinaus können mithilfe fotoelektrischer Leiterplatten flexible medizinische Geräte und Wearables mit optischen Funktionen hergestellt werden. 

Anpassbarkeit

Fotoelektrische Leiterplatten lassen sich leicht an verschiedene Anwendungen anpassen. Die Designs können an das PCB-Layout, die Substratschichten, die Durchkontaktierungen und die elektronischen Komponenten im starren Bereich angepasst werden.

Wie werden fotoelektrische starre Leiterplatten hergestellt? 

Bei der Herstellung von Leiterplatten werden mehrere Schritte befolgt, um verschiedene Schichten auf der Leiterplatte zu kombinieren.

Design

Der erste Schritt besteht darin, die Leiterplattenkomponenten und -schichten einschließlich aller Schaltkreise, Löcher und Verbindungen zu entwerfen. Zum Entwerfen der Leiterplatten können Software wie Proteus, Altium, KiCad, Cadence und DesignSpark verwendet werden. 

Substratauswahl

Ein Substratmaterial ist bei der Leiterplattenherstellung von entscheidender Bedeutung. Glasfaserverstärktes Epoxidlaminat eignet sich am besten für starre Platten. Weitere Optionen sind FR-1, G-10 bis hin zu PTFE, Aluminiumoxid und Kapton. 

Ebenendruck

Beim Sieb- oder Tintenstrahldruckverfahren wird das Schaltungslayout auf das Trägermaterial gedruckt. In diesem Schritt können Durchgangsmarkierungen, Leiterbahnen und Pads gedruckt werden. 

Zusammenfügen der Komponenten

Dem Substrat werden mehrere fotoelektrische Komponenten wie Sensoren und LEDs hinzugefügt. Darüber hinaus ist die Oberflächenmontage mit integrierten Schaltkreisen und Kondensatoren abgeschlossen. Diese werden auf den bedruckten Fertigbauteilen auf dem Untergrund platziert. 

Radierung 

Überschüssiges Kupfer wird vom Substrat entfernt, so dass nur das erforderliche Schaltkreismuster übrig bleibt. Dadurch werden auch die Leiterbahnen und Leiterbahnen definiert. 

Bohren

Mithilfe von CNC-Maschinen werden Löcher in die Leiterplatte gebohrt, um Löcher für Komponenten und Durchkontaktierungen zu befestigen. Diese Löcher helfen dabei, Verbindungen herzustellen und weitere Komponenten hinzuzufügen. 

Oberflächenfinish

Plattieren mit Heißluftlot(HASL), Silberimmersion und Chemisches Nickel-Tauchgold(ENIG) wird über das freigelegte Kupferschaltkreismuster geschichtet. Dies schützt den Untergrund vor verschiedenen Umwelt- und Temperaturschwankungen.

Lötmaske

Zur Isolierung der Leiterbahnen wird über der Leiterplatte eine Lötmaske angebracht. Der nächste Schritt ist der Siebdruck der Logos, Referenznummern und Komponentennamen auf der Leiterplatte. Abschließend wird die Leiterplatte einer Qualitätsprüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass sie wie vorgesehen funktioniert.

Anwendungen: 

• Automatisierte Geräte mit Sensoren
• Hochgeschwindigkeits-Datensender
• Optische Sensoren
• Medizinische Geräte
• Radar- und militärische Kommunikationssysteme

Zusammenfassung 

Jetzt wissen Sie alles über fotoelektrische Leiterplatten und wie sie mit optischen Reizen und deren schneller Erkennung funktionieren. Um eine hochwertige fotoelektrische starre Leiterplatte herzustellen, beginnen Sie mit dem Entwerfen und Hinzufügen der gewünschten optischen Funktionen in den Geräten. Außerdem benötigen Sie Premium-Komponenten, die Sie den Leiterplatten hinzufügen können. Kontaktieren Sie zuverlässige Hersteller für die Entwicklung und Herstellung fotoelektrischer Leiterplatten.