Powiadomienia:
Oświadczenia:

Polityka prywatności

Zgody:
Standardowa struktura, niestandardowe zastosowanie obwodów drukowanych
16.05.2018
Łukasz Romik

Bardziej złożone rozwiązania techniczne, można realizować na powierzchni obwodów drukowanych, przy wykorzystaniu typowych ich elementów, takich jak ścieżki oraz otwory metalizowane.

 

Pierwszym z tego typu rozwiązań są zintegrowane moduły montowane powierzchniowo, bezpośrednio do innego obwodu drukowanego. Przykładem mogą być powszechnie stosowane moduły typu Wi-Fi, Bluetooth lub modemy GSM oraz GPS.

 

Drugim rozwiązaniem są adaptery pod układy scalone. Pozwalają one zamontować na PCB elementy o innym układzie wyprowadzeń lub obudowie, bez konieczności projektowania nowszej wersji obwodu. Najprostszym sposobem na montaż takiego modułu/adaptera jest zastosowanie na jego krawędziach metalizowanych pół-otworów (ang. castellated holes), które pełnią rolę pól kontaktowych (Rys. 1). Takie rozwiązanie można również wykorzystać do łączenia ze sobą dwóch płyt PCB w celu wyeliminowania połączeń kablowych (także pod kątem prostym).

 

Rys. 1 Przykład projektu z otworami montażowymi typu castellated holes

 

Kolejnym przykładem jest zabudowanie w strukturze obwodu drukowanego transformatorów planarnych.

W odróżnieniu od typowego transformatora, uzwojenia wykonane są na warstwie miedzi w postaci płaskich cewek. Wewnątrz nich wykonane są otwory przez które przechodzą rdzenie. Tego typu struktury charakteryzują się m.in.

  • małymi wymiarami,
  • niskim profilem,
  • dobrymi parametrami pracy (bardzo dobre parametry termiczne, niska indukcyjność rozproszeniowa, stałe parametry pracy).

Mogą one być konstruowane jako elementy zintegrowane z obwodem drukowanym (Rys. 2a) lub samodzielne komponenty o wielowarstwowej strukturze (Rys. 2b).

 

(a)                                         (b)

Rys. 2 Przykład budowy transformatora planarnego (po lewej) oraz widok gotowego modułu transformatora (po prawej)

 

Na mozaikach obwodów drukowanych można również projektować różnego rodzaju anteny, tzw. anteny mikropaskowe o promiennikach w formie ścieżek lub w kształcie prostokąta.

Pierwszym wyróżnionym typem jest tzw. zintegrowana antena meandrowa (Rys.3), będąca elementem składowym obwodu drukowanego (struktura jest wytworzona na wydzielonym obszarze obwodu). Jej zaletą jest niższy koszt produkcji w porównaniu do anteny montowanej jako zewnętrzny moduł. Cena zawiera się bowiem w cenie samej płytki. Nie ma także konieczności przeprowadzania dodatkowego montażu.

Dzięki łatwości oraz precyzji wykonania np. metodą wytrawiania, można indywidualnie zestroić jej parametry pracy, w tym impedancję czy współczynnik fali stojącej. Umożliwa to ograniczenie strat sygnałowych.

 

Rys. 3. Przykład projektu z anteną zintegrowaną

 

Taką technologię wykorzystuje się do budowania anten panelowych, kierunkowych typu Yagi-Uda, typu odwrócone F oraz helikalnych, np. na pasmo 2,4 GHz (WiFi, Bluetooth).

Antenę można również wykonać jako osobny element o powierzchni całego obwodu drukowanego. Jednak bez względu na sposób wykonania oraz stopień zintegrowania ważne jest, aby materiał na którym jest wykonana zapewniał jej prawidłową pracę. Najczęściej anteny zintegrowane z uwagi na rozmiary mozaik, jak i grubości laminatów, pracują głównie w paśmie od setek MHz do pojedynczych GHz.

Ścieżki miedziane na płaszczyźnie obwodu drukowanego można również uformować w taki sposób, aby pełniły rolę grzałki (grzałka rezystancyjna, rys. 4). 

 

Rys. 4. Przykład grzałki rezystancyjnej

 

Może ona podgrzewać ciecz w sposób bezpośredni (zanurzenie) lub pośredni (postawienie naczynia na grzałce). Tego typu grzałki stosuje się również w drukarkach 3D w celu podgrzewania podłoża (stół grzewczy).

 

Zobacz także:
 
Newsletter: