Vokabeln zu PCB und elektronischen Komponenten, die man kennen muss

Wichtig für die Produktentwicklung: Diese grundlegenden Kenntnisse über elektronische Bauteile, Leiterplattentechnologien und die am häufigsten verwendeten Bauteil-Footprints werden von Elektronikingenieuren beherrscht und sind auch für Produktdesigner, Maschinenbauingenieure, Projektmanager und Zulassungsingenieure unerlässlich, um eine effiziente Projektentwicklung zu gewährleisten.

Grundlegende Arten von elektronischen Bauteilen

• Widerstände: Ein passives elektrisches Bauteil mit zwei Anschlüssen, das dem Stromfluss Widerstand entgegensetzt.
• Kondensatoren: Ein passives elektrisches Bauelement mit zwei Anschlüssen, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert.
• Induktoren: Ein passives elektrisches Bauelement mit zwei Anschlüssen, das Energie in einem Magnetfeld speichert.
• Dioden: Ein elektronisches Bauteil mit zwei Anschlüssen, das den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt.
• Transistoren: Ein Transistor ist ein elektronisches Bauelement mit drei Anschlüssen, das zur Verstärkung oder zum Schalten elektrischer Signale verwendet werden kann. In Milliardenanzahlen bilden Transistoren die Grundlage aller modernen Computerlogik.
• Staffeln: Ein elektrisch betätigter Schalter, der zur Steuerung verschiedener elektrischer Stromkreise verwendet werden kann.
  

  

• Optoelektronik: elektronische Bauteile, die Licht in elektrische Signale umwandeln oder umgekehrt. LED (Leuchtdiode) ist eine davon.
• Oszillatoren: elektronische Bauteile, die einen Wechselstrom mit einer bestimmten Frequenz erzeugen.
• Spannungsregler: Eine Gruppe elektronischer Bauteile, die eine konstante Ausgangsspannung aufrechterhalten.
• Transformers: Elektronische Bauteile, die zur Veränderung der Spannung oder des Stroms eines elektrischen Signals verwendet werden können.
• Kristalle: Elektronische Bauteile, die zur Steuerung der Frequenz eines Oszillatorschaltkreises verwendet werden.
• Filter: Eine Gruppe elektronischer Bauteile, die dazu dienen, unerwünschte Frequenzen aus einem elektrischen Signal zu entfernen.
• Integrierte Schaltungen (ICs): Eine Reihe von miteinander verbundenen elektronischen Bauteilen, wie sie oben beschrieben wurden, üblicherweise auf einem einzigen Halbleiterchip, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen können.

Das PCB-Vokabular

• Leiterplatte: (Gedruckt Leiterplatte) ist die Basis, die zum Aufbau elektronischer Schaltungen verwendet wird. Es handelt sich um eine Platine aus Isoliermaterial, wie z. B. Glasfaser, in die leitfähige Leiterbahnen eingraviert sind.
• PCBA: PPC steht für Printed Circuit Board Assembly (Bestückung gedruckter Leiterplatten) und bezeichnet den Prozess des Auflötens von Bauteilen auf die Leiterplatte, um eine funktionierende Leiterplatte herzustellen. elektronische SchaltungDies umfasst das Montieren von Bauteilen wie integrierten Schaltkreisen, Widerständen und Kondensatoren auf der Platine und deren Festlöten.
• Lötstopplack: Die dünne Polymerschicht, die auf die Oberfläche einer Leiterplatte (PCB) aufgetragen wird, um die Kupferleiterbahnen vor Oxidation und Kurzschlüssen zu schützen.
• Platin: Das Verfahren, bei dem eine Metalloberfläche mit einer dünnen Schicht eines anderen Metalls, wie z. B. Zinn oder Gold, überzogen wird.
• Radierung: Wie oben beschrieben, ist dies der Prozess der Entfernung unerwünschter Materialien von einer Leiterplatte mithilfe einer chemischen Lösung.
• Laminierung: Der Prozess des Verbindens von zwei oder mehr Materialschichten zu einer einzigen Einheit.
• Kupferkaschiertes Laminat: Das Material, aus dem eine Leiterplatte hergestellt wird, besteht aus einer dünnen Kupferfolienschicht, die mit einem Substrat verbunden ist.
• Siebdruck: wie beim Drucken, das Verfahren A, das zum Drucken von Text und Grafiken auf eine Leiterplatte verwendet wird.

Like other design acronyms, PCB, PCBA and BOM are used daily by engineers but need a definition for newcomers. A list of manufacturing terms and acronyms helps product designers follow these exchanges.

• Schaltungsverfolgung: Die dünne Kupferleitung auf einer Leiterplatte, die zum Verbinden elektrischer Bauteile dient.
• Über: Ein kleines Loch in einer Leiterplatte, das mit Lötzinn gefüllt ist und dazu dient, zwei oder mehr Lagen durch die Platine hindurch zu verbinden.
• SMT (Oberflächenmontagetechnik): Das Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte mittels Lötpaste und Reflow-Ofen ohne Bohren der Leiterplatte. Spezifische Bauteile werden im Folgenden beschrieben.
• Durchgangsloch: Im Gegensatz zur oben beschriebenen SMT-Bestückung werden bei der Durchsteckmontage die Bauteile auf der Leiterplatte montiert und verlötet, indem ihre Anschlüsse oder Pins durch Löcher in der Leiterplatte geführt und anschließend auf der gegenüberliegenden Seite verlötet werden. Diese Montageart ist auch unter den Bezeichnungen Durchsteckmontage, Pin-in-Hole-Montage oder Loch-durch-Loch-Montage bekannt.
• BGA (Ball Grid Array): Eine Anordnung von Lötperlen, die zum Verbinden eines Bauteils mit einer Leiterplatte verwendet werden.
• Wellenlöten: Das Verfahren, bei dem Bauteile mithilfe einer Welle aus geschmolzenem Lot auf eine Leiterplatte gelötet werden.
• Reflow-Ofen: Ein Ofen, der zum Erhitzen einer Leiterplatte und zum Schmelzen der Lötpaste verwendet wird, damit Bauteile auf die Platine gelötet werden können.
• Panelisierung: Der Prozess der Anordnung mehrerer Leiterplatten auf einer einzigen Platte zur effizienten Fertigung.
• Routing: Das Verfahren, überschüssiges Material von einer Leiterplatte mithilfe einer Oberfräse abzuschneiden.
• Prüfvorrichtung oder Prüfgerät: Das Gerät, das zum Testen der Funktionalität einer Leiterplatte verwendet wird.
• Gerber-Datei: Die Dateiformat Wird verwendet, um das Layout von Bauteilen, Leiterbahnen und Lagen der Leiterplatte zu beschreiben.
• Pick and Place: Eine automatische, computergesteuerte Maschine, die Bauteile mit hoher Geschwindigkeit auf eine Leiterplatte platziert.
• Automatisierte optische Inspektion (AOI): Eine Maschine zur Überprüfung von Leiterplatten auf Defekte.

Formen und Abmessungen elektronischer Bauteile

Durchsteckbare elektronische Bauteile

• Axialleitung: Dies ist die gebräuchlichste Art der Durchsteckmontage, bestehend aus zwei Anschlüssen, die von den Seiten des Bauteilkörpers ausgehen.
• Radialleitung: Diese Art von Anschlussfeld besteht aus zwei oder mehr Anschlüssen, die sich kreisförmig von den Seiten des Bauteilkörpers erstrecken.
• DIP (Dual In-line Package): Dieses integrierte Schaltkreisgehäuse hat eine rechteckige Form und zwei Reihen von Stiften, die sich auf jeder Seite erstrecken.
• SIP (Single In-line Package): Ähnlich wie das oben beschriebene DIP, jedoch mit nur einer Leitung: Diese Art von Footprint besteht aus einer Reihe von Anschlüssen, die von den Seiten des Gehäuses des elektronischen Bauteils ausgehen.

Standardisierte Durchgangslochformen

Diese Formen gibt es unter anderem für einige Transistoren:

Fußabdruck oder Formname	Oberflächenmontage Standardisierte Form	Beispiele
TO-126, TO-92, TO-39, TO-18, TO-5 …	Ein dreipoliges Gehäuse mit oder ohne Metallgehäuse zur Verwendung für Kleinsignaltransistoren.
TO-3, TO-3P, TO-220, TO-220F, TO-247 …	Ein dreipoliges Gehäuse mit einer Metalllasche zur Kühlung und einer zusätzlichen Halterung zur Verwendung für Leistungstransistoren.

Oberflächenmontierte elektronische Bauteile

• SOIC (Small Outline Integrated Circuit): Es handelt sich um eine Art integriertes Schaltkreisgehäuse mit rechteckiger Form und einer Stiftreihe auf jeder Seite.
• QFP (Quad Flat Package): Diese Art von Anschlussfeld besteht aus vier Reihen von Anschlüssen, die sich von jeder Seite des Bauteilkörpers in einem rechteckigen Muster erstrecken.
• PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier): Diese Art von Anschlussfeld besteht aus zwei Reihen von Anschlüssen, die sich in einem rechteckigen Muster von den Seiten des Bauteilkörpers erstrecken.
• PGA (Pin Grid Array): Diese Bauform besteht aus einem Raster von Stiften auf der Unterseite des Bauteilgehäuses. Im Gegensatz zum nachfolgend beschriebenen BGA benötigt sie eine Fassung zur Montage und ist daher kein typisches SMD-Bauteil.
• QFN (Quad Flat No-Lead): Diese Art von Anschlussfeld besteht aus vier Reihen von Anschlüssen, die sich in rechteckiger Anordnung von den Seiten des Bauteilkörpers erstrecken, jedoch ohne Anschlüsse, die sich von der Unterseite des Bauteilkörpers erstrecken.

• PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier): Es handelt sich um ein Gehäuse für integrierte Schaltungen mit quadratischer Form und einer Stiftreihe auf jeder Seite.

• BGA (Ball Grid Array): Diese Art von Footprint besteht aus einem Gitter von Lötperlen auf der Unterseite des Bauteilkörpers.

• SOT (Kleiner Umriss) Transistor): Dies ist ein Transistorgehäuse mit rechteckiger Form und einer Stiftreihe auf jeder Seite.

Standardisierte Abmessungen für die Oberflächenmontage

Einige der am häufigsten verwendeten:

Mehr über elektronische Bauteile und ihre Anwendungen finden Sie auf Wikipedia. Elektronisches Portal oder bei der Institut für Elektrotechnik und Elektronik (IEEE).

Ergänzende Lesungen und Techniken

• Schaltungsdesign Grundlagen: Verständnis von Schaltplänen und Layoutgestaltung.
• Herstellung von Leiterplatten (PCB): Techniken und Prozesse, die bei der Leiterplattenherstellung zum Einsatz kommen.
• Löttechniken: Methoden zum effektiven Löten elektronischer Bauteile.
• Mikrocontroller Programmierung: Einführung in die Programmierung von Mikrocontrollern wie Arduino oder Raspberry Pi.
• Analoge und digitale Signale: Unterschiede und Anwendungsbereiche von analogen versus digitalen Signalen.
• Entwicklung eingebetteter Systeme: Grundlagen der Hardware- und Softwareentwicklung für eingebettete Systeme.
• Signalverarbeitung: Verfahren zur Verarbeitung und Analyse elektronischer Signale.
• Elektronische Prüfung und Fehlersuche: tools and methods for diagnosing elektronische Schaltung Probleme.
• Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Verständnis und Sicherstellung der Einhaltung von EMV-Normen bei elektronischen Bauteilen und Systemen.

Glossar der verwendeten Begriffe

Automated Optical Inspection (AOI): Ein Verfahren, bei dem Bildgebungstechnologie zum Einsatz kommt, um Defekte in Leiterplatten und anderen elektronischen Baugruppen zu erkennen, indem visuelle Daten anhand vordefinierter Kriterien analysiert werden, wodurch die Qualitätskontrolle und die Einhaltung von Spezifikationen sichergestellt werden.

Electromagnetic Compatibility (EMC): die Fähigkeit elektrischer Geräte, ohne Störungen durch externe elektromagnetische Felder zu funktionieren und keine elektromagnetische Energie abzugeben, die Störungen bei anderen Geräten verursacht.

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): Ein Berufsverband, der sich der Weiterentwicklung der Technologie in Elektrotechnik, Elektronik, Informatik und verwandten Bereichen durch Veröffentlichungen, Konferenzen und die Entwicklung von Standards widmet. Er fördert Innovation und Zusammenarbeit zwischen Fachleuten und Forschern weltweit.

Printed Circuit Board (PCB): Eine flache Platte aus Isoliermaterial, die elektronische Komponenten über leitfähige Bahnen, die üblicherweise aus Kupferblechen geätzt werden, trägt und verbindet. Sie dient als Grundlage für die Schaltungsmontage und ermöglicht die elektrische Verbindung zwischen Komponenten.

Programmable Logic Controller (PLC): Ein digitaler Computer zur Automatisierung industrieller Prozesse, bestehend aus einem programmierbaren Speicher zum Speichern von Anweisungen, Ein-/Ausgabeschnittstellen zur Überwachung und Steuerung von Maschinen und einem Prozessor zur Ausführung von Steuerungsalgorithmen.

Surface-Mount Technology (SMT): Ein Verfahren zur direkten Montage elektronischer Bauteile auf Leiterplatten ermöglicht eine höhere Packungsdichte und kleinere Baugrößen. Dabei werden Lötpaste und Reflow-Lötverfahren zur Bauteilbefestigung eingesetzt. Das Verfahren ist für die vollautomatische Maschinenmontage mit hoher Geschwindigkeit optimiert, eine manuelle Montage ist jedoch ebenfalls möglich.