Spausdintinių plokščių (PCB) apibrėžimas ir svarba
Spausdintinės plokštės (PCB) yra pagrindiniai elektroninių prietaisų komponentai, sudarantys pagrindą įvairių elektrinių komponentų sujungimui. Naudodami sudėtingus laidžius pėdsakus, trinkeles ir kitas ryšio funkcijas, PCB efektyviai perduoda signalus ir galią tarp fizinių įrenginių. Trumpai tariant, PCB yra tinkamo elektroninių prietaisų veikimo kertinis akmuo ir yra plačiai paplitęs įvairiuose elektroniniuose gaminiuose mūsų kasdieniame gyvenime.
PCB raidos istorija
Prieš atsirandant plačiai naudojamai šių dienų PCB gamybos technologijai, grandinės laidai dažnai buvo atliekami rankiniu būdu, o tai buvo neefektyvu. Visi elektroniniai komponentai buvo sujungti po vieną, todėl susidarė sudėtingas ir sudėtingas laidų tinklas.
Tai ne tik pareikalavo daug darbo gaminant grandines, bet ir padarė grandines nepatogias, lengvai pažeidžiamas ir brangiai kainuojančias. Be to, kadangi tuo metu visi komponentai buvo sujungti laidais, senstant ir įtrūkus laidų izoliacijai, laidų jungtyse dažnai atsirasdavo gedimų, dėl kurių įvyko trumpasis jungimas. Akivaizdu, kad tradiciniai metodai nebegali patenkinti šiuolaikinių elektroninių gaminių poreikių.
Elektronikai perėjus iš vakuuminių vamzdžių ir relių eros į silicio ir integrinių grandynų erą, sumažėjo elektroninių komponentų dydis ir kaina, o vartotojų poreikiai mažesniems ir įperkamiems gaminiams toliau didėjo. Šis spaudimas paskatino gamintojus ieškoti veiksmingesnių sprendimų, todėl buvo kuriamos modernios PCB.
Taigi, iš ko tiksliai pagamintas PCB? Jis pagamintas iš kelių medžiagų sluoksnių, naudojant terminį{0}}sujungimą ir klijų laminavimo procesą, panašiai kaip gaminant lazaniją. Kiekvienas sluoksnis atlieka unikalų vaidmenį ir kartu sudaro pagrindinį elektroninio prietaiso komponentą.
Substratas (FR4)
Pagrindas yra pagrindinė PCB medžiaga, paprastai pagaminta iš stiklo pluošto, o FR4 yra labiausiai paplitęs tipas. Palyginti su kitomis pagrindinėmis medžiagomis, FR4 yra vertinamas dėl puikaus patvarumo. Šis tvirtas{4}}pagrindinis pagrindas ne tik užtikrina PCB būtiną standumą ir storį, bet ir kitų sluoksnių izoliacines savybes. PCB, kuriems reikalingas didesnis lankstumas, kaip pagrindinė medžiaga gali būti naudojamas lankstus aukštos temperatūros plastikas, pvz., Kapton arba jo ekvivalentai.
Šalia pagrindo yra plona varinė folija. Atsižvelgiant į specifinius spausdintinės plokštės reikalavimus, varis gali būti dedamas ant vienos arba abiejų pagrindo pusių. Vario sluoksnių skaičius yra pagrindinis veiksnys skiriant PCB tipus. Pavyzdžiui, dvipusės-arba dvipusės-plokštės turi vario sluoksnius abiejose pagrindo pusėse, o vienpusių{5}} plokščių tik vienoje pusėje yra vario. Įprastose PCB vario sluoksnių skaičius gali svyruoti nuo 1 iki 16, o dažniausiai naudojamos 2 sluoksnių varinės plokštės.
Vario sluoksniai PCB atlieka laidų vaidmenį. Cheminio ėsdinimo būdu varis yra kruopščiai suskaidomas į kelis laidininkus arba pėdsakus, kurie jungiasi prie trinkelių ir sudaro pagrindinę PCB grandinės architektūrą. Šie pėdsakai ne tik pakeičia fizinius laidus, naudojamus tradicinėse grandinėse, bet ir izoliuoja nuo oro ir pagrindo medžiagų, užtikrinant grandinės stabilumą ir saugumą. Šalia vario sluoksnių yra litavimo kaukė, kuri dažniausiai yra žalia, bet gali būti ir kitų spalvų, priklausomai nuo reikalavimų.
Pagrindinė litavimo kaukės funkcija yra izoliuoti vario pėdsakus, kad būtų išvengta atsitiktinio kontakto su kitais metalais, lydmetaliais ar laidžiais elementais. Ant PCB litavimo kaukė padengia daugumą sričių, įskaitant nedidelius pėdsakus, tačiau sąmoningai palieka mažus žiedus ir padėklus litavimo operacijoms.
Po litavimo kaukės sluoksnio yra ekrano{0}}spausdinimo sluoksnis. Šis sluoksnis visų pirma skirtas estetiniams tikslams, prie PCB pridedant raidžių, skaičių ir simbolių, kad būtų lengviau surinkti ir geriau suprasti plokštės funkcionalumą. Šilkografija paprastai naudojama norint nurodyti konkrečią kiekvieno kaiščio ar šviesos diodo funkciją, dažniausiai balta, tačiau prireikus galima naudoti ir kitas rašalo spalvas.
Skirtumas tarp PCB ir kūrimo plokštės yra tas, kad kūrimo plokštė prie PCB prideda mikroprocesorių arba mikrovaldiklį kartu su minimaliu, lengvai prieinamu palaikymu. Tai supaprastina kūrimo procesą, todėl kūrėjai gali sutelkti dėmesį į programinės įrangos kūrimą, neskiriant daug laiko aparatinei įrangai. Trumpai tariant, kūrimo plokštė yra specializuota PCB su papildoma technine ir programine įranga.