Определение и значение на печатни платки (PCB)
Печатните платки (PCB) са основни компоненти на електронни устройства, осигуряващи основата за взаимно свързване на различни електрически компоненти. Чрез сложни проводящи следи, подложки и други функции за свързване, печатните платки ефективно предават сигнали и мощност между физически устройства. Накратко, печатните платки са крайъгълният камък на правилното функциониране на електронните устройства и присъстват широко в различни електронни продукти в нашето ежедневие.
Историята на развитието на PCB
Преди появата на широко използваната технология за производство на печатни платки днес, окабеляването на веригата често се извършваше ръчно, което беше неефективно. Всички електронни компоненти бяха свързани един по един, което доведе до сложна и сложна мрежа от проводници.
Това не само изисква голямо количество работа за производството на веригите, но също така прави веригите обемисти, лесно повредени и скъпи. Освен това, тъй като по това време всички компоненти са били свързани с проводници, тъй като изолацията на проводниците стареела и се напуквала, често се появявали повреди в съединенията на проводниците, което води до късо съединение. Ясно е, че традиционните методи вече не могат да отговорят на нуждите на съвременните електронни продукти.
С прехода на електрониката от ерата на вакуумните тръби и релетата към ерата на силикона и интегралните схеми, размерът и цената на електронните компоненти намаляха, докато търсенето на потребителите за по-малки и по-достъпни продукти продължи да нараства. Този натиск подтикна производителите да проучат по-ефективни решения, което доведе до разработването на модерни печатни платки.
И така, от какво точно е направена PCB? Изработено е от множество слоеве материали чрез топлинно-залепване и процес на ламиниране с лепило, подобно на приготвянето на лазаня. Всеки слой играе уникална роля, заедно образувайки ключов компонент на електронното устройство.
Субстрат (FR4)
Субстратът е основният материал на PCB, обикновено изработен от стъклени влакна, като FR4 е най-често срещаният тип. В сравнение с други основни материали, FR4 е предпочитан заради отличната си издръжливост. Този твърд -основен субстрат не само осигурява необходимата твърдост и дебелина за PCB, но също така гарантира изолационните характеристики на другите слоеве. За печатни платки, изискващи по-голяма гъвкавост, като основен материал могат да се използват гъвкави високотемпературни пластмаси, като Kapton или негови еквиваленти.
До субстрата има тънко медно фолио. В зависимост от специфичните изисквания на печатната платка, медта може да бъде нанесена върху едната или двете страни на основата. Броят на медните слоеве е ключов фактор при разграничаването на видовете печатни платки. Например дву-странните или дву-пластовите плоскости имат медни слоеве от двете страни на субстрата, докато едно-странните плоскости имат мед само от едната страна. В конвенционалните печатни платки броят на медните слоеве може да варира от 1 до 16, като двуслойните медни платки са най-често срещаните.
Медните слоеве играят проводима роля в печатните платки. Чрез химическо ецване медта е внимателно изваяна в множество проводници или следи, които се свързват с подложки и формират основната архитектура на електрическата верига на печатната платка. Тези следи не само заменят физическите проводници, използвани в традиционните вериги, но също така изолират срещу въздух и субстратни материали, осигурявайки стабилност и безопасност на веригата. До медните слоеве е маската за запояване, която обикновено е зелена, но може да бъде и с други цветове в зависимост от изискванията.
Основната функция на маската за запояване е да изолира медните следи, предотвратявайки случаен контакт с други метали, спойка или проводящи елементи. На PCB маската за запояване покрива повечето области, включително малки следи, но умишлено оставя малки пръстени и подложки за операции по запояване.
След слоя маска за запояване е слоят със сито{0}}печат. Този слой е предимно за естетически цели, добавяйки букви, цифри и символи към печатната платка, за да улесни сглобяването и да подобри разбирането на функционалността на платката. Ситопечатът обикновено се използва за обозначаване на специфичната функция на всеки щифт или светодиод, обикновено в бяло, но при необходимост могат да се използват други цветове на мастилото.
Разликата между PCB и развойна платка е, че развойната платка добавя микропроцесор или микроконтролер към PCB, заедно с минимална, лесно достъпна поддръжка. Това опростява процеса на разработка, позволявайки на разработчиците да се съсредоточат върху разработката на софтуер, без да отделят значително време за хардуер. Накратко, развойната платка е специализирана печатна платка с допълнителен хардуер и софтуер.