Печатная плата ( PCB ; также печатная плата или PWB ) - это среда, используемая в электротехнике и электронной технике для контролируемого соединения электронных компонентов друг с другом. Он представляет собой ламинированную сэндвич-структуру из проводящих и изолирующих слоев: каждый из проводящих слоев разработан с художественным рисунком из дорожек, плоскостей и других элементов (аналогично проводам на плоской поверхности), вытравленным из одного или нескольких листов листа. медь , ламинированная на листовые слои непроводящей подложки и/или между ними. [1]Электрические компоненты могут быть прикреплены к токопроводящим площадкам на внешних слоях в форме, предназначенной для приема выводов компонента, как правило, посредством пайки , как для электрического соединения, так и для механического крепления их к нему. В другом производственном процессе добавляются сквозные отверстия : сквозные отверстия, которые обеспечивают взаимосвязи между слоями.
Печатные платы используются практически во всех электронных устройствах. Альтернативы печатным платам включают проволочную обмотку и конструкцию «точка-точка », когда-то популярные, но теперь редко используемые. Для печатных плат требуются дополнительные усилия по проектированию схемы, но производство и сборка могут быть автоматизированы. Доступно программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования , которое позволяет выполнять большую часть работы по компоновке. Массовое производство схем с печатными платами дешевле и быстрее, чем с другими методами подключения, поскольку компоненты монтируются и подключаются за одну операцию. Одновременно может быть изготовлено большое количество печатных плат, а разводка выполняется только один раз. ПХД также можно производить вручную в небольших количествах с меньшими преимуществами. [2]
Печатные платы могут быть односторонними (один слой меди), двухсторонними (два слоя меди по обе стороны от одного слоя подложки) или многослойными (внешний и внутренний слои меди чередуются со слоями подложки). Многослойные печатные платы обеспечивают гораздо более высокую плотность компонентов, потому что в противном случае дорожки цепей на внутренних слоях заняли бы пространство между компонентами. Рост популярности многослойных печатных плат с более чем двумя и особенно с более чем четырьмя медными плоскостями происходил одновременно с внедрением технологии поверхностного монтажа . Однако многослойные печатные платы значительно усложняют ремонт, анализ и модификацию схем в полевых условиях и, как правило, непрактичны.
Мировой рынок чистых печатных плат превысил 60,2 миллиарда долларов в 2014 году [3] и, по оценкам, к 2024 году достигнет 79 миллиардов долларов [4] [5] .
До разработки печатных плат электрические и электронные схемы были соединены между точками на шасси. Обычно шасси представляло собой раму или поддон из листового металла, иногда с деревянным днищем. Компоненты крепились к шасси, как правило, с помощью изоляторов, когда точка соединения на шасси была металлической, а затем их выводы соединялись напрямую или с помощью перемычек пайкой , а иногда и с использованием обжимных соединителей, наконечников соединителей проводов на винтовых клеммах или другими способами . . Схемы были большими, громоздкими, тяжелыми и относительно хрупкими (даже если не учитывать хрупкие стеклянные оболочки электронных ламп, которые часто включались в схемы), а производство было трудоемким, поэтому продукция была дорогой.
Разработка методов, используемых в современных печатных платах, началась в начале 20 века. В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон описал плоские проводники из фольги, приклеенные к изоляционной плите в несколько слоев. Томас Эдисон экспериментировал с химическими методами нанесения проводников на льняную бумагу в 1904 г. Артур Берри в 1913 г. запатентовал метод печати и травления в Великобритании, а в США Макс Шуп получил патент [6] на напыление металла на пламенное напыление. доска через узорчатую маску. Шарль Дюка в 1925 году запатентовал метод нанесения гальванического покрытия. [7]