Печатная плата


Печатная плата ( PCB ) представляет собой ламинированную сэндвич-структуру из проводящего и изолирующего слоев. ПХД выполняют две взаимодополняющие функции. Первый заключается в прикреплении электронных компонентов в определенных местах на внешних слоях с помощью пайки. Во-вторых, обеспечить надежные электрические соединения (а также надежные разомкнутые цепи) между клеммами компонента контролируемым образом, часто называемым конструкцией печатной платы. Каждый из проводящих слоев разработан с использованием художественного рисунка проводников (аналогично проводам на плоской поверхности), который обеспечивает электрические соединения на этом проводящем слое. Другой производственный процесс добавляет переходные отверстия, сквозные отверстия, обеспечивающие соединение между слоями.

Печатные платы механически поддерживают электронные компоненты с помощью токопроводящих площадок в форме, предназначенной для приема выводов компонента, а также электрически соединяют их с помощью дорожек, плоскостей и других элементов, вытравленных из одного или нескольких слоев медного листа, ламинированного на и/или между слоями листа не -проводящая подложка. [1] Компоненты, как правило, припаиваются к печатной плате как для электрического соединения, так и для механического крепления к ней. Печатные платы используются почти во всех электронных продуктах и ​​в некоторых электрических продуктах, таких как пассивные распределительные коробки.

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. Электронное программное обеспечение для автоматизированного проектирования доступно для выполнения большей части работы по макетированию. 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 медный слой), двухсторонними (два медных слоя по обе стороны от одного слоя подложки) или многослойными (внешний и внутренний слои меди, чередующиеся 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 слоями 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] .

Базовая печатная плата состоит из плоского листа изоляционного материала и слоя медной фольги , наклеенной на подложку. Химическое травление делит медь на отдельные проводящие линии, называемые дорожками или дорожками цепи , площадки для соединений, сквозные отверстия для передачи соединений между слоями меди и такие элементы, как сплошные проводящие области для электромагнитного экранирования или других целей. Дорожки функционируют как закрепленные на месте провода и изолированы друг от друга воздухом и материалом подложки платы. Поверхность печатной платы может иметь покрытие, защищающее медь от коррозии и снижающее вероятность короткого замыкания при пайке.между дорожками или нежелательный электрический контакт с оголенными проводами. Из-за своей функции предотвращения короткого замыкания припоя это покрытие называется паяльной маской или паяльной маской.


Плата DVD-плеера. Обычно печатные платы зеленого цвета, но они могут быть и других цветов.
Часть компьютерной платы Sinclair ZX Spectrum 1984 года, печатная плата, показывающая токопроводящие дорожки, переходные отверстия (пути сквозных отверстий к другой поверхности) и некоторые электронные компоненты, установленные с использованием сквозного монтажа.
Проходные (выведенные) резисторы
Компоненты для поверхностного монтажа, включая резисторы, транзисторы и интегральную схему
Печатная плата в компьютерной мыши : сторона компонентов (слева) и сторона с печатью (справа)
Доска, разработанная в 1967 году; крутые кривые на дорожках свидетельствуют о том, что рисунок был выполнен от руки с использованием клейкой ленты.
Два метода обработки, используемые для изготовления двухсторонней печатной платы со сквозными металлизированными отверстиями.
Печатные платы в процессе нанесения медного покрытия (обратите внимание на синий сухой пленочный резист)
Прорезан SDRAM-модуль, многослойная печатная плата. Обратите внимание на переходное отверстие , видимое в виде яркой полосы медного цвета, проходящей между верхним и нижним слоями платы.
Люверсы (полые)
Плата с тестовыми контактными площадками
Модуль дров
Конструкция из кордвуда использовалась в бесконтактных взрывателях .
Производственная линия бесконтактного взрывателя Mark 53, 1944 г.
Пример нарисованных вручную дорожек на печатной плате
Печатная плата как дизайн на компьютере (слева) и реализованная в виде сборки платы, заполненной компонентами (справа). Плата двухсторонняя, с покрытием сквозных отверстий, зеленым припоем и белой легендой. Использовались компоненты как для поверхностного монтажа, так и для сквозного монтажа.