Iespiedshēmu plates (PCB) definīcija un nozīme
Iespiedshēmas plates (PCB) ir elektronisko ierīču galvenās sastāvdaļas, kas nodrošina pamatu dažādu elektrisko komponentu savienošanai. Izmantojot sarežģītas vadošas pēdas, spilventiņus un citas savienojuma funkcijas, PCB efektīvi pārraida signālus un jaudu starp fiziskām ierīcēm. Īsāk sakot, PCB ir elektronisko ierīču pareizas darbības stūrakmens, un mūsu ikdienas dzīvē tie ir plaši sastopami dažādos elektroniskajos produktos.
PCB attīstības vēsture
Pirms mūsdienās plaši izmantotās PCB ražošanas tehnoloģijas parādīšanās ķēdes elektroinstalācija bieži tika veikta manuāli, kas bija neefektīva. Visas elektroniskās sastāvdaļas tika savienotas pa vienai, kā rezultātā izveidojās sarežģīts un sarežģīts vadu tīkls.
Tas ne tikai prasīja lielu darba apjomu, lai izveidotu ķēdes, bet arī padarīja ķēdes apjomīgas, viegli sabojājamas un dārgas. Turklāt, tā kā tajā laikā visas sastāvdaļas bija savienotas ar vadiem, jo vadu izolācija novecoja un saplaisāja, vadu savienojumos bieži radās kļūmes, kas izraisīja īssavienojumus. Skaidrs, ka tradicionālās metodes vairs nespēj apmierināt mūsdienu elektronisko izstrādājumu vajadzības.
Elektronikai pārejot no vakuuma lampu un releju laikmeta uz silīcija un integrālo shēmu ēru, elektronisko komponentu izmērs un izmaksas samazinājās, savukārt patērētāju prasības pēc mazākiem un lētākiem produktiem turpināja pieaugt. Šis spiediens mudināja ražotājus meklēt efektīvākus risinājumus, kā rezultātā tika izstrādāta moderna PCB.
Tātad, no kā īsti ir izgatavots PCB? Tas ir izgatavots no vairākiem materiālu slāņiem, izmantojot termiskās -savienošanas un līmēšanas laminēšanas procesu, līdzīgi kā lazanjas gatavošanā. Katrs slānis spēlē unikālu lomu, kopā veidojot elektroniskās ierīces galveno sastāvdaļu.
Substrāts (FR4)
Substrāts ir PCB pamatmateriāls, kas parasti ir izgatavots no stikla šķiedras, un FR4 ir visizplatītākais veids. Salīdzinot ar citiem pamatmateriāliem, FR4 ir iecienīts tā izcilās izturības dēļ. Šis cietais-substrāts nodrošina ne tikai nepieciešamo PCB stingrību un biezumu, bet arī nodrošina pārējo slāņu izolācijas veiktspēju. PCB, kam nepieciešama lielāka elastība, kā pamatmateriālu var izmantot elastīgu augstas temperatūras plastmasu, piemēram, Kapton vai tā ekvivalentus.
Blakus pamatnei ir plāna vara folija. Atkarībā no iespiedshēmas plates īpašajām prasībām, varu var uzklāt uz vienas vai abām pamatnes pusēm. Vara slāņu skaits ir galvenais faktors, lai atšķirtu PCB tipus. Piemēram, divpusējiem-vai divslāņu-plāksnēm vara slāņi ir abās pamatnes pusēs, savukārt vienpusējiem{5}}plāksnēm varš ir tikai vienā pusē. Parastajās PCB vara slāņu skaits var svārstīties no 1 līdz 16, un visizplatītākās ir 2 slāņu vara plāksnes.
Vara slāņiem ir vadoša loma PCB. Izmantojot ķīmisko kodināšanu, varš tiek rūpīgi veidots vairākos vadītājos vai pēdās, kas savienojas ar spilventiņiem un veido PCB shēmas pamata arhitektūru. Šīs pēdas ne tikai aizstāj tradicionālajās ķēdēs izmantotos fiziskos vadus, bet arī izolē pret gaisu un substrāta materiāliem, nodrošinot ķēdes stabilitāti un drošību. Blakus vara slāņiem ir lodēšanas maska, kas parasti ir zaļa, bet atkarībā no prasībām var būt arī citās krāsās.
Lodēšanas maskas galvenā funkcija ir izolēt vara pēdas, novēršot nejaušu saskari ar citiem metāliem, lodmetāliem vai vadošiem elementiem. Uz PCB lodēšanas maska pārklāj lielāko daļu laukumu, tostarp nelielas pēdas, bet apzināti atstāj mazus gredzenus un paliktņus lodēšanas darbībām.
Aiz lodēšanas maskas slāņa ir ekrāna{0}}drukātais slānis. Šis slānis galvenokārt ir paredzēts estētiskiem nolūkiem, pievienojot PCB burtus, ciparus un simbolus, lai atvieglotu montāžu un uzlabotu izpratni par plates funkcionalitāti. Sietspiede parasti tiek izmantota, lai norādītu katras tapas vai gaismas diodes īpašo funkciju, parasti baltā krāsā, bet pēc vajadzības var izmantot arī citas tintes krāsas.
Atšķirība starp PCB un izstrādes plati ir tāda, ka izstrādes plate PCB pievieno mikroprocesoru vai mikrokontrolleri, kā arī minimālu, viegli pieejamu atbalstu. Tas vienkāršo izstrādes procesu, ļaujot izstrādātājiem koncentrēties uz programmatūras izstrādi, netērējot ievērojamu laiku aparatūrai. Īsāk sakot, izstrādes plate ir specializēta PCB ar papildu aparatūru un programmatūru.