Что такое печатная плата?

Что означает «печатная плата»? Печатная плата (PCB) https://pselectro.ru/zakaz-pechatnyh-plat представляет собой электронную сборку, которая использует медные проводники для создания электрических соединений между компонентами. Печатные платы обеспечивают механическую поддержку электронных компонентов, чтобы устройство можно было монтировать в корпусе. Дизайн печатной платы должен включать определенный набор шагов, который соответствует производственному процессу, упаковке интегральной схемы и структуре голой печатной платы.

Проводящие элементы на печатных платах включают медные дорожки, прокладки и проводящие плоскости. Механическая структура состоит из изоляционного материала, ламинированного между слоями проводников. Общая структура покрыта металлом и покрыта непроводящей паяльной маской, а поверх паяльной маски нанесен шелкографический материал для обозначения электронных компонентов. После завершения этих этапов изготовления оголенная плата отправляется на сборку печатной платы, где компоненты припаиваются к плате и можно протестировать PCBA.

Дизайн печатных плат превратился в самостоятельную вертикаль в электронной промышленности. Печатные платы играют важную роль в обеспечении электрических соединений между компонентами, жесткой опоры для удержания компонентов и компактной упаковки, которая может быть интегрирована в конечный продукт. Даже самая простая печатная плата должна быть тщательно спроектирована с использованием специализированных программных пакетов, а лучшее программное обеспечение может помочь разработать дизайн от концепции до всего процесса производства. В этой статье мы подробнее рассмотрим, что такое печатная плата, описание ее конструкции и некоторые важные моменты, которые следует понимать при проектировании печатных плат.

Самый мощный, современный и простой в использовании инструмент для профессионального проектирования печатных плат.

Все печатные платы состоят из чередующихся слоев проводящей меди со слоями электроизоляционного материала. Во время изготовления внутренние медные слои подвергаются травлению, оставляя предполагаемые следы меди для соединения компонентов на печатной плате. Несколько вытравленных слоев ламинируются последовательно до завершения сборки печатной платы. Это общий процесс, используемый при изготовлении печатных плат, при котором голая плата формируется перед прохождением процесса сборки печатной платы.

Как понять печатные платы

Прежде чем мы сможем объяснить конструкцию печатной платы, лучше понять, откуда взялись печатные платы. В прошлом электроника проектировалась и собиралась из небольших интегральных схем и дискретных компонентов, которые соединялись вместе с помощью проводов. Сегодня в стандартных конструкциях могут использоваться компоненты с большим количеством выводов, включающие множество интегральных схем и очень маленькие пассивные компоненты, что делает невозможным ручное соединение компонентов с помощью припаянных проводов. Вместо этого медные соединения наносятся непосредственно на изолирующие подложки для формирования электрических соединений, а процессы производства печатных плат эволюционировали вместе со структурными требованиями к корпусам электроники и межсоединениям. Многие современные устройства представляют собой усовершенствованные конструкции HDI с тысячами соединений и множеством электрических интерфейсов, питающих все: от смартфонов до мониторов сердечного ритма и ракет.

До появления печатных плат компоненты упаковывались путем присоединения отдельных проводов к компонентам и установки компонентов на жесткую подложку. Первоначально эта оригинальная подложка представляла собой материал под названием бакелит, который использовался для замены верхнего слоя на листе фанеры. Проводящие дорожки были сформированы путем пайки металлических компонентов к проводам, а более крупные схемы могли содержать много электронных компонентов со многими проводами. Количество проводов было настолько велико, что они могли запутаться или занимать большое пространство в конструкции. Отладка была сложной, и надежность пострадала. Производство также было медленным, когда несколько компонентов и их проводные соединения были припаяны вручную.

Типы печатных плат

В предыдущем разделе я сосредоточился на типичных печатных платах, которые собираются на жестких подложках, поскольку они наиболее распространены. Однако существуют и другие типы печатных плат, которые изготавливаются из различных возможных материалов. Наиболее распространенными их типами являются:

• Односторонняя — на этой плате компоненты установлены только на одной поверхности. Задняя поверхность обычно полностью покрыта медью (заземлена) и покрыта паяльной маской.
• Двухсторонняя — этот тип печатной платы имеет компоненты, установленные на обеих поверхностях. Каждая поверхность определяется как сигнальный слой в стеке печатной платы, поэтому поверхности будут содержать трассы, которые передают сигналы между компонентами.
• Многослойные печатные платы — эти платы имеют проводники на внутренних слоях, которые передают электрические сигналы между компонентами, или внутренние слои могут быть проводящими плоскими слоями. Многослойные печатные платы могут быть односторонними или двусторонними.
• Жесткие печатные платы — эти платы изготавливаются и монтируются на жестких слоистых материалах, таких как стеклопластиковые ламинаты, пропитанные эпоксидной смолой марки FR4. Доступны также другие типы жестких слоистых материалов, которые обеспечивают различные свойства материала для использования в некоторых специализированных приложениях.
• Печатные платы с жестким изгибом — В печатных платах с жестким изгибом используется гибкая полиимидная лента, соединяющая две или более жестких секций в сборке печатной платы. Плата с жестким изгибом может использоваться, когда конструкция должна иметь какой-либо подвижный элемент, например, складной или изгибающийся корпус.
• Гибкие печатные платы — Полностью гибкие печатные платы не используют никаких жестких материалов и полностью изготовлены из гибкой полиимидной ленты. На этих платах могут быть смонтированы и припаяны компоненты, как на жестких и гибких печатных платах.
• Печатные платы с металлическим сердечником — в этих платах используется металлическая пластина в слое сердцевины (обычно алюминиевая), чтобы обеспечить гораздо большую жесткость и отвод тепла, чем в обычных жестких печатных платах. Процесс изготовления печатных плат с металлическим сердечником сильно отличается от стандартного процесса изготовления жестких печатных плат, и для обеспечения разрешимости необходимо учитывать несколько конструктивных моментов. Эти платы широко используются в мощном освещении и некоторых промышленных применениях.
• Керамические печатные платы — эти платы встречаются реже и используются в приложениях, требующих очень высокой теплопроводности, так что плата может отводить большое количество тепла от компонентов.

Процессы изготовления и сборки печатных плат этих типов различаются, но современное программное обеспечение ECAD может помочь разработчикам создать любую из этих плат, если в программном обеспечении соблюдены правильные правила проектирования печатных плат.