Płytka drukowana jest elementem większości urządzeń elektrycznych i elektronicznych, która zasadniczo służy jako przewodnik, pomagając prądom dotrzeć tam, gdzie muszą iść i robić to, co muszą. Te płytki zasadniczo działają jako mapy do systemu obwodów urządzenia. Posiadają szereg rowków i otworów, przez które mogą płynąć prądy i można podłączyć inne elementy obwodów. Ich tworzenie wymaga dużej precyzji, a inżynierowie zwykle poświęcają dużo czasu na zapewnienie, że zostały odpowiednio wytrawione i poddane obróbce. Po złożeniu płyty zasila i pod wieloma względami ożywia dane urządzenie. Problemy z tą płytą często powodują, że urządzenie traci sprawność.
Podstawowy pomysł
Większość elektroniki polega na obwodach wewnętrznych w celu delegowania takich rzeczy, jak podążanie za elektrycznością i problemy z zasilaniem, do różnych komponentów. Faktyczna nauka i inżynieria stojąca za płytkami drukowanymi może być nieco skomplikowana, ale w uproszczeniu płytka drukowana jest rodzajem „siedziby głównej” lub „terminalu”, w którym wszystko jest przetwarzane i sortowane. Deski oglądane osobno często wyglądają jak cienkie metalowe płytki z błyszczącymi rowkami i ryciami. Ich rozmiar różni się w zależności od urządzenia, o którym mowa, ale w zależności od kontekstu może być tak mały jak paznokieć lub tak duży jak mały samochód.
Montaż
Płytki z obwodami drukowanymi służą jako podstawa i podpora mechaniczna dla elementów elektronicznych. Na ogół są to powierzchnie nieprzewodzące, ale są wypełnione ścieżkami przewodzącymi, śladami sygnału i komponentami elektronicznymi, ponieważ są one montowane w celu umożliwienia przepływu prądów elektrycznych. Po złożeniu płytka jest zwykle określana jako zespół płytki drukowanej (PCBA) lub zespół obwodu drukowanego (PCA).
Montaż płytek drukowanych jest jedną z kilku metod tworzenia obwodów, wraz z obwodami owijanymi drutami i obwodami punkt-punkt. Zespoły zwykle wymagają większego wysiłku przy układaniu i wyższych kosztów początkowych niż inne dostępne opcje, ale z czasem są bardziej opłacalne i często oferują również większą niezawodność. Po uwzględnieniu początkowych kosztów związanych z projektowaniem płytek drukowanych produkcja płytek jest często tańsza, a także oferuje szybszą produkcję masową niż inne metody.
Podstawowe komponenty
Materiały użyte do produkcji PCA mogą się różnić w zależności od sposobu ich użycia. Zazwyczaj warstwy przewodzące są wykonane z cienkiej folii miedzianej, a warstwy izolacji dielektrycznej są laminowane razem przy użyciu żywicy epoksydowej. Często tak zwana „pusta tablica” powstaje, gdy podłoże jest całkowicie pokryte z jednej lub obu stron miedzianą warstwą wiążącą. Następnie nakładana jest tymczasowa maska, która pozwala na usunięcie niechcianej miedzi poprzez wytrawianie wzoru.
Metody trawienia
W większości przypadków charakterystyczne rowki i wcięcia deski muszą być specjalnie wciśnięte lub wytrawione w powierzchni. Druk fotograficzny i sitodruk to najczęstsze metody wytrawiania w celach komercyjnych. Fotograwerowanie opiera się na fotomasce i procesie chemicznym w celu usunięcia niechcianej miedzi. Procesy trawienia zazwyczaj wykorzystują nadsiarczan amonu, chlorek żelazowy lub kwas chlorowodorowy do usuwania niechcianych warstw miedzi. Sitodruk opiera się na tuszach odpornych na trawienie, które chronią leżącą pod spodem folię miedzianą, dzięki czemu tylko niechciana miedź jest wytrawiana. Inną opcją jest frezowanie, które wymaga specjalnej maszyny do usuwania miedzi.
W niektórych metodach konstrukcyjnych ślady są dodawane, a nie usuwane z podłoża. Zwykle odbywa się to poprzez galwanizację. Wybrana metoda produkcji płytki drukowanej będzie się różnić w zależności od tego, czy jest to płytka jednorazowa, czy też musi być powielana w dużych ilościach.
Wybór izolatora
Jedną z najważniejszych części montażu płyty jest izolacja, która chroni płytę przed przegrzaniem lub zatkaniem sygnałami. W tym celu dostępne są różne rodzaje materiałów dielektrycznych, w tym kompozytowy materiał epoksydowy (CEM) i materiał ognioodporny (FR), a każdy z nich zapewnia inną wartość izolacyjną w zależności od wymagań obwodów. Teflon, FR-1, FR-4, CEM-1 i CEM-3 to tylko niektóre przykłady dielektryków. Materiały powszechnie używane do budowy obwodów drukowanych obejmują papier z bawełny fenolowej (FR-2), papier bawełniany z żywicą epoksydową (FR-3 i CEM-1), tkaninę szklaną z żywicą epoksydową (FR-4) i szkło matowe z poliestrem (FR-6) .