▷ Какво е печатна платка или печатна платка. употреба, как е направена

Чували ли сте понятието PCB или Integrated Circuit Board ? Ако не знаете какво е, ще ви го обясним в тази статия. Докато четете тази статия, вие сте заобиколени от печатни платки; имате няколко на вашия компютър, монитор, мишка, а също и на мобилния си телефон. Всеки електронен елемент е изграден с помощта на печатна платка или поне нейните "вътрешни органи".

Индекс на съдържанието

Използването на печатни платки беше гигантска стъпка в развитието на електронните устройства, тъй като предоставяше иновативен метод за свързване на елементи без използване на електрически кабели. Днешният свят не би бил същият без изобретяването на печатни платки, така че нека видим какви са и как са направени

Какво е печатна платка

PCB е съкращението за печатни платки, но ние използваме съкращението на английски (Printed Circuit Board), за да не го объркаме например с PCI слотовете на нашия компютър.

Е, една печатна платка е основно физическа поддръжка, при която електронните и електрическите компоненти са инсталирани и свързани помежду им. Тези компоненти могат да бъдат, чипове, кондензатори, диоди, резистори, конектори и т.н. Ако погледнете компютър вътре, ще видите, че има множество плоски дъски с много компоненти, залепени към него, това е дънна платка и е съставена от печатна платка и компонентите, които споменахме

За да свържем всеки елемент върху печатна платка, използваме серия от изключително тънки медни проводими коловози, които генерират шина, проводник, сякаш е кабел. В най-простите схеми имаме само проводящи коловози от едната или от двете страни на печатни платки, но в по-пълни такива имаме електрически песни и дори компоненти, подредени в множество слоеве от тях.

Основната опора за тези песни и компоненти е комбинация от фибростъкло, подсилено с керамични материали, смоли, пластмаса и други непроводими елементи. Въпреки че в момента компоненти като целулоидна и проводяща песен за боядисване се използват за производството на гъвкави печатни платки.

Първата интегрална платка е построена през 1936 г. на ръка от инженера Пол Айслер, за да бъде използвана от радио. Оттам процесите бяха автоматизирани за широкомащабно производство, първо с радиостанции, а след това с всички видове компоненти.

Какво е вътре в печатна платка?

Печатните схеми са съставени от поредица от проводими слоеве, поне от най-сложните. Всеки от тези проводими слоеве е разделен от изолационен материал, наречен субстрат. Дупките, наречени vias, се използват за свързване на многопластови песни, които могат да преминат напълно през печатни платки или да стигнат само до определена дълбочина.

Подложката може да бъде от различни състави, но винаги от непроводими материали, така че всеки от електрическите коловози да носи собствен сигнал и напрежение. Най-широко използваният в момента се нарича Pértinax, който в основата си е хартия, покрита със смола, много лесна за работа и машинна обработка. Но във високоефективното оборудване се използва съединение, наречено FR-4, което е огнеустойчив смола с фибростъкло.

От своя страна електронните компоненти почти винаги ще се намират във външната зона на печатни платки и са инсталирани от двете страни, за да се възползват максимално от тяхното разширение. Преди да създадете електрическите коловози, различните слоеве на печатни платки се формират само от субстрата и някои много тънки листове от мед или друг проводим материал и чрез машина, подобна на принтер, ще бъдат създадени и чрез сравнително добър процес дълги и сложни.

Процес на създаване на печатни платки

Вече знаем от какво са направени интегралните платки, но би било много интересно да знаем как са направени. Нещо повече - ние можем сами да създадем основна интегрална схема, като купим една от тези платки, но разбира се процесът ще бъде доста по-различен от това, което всъщност се използва.

Дизайн на печатни платки с помощта на софтуер

Всичко започва с проектирането на печатни платки, проследяване на електрическите коловози, необходими за свързване на компонентите, както и изброяване колко слоя ще са необходими, за да може да се генерират всички връзки, които ще са необходими за компонентите.

Този процес се осъществява с помощта на CAM компютърен софтуер като TinyCAD или DesignSpark PCB, широко използван в инженерната кариера. Не само са проектирани електрически песни, но също така се създават различни етикети, които изброяват инсталирани компоненти и идентифицират всеки конектор.

Всички необходими стъпки в процеса на разработка ще бъдат документирани, така че производителят да знае точно какво да прави, когато проектът бъде изпратен до вас.

Копринен екран и фотографско оформление

Веднъж проектиран, ние предаваме проекта директно на производителя и той ще започне физическото създаване на печатна платка. Следващият процес се нарича фотографско проследяване, при което принтер, подобен на принтер (фотоплотер), лазер проследява графика с маските за свързване на електронните елементи.

За това се използва тънък лист проводим метал с дължина около 7 хилядни инча. Тези маски по-късно ще служат за определяне къде са залепени електронните компоненти. При по-напреднали процеси този процес се извършва директно върху печатни платки с принтер, който гравира маските за свързване с този метал.

Печат с вътрешен слой

Следващото нещо, което се прави, е отпечатването върху печатни платки на различните вътрешни електрически коловози, със специално съединение. Това включва „боядисване“ на отрицателен елемент от електрическите песни на листа, за да се създаде проводящ модел с фоточувствителен или сух филмов материал. Е, този филм, който е създаден, е изложен на лазерна или ултравиолетова светлина, за да премахне излишния материал и така да създаде отрицание на крайната верига.

Този процес се извършва, ако печатни платки имат вътрешни слоеве с проводими писти. Освен това, този процес ще бъде повторен на външните слоеве на печатни платки, за да се създадат окончателните медни песни и според схемата.

Проверка и проверка (AOI)

След като са направени различните слоеве проводими коловози, машина ще провери дали всички те са правилни и работят добре. Това става автоматично чрез сравняване на оригиналния дизайн с физическия печат, за търсене на шорти или счупени песни.

Филм за ръжда и ламиниране

Всеки от листовете, отпечатани с проводимите коловози, се подлага на оксидна обработка за подобряване на възможностите и издръжливостта на медните коловози на всеки слой.

Благодарение на процеса ще се избегне разслояването на различните проводими слоеве и песни на особено чувствителни печатни платки или с голям брой компоненти, като тези на компютрите.

Следващото нещо е да се изгради окончателната печатна платка, като за това всеки един от слоевете на веригата ще бъде съединен с помощта на листове от фибростъкло с епоксидна смола, Pértinax или друг използван метод. Всичко това ще бъде перфектно залепено с помощта на хидравлична преса и така ще получим интегралната платка.

Пробиване на дупки

Във всеки случай ще трябва да направим поредица от дупки на печатни платки чрез пробиване, за да можем да се присъединим към различните медни слоеве и песни. Ще ни трябват и пълни перфорации, за да можем да държим електронни елементи или различни съединители или слотове за разширение.

Процесът на пробиване трябва да бъде изключително прецизен, за да се запази целостта на печатни платки, така че главите от волфрамов карбид се използват за най-твърдия материал, който съществува.

Метални дупки

За да могат тези отвори да установят комуникация с различните вътрешни коловози, ще е необходим процес на покритие с тънък меден филм, за да се осигури необходимата проводимост. Тези фасети ще бъдат между 40 и 60 милионни инча.

PCB вече е готова да проследи медните коловози по външните му повърхности.

Филм на открито и галванопластика

Сега ще създадем външните проводими коловози и за това ще следваме същата процедура, както при създаването на вътрешните песни. Първо създаваме сухия филм като отрицател на крайната верига. След това, с помощта на лазер, пространствата, в които ще се отлага медта, се създават, за да се създадат проводимите коловози.

Тогава печатни платки ще преминат през процес на галванопластика, който се състои в залепване на медта в зоните, свободни от сухо фолио и по този начин образувайки електрическите следи на печатни платки. Печатната платка е поставена в медна баня и ще бъде електролитно свързана към проводящите модели, за да създаде следи с размер само 0, 001 инча.

Тогава върху медта ще бъде добавен още един слой калай, за да защити тази химическа атака, когато преминем към процеса на SES или " лента-ецване-лента"

Лента за ецване на ленти

Това е предпоследната стъпка, излишната мед ще бъде премахната от печатни платки, излишъкът ще бъде този, който не сме потопили в калай. По този начин ще остане само защитената с калай мед.

Впоследствие трябва да премахнем и калай чрез химическа обработка, за да оставим най-накрая само медните следи, които накрая ще бъдат тези, които ще свързват компоненти и ще транспортират електричеството.

Сега друг AOI процес ще провери дали всичко е правилно, за да се запише накрая маската и легендата.

Маска за спойка и легенда

И накрая, върху електронната платка ще бъде приложена маска за спойка, така че по-късно е възможно компонентите да се запояват правилно и точно там, където трябва да отидат.

Тогава се отпечатва и сложната легенда, информацията, която дизайнерът иска да предостави на печатни платки, като например името на конекторите, кода на елемента и т.н. В допълнение, окончателният дизайн на печатни платки ще бъде направен и с цветовете, които производителят иска да му даде, както виждаме в дънните платки за игри и т.н.

Заваряване на компоненти и крайни тестове

Печатната платка е готова и само компонентите ще бъдат добавени с помощта на високо прецизни оръжия на робота и съответните слотове. По този начин платката е готова да бъде тествана електрически и да провери дали работи правилно.

Ще добавим и маските за свързване, за да заваряваме правилно тези елементи.

Заключение и заключителни думи

Ами това е всичко за това, което е платка и как се произвеждат. Тъй като виждате, че процесът е доста сложен и изисква много стъпки, трябва да имаме предвид, че точността трябва да бъде максимална, за да може по-късно да работи както се очаква.

PCB стават все по-сложни, с по-тънки и по-плътни песни, за да могат да съхраняват огромен брой компоненти в много малко пространство.

Препоръчваме ви също да посетите нашето ръководство за най-добрите дънни платки на пазара

И тези уроци ще ви бъдат интересни:

Ако имате въпроси или искате да направите корекция, пишете ни в коментарите. Надяваме се информацията да е интересна.