Spausdinta schema
Spausdintinė plokštė (PCB) - tai plokštė, skirta elektroniniams komponentams sujungti. Jos šiandien naudojamos beveik visuose kompiuteriuose ir elektronikoje.
"Kortelė" pagaminta iš elektros srovės nepraleidžiančios medžiagos, dažniausiai iš stiklo pluošto. Paprastai varis yra išgraviruotas (plonomis linijomis) plokštės viduje tarp stiklo pluošto sluoksnių arba ant plokštės paviršiaus. Dėl to elektra patenka tik ten, kur reikia.
Tada elektroniniai komponentai prie šios plokštės tvirtinami naudojant elektrai laidų metalą. Plokštėje išgraviruotas metalas leidžia elektrai sklisti iš vieno komponento į kitą elektros grandinėse.
Plokštės gali turėti daug skirtingų dalių, kurios yra sujungtos ir veikia kartu. Dažniausiai spausdintinės plokštės gaminamos dideliais kiekiais konkrečiam darbui, pavyzdžiui, kompiuteriui, mobiliajam telefonui arba televizoriui valdyti. Kai kurios spausdintinės plokštės yra paprastos, kad žmogus galėtų pats susikurti savo plokštę naujai elektros užduočiai atlikti. Daugumos daiktų, kuriuose naudojama elektra, viduje yra bent viena plokštė, kuri užtikrina jų veikimą.
Lanksčios spausdintinės plokštės - tai plokštės, kurios yra pakankamai plonos ir pagamintos iš tinkamos medžiagos, kad galėtų lankstytis (lenktis).
Pritvirtinti spausdintinių plokščių komponentai
Istorija
Spausdintinės plokštės atsirado iš elektros jungčių sistemų, kurios buvo naudojamos XX a. šeštajame dešimtmetyje. Iš pradžių metalinės juostelės ar strypai buvo naudojami dideliems elektros komponentams, sumontuotiems ant medinių pagrindų, sujungti. Vėliau metalines juosteles pakeitė laidai, sujungti su varžtiniais gnybtais, o medinius pagrindus - metaliniai rėmai. Tai leido mažinti detales, o to reikėjo, nes grandinės tapo sudėtingesnės ir turėjo daugiau dalių. Tomas Edisonas išbandė metalų naudojimo ant lininio popieriaus metodus. Arthuras Berry 1913 m. Didžiojoje Britanijoje užpatentavo spausdinimo ir ėsdinimo metodą. 1925 m. Charlesas Ducas iš Jungtinių Valstijų sukūrė galvaninio padengimo metodą. Jis sukūrė elektrinį kelią tiesiai ant izoliuoto paviršiaus, spausdindamas per trafaretą (lentoje ar popieriuje išpjauta forma) specialiu rašalu, kuris galėjo praleisti elektrą, kaip ir laidai. Šis metodas buvo pavadintas "spausdintiniais laidais" arba "spausdintine grandine".
1943 m. Jungtinėje Karalystėje dirbęs austras Paulas Eisleris užpatentavo metodą, kaip ant varinės folijos sluoksnio, pritvirtinto prie kieto pagrindo, kuris nepraleidžia elektros srovės, išgraviruoti laidųjį raštą arba grandines. Eislerio metodą pastebėjo JAV kariškiai ir pradėjo jį naudoti naujuose ginkluose, įskaitant Antrojo pasaulinio karo laikų artimojo veikimo sprogdiklius. Jo idėja tapo labai naudinga šeštajame dešimtmetyje, kai buvo sukurtas tranzistorius. Iki tol vakuuminės lempos ir kiti komponentai buvo tokie dideli, kad reikėjo tik tradicinių montavimo ir laidų jungimo metodų. Tačiau pradėjus naudoti tranzistorius, komponentai tapo labai maži, o gamintojams reikėjo naudoti spausdintines plokštes, kad jungtys taip pat būtų mažos.
Plokštelinių skylių technologiją ir jos naudojimą daugiasluoksnėse spausdintinėse plokštėse 1961 m. užpatentavo JAV įmonė "Hazeltine". Tai leido sukurti daug sudėtingesnes plokštes, kuriose komponentai buvo išdėstyti glaudžiai vienas prie kito. Septintajame dešimtmetyje pradėtos naudoti integrinių grandynų mikroschemos, ir šie komponentai greitai buvo įtraukti į spausdintinių plokščių projektavimo ir gamybos technologijas. Šiandien spausdintinės plokštės kai kuriose srityse gali būti iki 50 sluoksnių.
Paviršinio montavimo technologija buvo sukurta septintajame dešimtmetyje ir pradėta plačiai naudoti aštuntojo dešimtmečio pabaigoje.
Rankomis pagaminta spausdintinė plokštė
Dizainas
Pagrindinė spausdintinės plokštės projektavimo užduotis - nustatyti, kur bus sumontuoti visi komponentai. Paprastai yra parengtas projektas arba schema, kuri bus paversta spausdintine plokšte. Standartinės spausdintinės plokštės nėra. Kiekviena plokštė kuriama pagal savo paskirtį ir turi būti tinkamo dydžio, kad tilptų į reikiamą vietą. Plokščių projektuotojai naudoja kompiuterinio projektavimo programinę įrangą, kad ant plokštės išdėstytų grandynų projektus. Tarpai tarp elektrinių kelių gali būti 0,04 colio (1,0 mm) arba mažesni. Taip pat išdėstomos skylių vietos komponentų išvadams arba kontaktiniams taškams. Išdėsčius grandinės schemą, ant skaidraus plastiko lakšto atspausdinamas tikslaus dydžio negatyvus vaizdas. Neigiamo atvaizdo atveju sritys, kurios nėra grandinės modelio dalis, vaizduojamos juodai, o grandinės modelis yra aiškus. Tuomet nuo skaidrių sričių metalas pašalinamas, paprastai naudojant chemines medžiagas. Iš šio dizaino padaromos instrukcijos kompiuteriu valdomai gręžimo mašinai arba gamybos procese naudojamai automatinei lydmetalio pastai.
Gamyba
Kortelė pagaminta iš išorinių vario sluoksnių. Nereikalingas varis pašalinamas, paliekant varinius laidus, kuriais sujungiami elektroniniai komponentai. Komponentai dedami ant plokštės ir liečiasi su laidais.
Fotorezistas
Plokštės kartais gaminamos fotolitografijos būdu. Padengimas, vadinamas fotorezistu, reaguoja su šviesa, tada plokštė ir padengimas dedami į ryškalą. Šis metodas yra brangus vienai plokštei, tačiau pradžioje jį įdiegti labai pigu.
Šilkografija
Vis dėlto yra įvairių spausdintinių plokščių gamybos būdų. Kai kuriose profesionaliai pagamintose plokštėse naudojamas kitoks metodas papildomam variui nuo plokštės pašalinti. Taikomas procesas, vadinamas šilkografija. Šilkografija atliekama, kai ant karkaso įtempiamas audinys. Tada ant audinio atspausdinamas vaizdas. Tuomet per audinį išspaudžiamas rašalas. Rašalas nepatenka ten, kur ant audinio atspausdintas vaizdas. Šilkografija vadinama todėl, kad audinys paprastai yra šilkas. Audinys paprastai būna šilkinis, nes jame yra labai mažos skylutės. šilkografija naudojama spausdinti ant lentos dažus, vadinamus rezistais. Rezist - tai rašalas, kuris yra atsparus ėsdintuvui, naudojamam spausdintinei plokštei gaminti. Ėsdiklis ištirpina ant plokštės esantį varį. Tai yra pigiau kiekvienai plokštei nei fotorezistas, tačiau pradžioje yra brangiau.
Frezavimas
Dar vienas būdas pagaminti spausdintinę plokštę - naudoti malūną. Frezas - tai grąžtas, kuris juda įvairiomis kryptimis. Kiekvieną kartą judėdamas per plokštę grąžtas pašalina nedidelį kiekį vario. Malūnėlis pašalina varį aplink plokštės laidus. Taip ant plokštės lieka papildomo vario. Taikant kitus metodus ant plokštės papildomo vario nelieka. Šis metodas yra pigesnis vienai plokštei, tačiau brangi jo gamybos įranga. Šis metodas nėra dažnai naudojamas, nes kiti du metodai yra paprastesni.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra spausdintinė plokštė?
A: Spausdintinė plokštė (PCB) - tai plokštė, skirta elektroniniams komponentams sujungti.
K: Kam naudojamos spausdintinės plokštės?
A: Šiandien spausdintinės plokštės naudojamos beveik visuose kompiuteriuose ir elektronikoje.
K: Iš ko gaminama spausdintinė plokštė?
A.: "Plokštė" yra pagaminta iš medžiagos, kuri nepraleidžia elektros srovės, dažniausiai iš stiklo pluošto.
K.: Kaip spausdintinė plokštė leidžia elektrai keliauti iš vieno komponento į kitą elektros grandinėse?
A.: Paprastai varis yra išgraviruotas (plonomis linijomis) plokštės viduje tarp stiklo pluošto sluoksnių arba ant plokštės paviršiaus. Plokštėje išgraviruotas metalas leidžia elektrai judėti iš vieno komponento į kitą elektros grandinėse.
K.: Kas yra lanksčios grandynų plokštės?
A.: Lanksčiosios plokštės - tai plokštės, kurios yra pakankamai plonos ir pagamintos iš tinkamos medžiagos, kad galėtų lankstytis (lenktis).
K: Kas yra standžios ir lanksčios plokštės?
A: Standžios ir lanksčios plokštės yra tokios, kuriose derinamos standžiųjų ir lanksčiųjų plokščių savybės: kai kuriose vietose jos yra kietos, o kitose - lenkiamos.
K: Ar daugumos daiktų, kuriuose naudojama elektra, viduje yra bent viena spausdintinė plokštė?
A: Taip, daugumos daiktų, kurie naudoja elektrą, viduje yra bent viena plokštė, kuri užtikrina jų veikimą.
