Wprowadzenie do obwodów drukowanych

Obwody drukowane (PCB), są stosowane w prawie wszystkich rodzajach sprzętu elektronicznego. Są zwolennikami połączeń elektrycznych dla elementów elektronicznych. Na standardowej gołej płytce PCB, która jest często nazywana drukowaną płytką okablowania (PWB), nie ma żadnych części. Wygląd PCB znacznie zmniejsza częste awarie na połączeniach przewodów i zwarcia, gdy warstwa izolacyjna przewodu zaczyna się starzeć i pękać. Typowe płytki PCB są zielone, ale teraz dostępne są również inne kolory, takie jak niebieski, czerwony itp. PCB można sklasyfikować według liczby warstw, częstotliwości, materiału podłoża itp. Obecna płytka drukowana składa się głównie z wzoru obwodu, podłoże, otwory/VIA, maska lutownicza, sitodruk i wykończenie powierzchni.

Wprowadzenie na płytce drukowanej

Standardowa płytka drukowana

Podłoże

Podłoże, które głównie podtrzymuje i izoluje ścieżki i komponenty, jest zazwyczaj wykonane z dielektrycznych materiałów kompozytowych. Charakterystyka podłoża wpłynie na wydajność płytki drukowanej, na przykład elastyczne podłoże pozwala na więcej opcji projektowych. Tymczasem jakość, podatność na obróbkę w produkcji i koszt produkcji w dużym stopniu zależą od materiału podłoża. Dlatego wybór odpowiedniego podłoża jest pierwszym krokiem do zbudowania wysokiej jakości PCB. FR-4, który składa się z tkaniny z włókna szklanego ze spoiwem z żywicy epoksydowej, jest najczęstszym materiałem podłoża.

Folia miedziana

Materiałem małych obwodów widocznych na powierzchni podłoża jest folia miedziana. Początkowa warstwa folii miedzianej jest laminowana do cała płyta przez ogrzewanie i klej, a następnie część jest wytrawiana podczas procesu produkcyjnego, a pozostała część staje się małymi obwodami siatkowymi. Grubość miedzi zmienia się w zależności od wagi, a jednostką jest zazwyczaj uncja na stopę kwadratową. W wielowarstwowej płytce drukowanej miedź osadza się również na ściance wywierconych otworów, ponieważ te otwory tworzą połączenie elektryczne między warstwami.

prepreg

Prepreg jest powszechnie stosowany w wielowarstwowej płytce drukowanej. Jest to materiał wzmocniony tkaniną szklaną impregnowany żywicą. Jako materiał lepki, prepreg może być używany do łączenia różnych laminatów i folii.

Wielowarstwowa płytka drukowana

Laminat pokryty miedzią

Laminat pokryty miedzią nazywany jest również rdzeniem, który składa się z folii prepregowej i miedzianej. W wielowarstwowej płytce drukowanej pewna liczba dyskretnych prepregów jest łączona razem z najbardziej zewnętrzną folią miedzianą, tworząc pojedynczy laminat.

Warstwa maski lutowniczej

Warstwa maski lutowniczej odnosi się do izolacyjnej warstwy ochronnej, który znajduje się na wierzchu warstwy miedzi. Odgrywa istotną rolę w zapobieganiu utlenianiu drutu miedzianego i zwarciom. Dodatkowo może również uniknąć lutowania elementów w niewłaściwych miejscach. Kolory warstwy soldermaski są różne, np. zielony, czerwony, brązowy itp. Solder mask zakrywa ślady sygnału, ale pozostawia pady do lutowania.

Sitodruk

Sitodruk, znany również jako Legenda, jest zwykle drukowany na biało na masce lutowniczej jako wskaźnik odniesienia. Dodaje znaki, cyfry i symbole na masce lutowniczej, aby zaznaczyć pozycję każdej części na płycie.

Podkładka

Podkładka jest częścią odsłoniętej miedzi na powierzchni płytki drukowanej, do której przylutowany jest określony element. Podkładki są podzielone na podkładki z otworami przelotowymi i podkładki do montażu powierzchniowego. Podkładki z otworami przelotowymi mają otwory lutownicze, które są używane głównie do lutowania elementów pinów, takich jak chipy; natomiast podkładki do montażu powierzchniowego nie mają otworów lutowniczych i są używane głównie do lutowania elementów do montażu powierzchniowego na powierzchni.

Podkładka płytki drukowanej

PRZEZ (Pionowy dostęp do połączeń międzysieciowych)

VIA to otwór używany do uzyskania połączenia elektrycznego między warstwami w wielowarstwowej płytce drukowanej. Istnieją głównie trzy typy PCB VIA, a mianowicie platerowane przelotowe (PTH), ślepe VIA i zakopane VIA.

PTH jest powlekany przez płytkę i można go zobaczyć w dwustronnej i wielowarstwowej płytce drukowanej. Chociaż koszt produkcji PTH jest stosunkowo niski, PTH czasami zajmuje więcej miejsca na płytce drukowanej. Miedziany pierścień wokół płytki drukowanej pokryty otworem nazywany jest pierścieniem pierścieniowym. Odgrywa kluczową rolę w ustanawianiu lepszych połączeń między VIA a ścieżkami miedzi w wielowarstwowej płytce drukowanej.

Złożone płytki PCB, takie jak połączenia o dużej gęstości (HDI), często wymagają ślepych i podziemnych interfejsów VIA. Blind VIA to galwanizowany otwór, który łączy zewnętrzną warstwę PCB z sąsiednimi warstwami wewnętrznymi. Zwiększa wykorzystanie przestrzeni warstw obwodów PCB, ale wymaga bardziej precyzyjnego pozycjonowania i wyrównania.

Zakopana VIA, niewidoczna z zewnątrz, łączy jedynie warstwy obwodów wewnętrznych. W przeciwieństwie do innych VIA, wiercenie zakopanego VIA musi zostać zakończone podczas procesu montażu, a nie czekać do końca.