Was machen Leiterplatten?

Es gibt viele Komponenten und Teile, aus denen eine Leiterplatte besteht. In diesem Artikel werden die Komponenten und Funktionen von Leiterplatten besprochen. Er wird auch das Layout einer Leiterplatte behandeln. Sobald Sie ein grundlegendes Verständnis dieser Komponenten und Teile haben, können Sie besser verstehen, wie Leiterplatten funktionieren. Wenn Sie Fragen haben, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren! Unsere freundlichen Mitarbeiter beantworten gerne Ihre Fragen! Wir hoffen, dass dieser Artikel hilfreich für Sie sein wird!

Gedruckte Leiterplatten

Gedruckte Leiterplatten sind das Rückgrat der meisten elektronischen Geräte, von Handys bis zu Computern. Diese Leiterplatten bestehen aus Metallschichten mit Leiterbahnen zwischen ihnen. Sie bestehen in der Regel aus Schichten, die separat geätzt und dann zusammenlaminiert werden, um ein Muster zu erzeugen. Gedruckte Leiterplatten enthalten auch Leiterbahnen, d. h. die Pfade, auf denen Signale durch die Platte laufen und Informationen zwischen verschiedenen Komponenten übertragen werden.

Diese Schichten werden mit einem speziellen Gerät, dem Plotter, erzeugt. Diese Maschine erstellt Fotofilme von der Leiterplatte und kann präzise Details und einen hochwertigen Druck erzielen. Der Plotter druckt Tinte, die den verschiedenen Schichten auf der Leiterplatte ähnelt. Das Substrat besteht in der Regel aus Glasfaser oder Epoxidharz. Anschließend wird Kupfer auf eine oder beide Seiten der Platte geklebt. Anschließend wird die lichtempfindliche Folie auf die Platte aufgebracht.

Funktionen

Eine Leiterplatte besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Die wichtigsten Komponenten sind Kondensatoren, Widerstände und Transistoren. Diese Bauteile ermöglichen den Stromfluss von einer höheren zu einer niedrigeren Spannung und sorgen dafür, dass ein Gerät die richtige Menge an Strom erhält.

Komponenten

Eine der wichtigsten Komponenten auf einer Leiterplatte ist ein Transformator. Er wandelt elektrische Energie um, indem er die Spannung ändert und so die Funktion der Schaltung ermöglicht. Diese Geräte können viele verschiedene Konfigurationen haben, und erfahrene Schaltungsdesigner berücksichtigen beim Entwurf einer Schaltung häufig den Prozess der Spannungsumwandlung. Ein Transformator besteht in der Regel aus einem Metallkern, der von einer Reihe von Spulen umgeben ist. Eine dieser Spulen wird als Sekundärspule bezeichnet, während die andere die Primärspule ist.

Andere PCB-Komponenten sind Schalter und Relais. Diese Geräte werden zur Regulierung und zum Ein- und Ausschalten von Strom verwendet. Eine Art von Halbleiterschalter ist der siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCR), der mit einem kleinen Eingang große Mengen an Strom steuern kann. Passive Bauelemente wie Kondensatoren und Widerstände sind ebenfalls auf einer Leiterplatte zu finden.

Layout

Das Layout von Leiterplatten ist ein wichtiger Teil des PCB-Designs. Dabei handelt es sich um einen komplexen Prozess, bei dem die Platzierung der verschiedenen Komponenten und Löcher auf der Leiterplatte festgelegt wird. Es gibt viele verschiedene Arten von Leiterplatten, darunter Schaltungen für die Industrie und die Unterhaltungselektronik. Obwohl diese Arten von Leiterplatten größtenteils ähnlich sind, muss der PCB-Layout-Designer die spezifischen Anforderungen für jede Technologie und die Umgebung, in der die Leiterplatten verwendet werden, berücksichtigen.

Elektromagnetische Verträglichkeit

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist ein wichtiges Konzept bei der Entwicklung elektronischer Schaltungen. Es befasst sich mit dem Problem des elektromagnetischen Rauschens, das die Signale in einer Schaltung stören kann. Es ist wichtig, die EMV bereits in der frühen Entwurfsphase zu berücksichtigen, da sie erhebliche Auswirkungen auf das fertige Produkt haben kann. Mit dem richtigen Leiterplattendesign lassen sich EMV-Probleme vermeiden und die Funktionalität eines Systems sicherstellen.

Leiterplatten sollten den EMV-Normen und -Richtlinien entsprechen, um zu verhindern, dass elektromagnetische Störungen ihre Funktionalität beeinträchtigen. Die häufigsten EMV-Probleme entstehen durch unsachgemäß entworfene Schaltungen. Sie können dazu führen, dass sich inkompatible Signale gegenseitig stören und die Leiterplatte ausfällt. Dies lässt sich vermeiden, wenn die EMV-Konstruktionsprinzipien beachtet werden, die in der Schaltungskonzeption dargelegt werden sollten.

Dauerhaftigkeit

Die Langlebigkeit von Leiterplatten ist ein wichtiges Kriterium beim Elektronikdesign, vor allem, wenn die Leiterplatten rauen Umgebungen ausgesetzt werden sollen. Industrielle Leiterplatten müssen zum Beispiel robust und langlebig sein. Möglicherweise müssen sie auch hohen Temperaturen standhalten. Industrielle Leiterplatten können auch spezielle Montageverfahren erfordern, wie z. B. die Durchstecktechnik. Industrielle Leiterplatten werden häufig zur Stromversorgung von Geräten wie elektrischen Bohrmaschinen und Pressen verwendet. Andere Verwendungszwecke sind Gleichstrom-Wechselstrom-Wechselrichter und Solarstrom-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen.

Die Haltbarkeit von Leiterplatten kann durch den Einbau von passiven Komponenten und Geräten verbessert werden. Die Impulsfestigkeit ist einer der wichtigsten Parameter, die bei der Auswahl passiver und aktiver Bauelemente zu berücksichtigen sind. Sie hilft bei der Bestimmung der maximalen Verlustleistung und der Widerstandsänderung, die nach einem Impulsstoß auftritt. Dies kann auch bei der Bestimmung des Nutzens von Impulsschaltungen helfen. Um die Haltbarkeit von Leiterplatten zu verbessern, können Dünnschichtwiderstände auf der Oberfläche hergestellt oder in die Leiterplatte eingebettet werden. Ein Beispiel ist eine Nickel-Phosphor-Legierung auf einem FR-4-Laminat. Sie hat einen Schichtwiderstand von 25 O/qm.

Sicherheit

Leiterplatten sind ein wichtiger Bestandteil eines jeden elektronischen Geräts. Eine fehlerhaft arbeitende Leiterplatte kann dazu führen, dass ein Gerät nicht richtig funktioniert oder sogar ganz ausfällt. Aufgrund der steigenden Anforderungen des Verbrauchermarktes arbeiten die Ingenieure daran, kleinere, effizientere und flexiblere Leiterplatten zu entwickeln. Darüber hinaus müssen sie strenge Fristen für die Markteinführung einhalten. Dies kann zu Fehlern im Design führen, die den Ruf des Produkts schädigen können.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass der Arbeitsplatz sicher ist und die Mitarbeiter entsprechend geschult sind. Die Exposition gegenüber PCB kann schwerwiegende Folgen für die Gesundheit haben, einschließlich Augen- und Hautreizungen sowie Reizungen der Atemwege. Die Mitarbeiter sollten Schutzkleidung, einschließlich Atemschutzmasken und Handschuhe, tragen. Außerdem sollten sie gefährliche Chemikalien gemäß den EPA-Richtlinien ordnungsgemäß lagern und entsorgen.