A nyomtatott áramköri lap - Minden elektronikus eszköz nélkülözhetetlen alkotóeleme

A nyomtatott áramköri lap számos elektronikus eszköz alapvető alkotóeleme. Rézből vagy más rugalmas anyagból készül, és lehetővé teszi az alkatrészek egyszerű hozzáadását vagy cseréjét. Íme néhány tény erről az alkatrészről. A nyomtatott áramköri lap minden elektronikus eszköz létfontosságú része, ezért fontos tudni, hogyan működik, mielőtt új készüléket vásárolna.

A nyomtatott áramköri lapok számos elektronikus eszköz alapelemei

A nyomtatott áramköri lapok (PCB) számos elektronikus eszköz alapját képezik. Ezek összetettsége az egyrétegű garázskapunyitótól a többrétegű nagysebességű szerverig terjedhet. A nyomtatott áramkör biztosítja a rögzítési felületet más elektronikus alkatrészek, például ellenállások, kondenzátorok, rádióeszközök és félvezetők számára.

A NYÁK egy vékony, téglalap alakú szubsztrát, amelyet finom rézvonalak és ezüst betétek borítanak. Számos elektronikus eszköz szíve, és fontos megérteni a különböző típusokat és alkatrészeket, amelyeket ezeken a lapokon használnak. Hasznos továbbá megérteni a nyomtatott áramköri lapok történetét és fejlődését, valamint a gyártási folyamatot.

A nyomtatott áramköri lapokat jellemzően az egyes alkalmazások igényeihez igazodva, egyedi igények szerint tervezik. Ezek lehetnek egyrétegű merev lapok vagy többrétegű rugalmas áramkörök. A nyomtatott áramköri lapokat speciális számítógépes szoftverrel, úgynevezett CAD (computer aided design) segítségével tervezik, amely az áramköröket és a csatlakozási pontokat optimális helyre helyezi a lapon. A szoftver azt is tudja, hogyan kell az alkatrészeket a NYÁK-ra forrasztani.

Könnyen hozzáadhatók és kicserélhetők az alkatrészek

A nyomtatott áramköri lapok (PCB) az elektronikus eszközök építőkövei. Gyors és egyszerű módot biztosítanak az elektronikus alkatrészek hozzáadására és cseréjére. Ezek a lapok különböző formákban készülnek, és számos alkalmazásuk van, az okosóráktól a számítógépes alkatrészekig. A többrétegű nyomtatott áramköri lapokat például gyakran használják a röntgenkészülékekben, szívmonitorokban és a CT-berendezésekben.

A nyomtatott áramköri lapok számos előnnyel rendelkeznek más csomagolási módszerekkel szemben. Az első a hagyományos huzalozás költséghatékonyabb alternatívája. A hagyományos kábelezéssel az alkatrészeket vezetékekkel kötötték össze, és merev hordozóra szerelték, amely általában rétegelt lemezből vagy bakelitből készült. Ezután forrasztóanyagot adtak hozzá, hogy vezető utakat alakítsanak ki. Végül ezek az áramkörök nagyon nagyok és bonyolultak lettek, ami megnehezítette a gyártásukat és a hibakeresést. Ráadásul a kézi forrasztás időigényes lehetett.

A nyomtatott áramköri lapok az alkatrészek hozzáadásának és cseréjének egyszerű módját is biztosítják bármely elektronikus eszközben. Ezek a lapok számos csatlakozóval rendelkeznek, amelyek az alkatrészeket egy nagyobb rendszerhez rögzítik. Ezek a csatlakozók tűs fejléceket és aljzatokat tartalmaznak. Egy nyomtatott áramköri lapot visszafordíthat, ha az elavult vagy hibás. A visszafejtés lehetővé teszi, hogy a NYÁK-ot új alkatrészekkel újrakészítsék, nagyobb teljesítményt nyújtva.

Rézből készülnek

A réz a nyomtatott áramkörökben használt egyik legfontosabb anyag. Gyakran galvanizálják vagy maratják, hogy különleges mintákat alakítsanak ki. A rádiófrekvenciás azonosítási (RFID) technológiában is használják a hatótávolság növelése érdekében. Ha például autót vezet, és RFID-vel szeretne fizetni, a benzin kifizetéséhez közel kell lennie a járműhöz. A réz azért használatos ebben a folyamatban, mert növeli a rádiófrekvencia hatótávolságát. A rézből nyomtatott áramköri lapokat is készítenek. A folyamat úgy kezdődik, hogy egy rugalmas fóliára rézréteget visznek fel, majd maratással vékony, tömör rézvonalakat hoznak létre. Manapság ezt a folyamatot gyakran tintasugaras nyomtatóval végzik, ami kiküszöböli a hulladékot és sokkal költséghatékonyabbá teszi az áramköröket.

A nyomtatott áramköri lapok gyártásához használt réz vastagsága a gyártó és a rendeltetésszerű használat szerint változik. A vastagságot általában négyzetlábanként unciában adják meg. A legtöbb NYÁK-nál négyzetlábanként egy uncia rézlemezt használnak, míg a nagy teljesítményterhelésű NYÁK-nál két vagy három unciát használnak négyzetlábanként. Egy tipikus uncia/négyzetláb rézlemez vastagsága körülbelül 34 mikrométer.

Rugalmas anyagokból készülnek

A nyomtatott áramköri lap az elektronikus eszközök egyik legfontosabb alkatrésze, amely rugalmas anyagokból készül, hogy csökkentse a helyigényt. Ezt az anyagot az összekötési pontok számának minimalizálására is használják, ami fontos lehet a teljesítmény szempontjából zord körülmények között. Napjainkban az FR-4 az egyik legelterjedtebb dielektromos anyag, amelyet áramköri lapok készítéséhez használnak. A nem szőtt üvegszálakat és a papírt is gyakran használják erősítőanyagként. Ezenkívül kerámiák is használhatók a nyomtatott áramköri lapok dielektromos állandójának növelésére.

A nyomtatott áramköri lapok különböző anyagokból készülnek, és az anyagválasztás az alkalmazástól függ. Minden anyag más-más tulajdonságokkal ruházza fel az áramkört. A tervezők általában a nagy sebességű alkalmazások elektromos teljesítménye, a mechanikai vagy termikus túlélőképesség és a kormányzati követelmények alapján választják ki az anyagokat. A RoHS-irányelv például megköveteli a gyártóktól, hogy ne használjanak olyan fémeket vagy vegyi anyagokat, amelyek az Európai Unióban betiltottak.

A merev PCB-k mellett a rugalmas PCB-k a rugalmas anyagok egy másik típusa. Ezeket textíliákra lehet rögzíteni, vagy mikroprocesszorok, érzékelők vagy adattároló egységek hordozójaként lehet használni. Néhány vállalat rugalmas alkalmazásokhoz való nyújtható PCB-k kifejlesztésén dolgozik.