Perché si usano i circuiti stampati?

I circuiti stampati sono un'alternativa più compatta e facile da installare rispetto ai componenti discreti a semiconduttore. Inoltre, proteggono i componenti elettronici da danni e interferenze e sono relativamente economici da produrre in serie. Analizziamo i motivi per cui vengono utilizzati i circuiti stampati. Ecco tre usi comuni. In ambito militare, i PCB sono utilizzati per le comunicazioni.

I circuiti stampati sono un'alternativa più compatta e facile da installare rispetto ai componenti discreti a semiconduttore.

I circuiti stampati sono circuiti flessibili che incorporano diversi componenti elettronici in un unico pacchetto. Possono essere prodotti in una varietà di spessori, tra cui i più comuni sono 0,8, 1,6, 2,4 e 3,2 mm. Ogni circuito stampato è composto da uno o più strati e ogni strato ha uno scopo specifico. Il "corpo" di un circuito stampato, o parte non stampabile, può avere uno spessore massimo di 0,8 mm. Gli altri due strati sono collegati tra loro mediante un processo chiamato laminazione.

I circuiti stampati possono essere realizzati con diversi materiali. I materiali per i circuiti stampati includono la maschera di carbonio, che è un liquido conduttivo. Questa pasta è solitamente composta da una resina sintetica e da un toner di carbonio. Un circuito stampato può anche presentare un connettore card-edge fabbricato su un bordo. I circuiti stampati con questo connettore sono in genere placcati in oro.

Un tempo il processo di realizzazione di una scheda di circuito stampato era completamente manuale. Si iniziava disegnando un diagramma schematico su un foglio di mylar trasparente, creato in una dimensione adeguata alla scheda. Da lì, le tracce venivano posate tra i vari componenti per fornire le interconnessioni necessarie. Alla fine, per facilitare questo processo, sono state sviluppate griglie di mylar prestampate e non riproducibili. I circuiti stampati potevano anche essere standardizzati con l'uso di trasferimenti a secco.

I circuiti stampati sono un'alternativa più compatta ai componenti discreti a semiconduttore e sono spesso utilizzati nei dispositivi elettronici mobili e domestici. I loro vantaggi rispetto ai componenti discreti includono la facilità di installazione e l'alta risoluzione. Un circuito stampato può anche essere più durevole dei componenti discreti.

Proteggono i componenti da danni e interferenze

I circuiti stampati vengono utilizzati per collegare vari componenti elettronici e consentire loro di comunicare tra loro. Queste schede proteggono inoltre i componenti elettronici da danni e interferenze. Con l'aumento dei dispositivi elettronici, queste schede sono essenziali per il loro corretto funzionamento. Inoltre, queste schede possono contribuire a ridurre le dimensioni di un dispositivo e a risparmiare sul costo dei componenti.

I circuiti stampati sono realizzati in diversi materiali. Per i circuiti stampati viene spesso utilizzato un laminato rivestito di rame. Il più comune è l'FR-4, che contiene rame non inciso su un lato e una matrice di resina epossidica sull'altro. Altri materiali utilizzati per i circuiti stampati sono i compositi dielettrici, che contengono una matrice di resina epossidica e un rinforzo. Il rinforzo può essere costituito da fibre di vetro tessute o non tessute o da carta. Alcuni materiali contengono anche ceramiche, come il titanato, che possono aumentare la costante dielettrica.

Le schede a circuito stampato devono essere protette dai danni causati dall'ambiente. Le misure di protezione tipiche prevedono la protezione dei circuiti stampati dalle alte temperature e dall'umidità. Tuttavia, anche altri fattori, tra cui le interferenze elettromagnetiche, possono interagire negativamente con i loro componenti. Oltre alle sollecitazioni fisiche, come l'elevata umidità o le temperature estreme, i PCB devono essere protetti dalle sollecitazioni meccaniche, elettriche e chimiche.

I circuiti stampati vengono prodotti utilizzando una combinazione di tecniche per evitare che i componenti entrino in contatto tra loro. La più comune è il processo semi-additivo. Durante questo processo, un sottile strato di rame è già presente sulla scheda non stampata. Questo strato viene quindi rimosso, esponendo il laminato di rame nudo sottostante. Questo processo è seguito da una fase chiamata incisione.

Sono l'opzione più economica per la produzione di massa

I circuiti stampati possono avere più strati di rame, di solito a coppie. Il numero di strati e la progettazione delle interconnessioni determinano la complessità della scheda. Un numero maggiore di strati conferisce al circuito una maggiore flessibilità e controllo sull'integrità del segnale, ma richiede anche più tempo per la produzione. Anche il numero di vias su un circuito stampato ne determina le dimensioni e la complessità. I vias aiutano a far uscire i segnali dai circuiti integrati complessi.

I circuiti stampati sono noti anche come schede di cablaggio stampato e schede di cablaggio inciso. Si tratta di un materiale composto da fogli di rame e materiali non conduttivi, che funge da supporto meccanico ed elettrico per i componenti elettronici. Queste schede sono estremamente affidabili e poco costose, ma richiedono un maggiore lavoro di layout rispetto ai circuiti cablati. Tuttavia, sono più flessibili, più veloci e più robusti dei circuiti cablati.