Iliustruota spausdintinių plokščių istorija

Pirmąją spausdintinę plokštę (PCB) 1930 m. sukūrė Paulas Eisleris, kuris studijavo inžineriją ir, prieš pradėdamas dirbti elektrotechnikos srityje, dirbo žurnalo redaktoriumi. P. Eisleriui kilo mintis, kad spausdinimas ant popieriaus gali būti naudojamas ne tik laikraščiams. Šią idėją jis vystė mažame vieno kambario bute Hampsteade, Londone.

Moe Abramsonas

Spausdintinių plokščių istoriją lėmė daugybė technologinių pokyčių. Vienos pirmųjų spausdintinių plokščių buvo sukurtos kompiuterių inžinieriaus Moe Abramsono, kuris padėjo sukurti automatinio surinkimo procesą. Abramsonas taip pat sukūrė vario folijos sujungimo modelius ir litavimo į gylį metodus. Vėliau jo procesas buvo patobulintas, o jo darbas lėmė standartinį spausdintinių plokščių gamybos procesą.

Spausdintinė plokštė - tai grandinė, kurioje mechaniškai tvirtinami ir elektriškai sujungiami elektroniniai komponentai. Paprastai ji gaminama iš dviejų ar daugiau vario lakštų sluoksnių. Jos gamybos procesas leidžia pasiekti didesnį komponentų tankį. Joje taip pat yra dengtos permatomos skylės elektros jungtims. Pažangesnėse spausdintinėse plokštelėse taip pat yra įterptųjų elektroninių komponentų.

Stanislaus F. Danko

Spausdintinių plokščių istorija prasidėjo XX a. viduryje. Anksčiau elektroniniai komponentai buvo su laidiniais išvadais ir buvo lituojami tiesiai prie spausdintinės plokštės pėdsakų. Pirmieji automatinio surinkimo procesą sukūrė Moe Abramsonas ir Stanislavas F. Danko, kurie buvo JAV signalų korpuso nariai. Jie užpatentavo šį procesą ir nuo tada jis tapo standartiniu spausdintinių plokščių gamybos metodu.

Spausdintinės plokštės yra svarbi elektroninių prietaisų dalis. Nuo kuklios pradžios XIX a. viduryje jos tapo įprastu dalyku. Jų raidą lėmė augantys vartotojų poreikiai. Šiuolaikiniai vartotojai tikisi, kad jų elektroniniai prietaisai reaguos akimirksniu. 1925 m. Charlesas Ducas sukūrė procesą, vadinamą "spausdintine viela", kad sumažintų laidų sujungimo sudėtingumą. Dr. Paulas Eisleris 1943 m. Austrijoje sukūrė pirmąją veikiančią spausdintinę plokštę.

Harry W. Rubinstein

Spausdintinių plokščių istoriją daugiausia lėmė žmogus, vardu Harry W. Rubinsteinas, kuris 1927-1946 m. dirbo "Globe-Union" padalinio "Centralab" mokslininku ir vadovu. Dirbdamas "Centralab" Rubinšteinas buvo atsakingas už keletą naujovių, įskaitant patobulintus riedučius, uždegimo žvakes ir akumuliatorius. Tačiau garsiausias jo išradimas buvo spausdintinė elektroninė grandinė.

Spausdintinių plokščių istorija prasidėjo XX a. pradžioje, kai elektroniniai komponentai buvo lituojami ant spausdintinių plokščių. Plokštelėje buvo skylės laidų išvadams, kurie buvo įkišami pro šias skyles ir prilituojami prie plokštės varinių laidų. Tačiau 1949 m. Moe Abramsonas ir Stanislavas F. Danko sukūrė metodą, pagal kurį komponentų laidai buvo įterpiami į varinės folijos sujungimo schemą ir lituojami panardinant. Šį procesą vėliau pritaikė JAV kariuomenės signalų korpusas ir galiausiai jis tapo standartiniu spausdintinių plokščių gamybos būdu.

Paviršinio montavimo technologijos (SMT) komponentai

SMT - tai technologija, leidžianti elektroninius komponentus tvirtinti tiesiai ant spausdintinės plokštės (PCB) paviršiaus. Tai leidžia užtikrinti efektyvesnę gamybą ir kompaktiškesnį dizainą. Taip pat sumažėja gręžiamų skylių skaičius, todėl gali sumažėti gamybos sąnaudos. SMT komponentai taip pat yra tvirtesni ir gali atlaikyti didesnę vibraciją bei smūgius.

Didžiausias paviršinio montavimo technologijos privalumas, palyginti su skyliniais komponentais, yra tas, kad ji yra labai automatizuota ir sumažina gedimų skaičių suvirinimo proceso metu. Be to, SMT komponentus supakuoti yra daug pigiau nei jų THT analogus, o tai reiškia, kad pardavimo kaina yra mažesnė. Tai didelis privalumas tiems klientams, kurie ieško didelės apimties spausdintinių plokščių.

Keli vario sluoksniai

Daugiasluoksnės vario PCB plokštės gaminamos iš kelių vario folijos ir izoliacinės medžiagos sluoksnių. Vario sluoksniai gali sudaryti vientisą vario plotą arba atskirus pėdsakus. Laidūs vario sluoksniai tarpusavyje sujungiami naudojant laidžias angas, kurios yra ploni kanalai, galintys praleisti srovę. Šie laidūs sluoksniai dažnai naudojami siekiant sumažinti elektromagnetinę taršą ir užtikrinti aiškų srovės grįžimo kelią. Toliau išvardyti kai kurie vario naudojimo spausdintinėse plokštėse privalumai.

Daugiasluoksnės spausdintinės plokštės yra brangesnės nei viensluoksnės. Be to, jas gaminti sudėtingiau, joms reikalingas sudėtingesnis gamybos procesas. Nepaisant didelės kainos, jos populiarios profesionalioje elektroninėje įrangoje.

Elektromagnetinis suderinamumas

Elektromagnetinis suderinamumas (EMC) yra svarbus gaminio projektavimo aspektas. EMC standartai yra būtina sąlyga saugiam gaminių veikimui užtikrinti. PCB konstrukcija turi būti elektromagnetiniu požiūriu suderinama su jo sudedamosiomis dalimis ir aplinka. Paprastai spausdintinės plokštės neatitinka EMC standartų iš pirmo karto. Todėl projektavimo procese nuo pat pradžių turėtų būti orientuojamasi į tai, kad būtų laikomasi EMC standartų.

Elektromagnetiniam suderinamumui pasiekti yra keletas įprastų metodų. Vienas iš metodų yra įžeminimo sluoksnio uždėjimas ant spausdintinės plokštės. Kitas būdas - naudoti įžeminimo tinklelius, kad būtų užtikrinta maža varža. Erdvės tarp tinklelių dydis yra svarbus nustatant plokštės įžeminimo induktyvumą. Faradėjaus narveliai - dar vienas būdas sumažinti elektromagnetinę spinduliuotę. Šio proceso metu aplink spausdintinę plokštę išmetamas įžeminimas, kuris neleidžia signalams sklisti už įžeminimo ribos. Tai padeda sumažinti spausdintinių plokščių skleidžiamą spinduliuotę ir trukdžius.