Patarimai, kaip pažinti grandynų plokštes

Pažvelgę į elektros grandinę pastebėsite, kad ji sudaryta iš įvairių komponentų. Pavyzdžiui, kondensatoriai naudojami elektros krūviui grandinėje laikyti, o prireikus jį išleidžia. Tuo tarpu induktoriai kaupia energiją magnetiniame lauke. Galiausiai yra diodai, kurie leidžia elektros srovei tekėti tik viena kryptimi, taip užkirsdami kelią žalai, atsiradusiai dėl neteisingos srovės.

Įprasti spausdintinių plokščių tipai

Yra du įprasti plokščių tipai: Plokštės ir plokštelės. PCB naudojamos prototipams kurti ir leidžia pakartotinai naudoti komponentus. Tačiau jos nėra tokios tvirtos ir išbaigtos kaip plokštės. Abiejų tipų plokščių gamyba gali užtrukti daug laiko, o jų įsigijimas gali kainuoti. Plokštės yra puikus būdas išbandyti savo grandines prieš jas sukuriant pilnai spausdintinei plokštei.

Labiausiai paplitusi medžiaga, iš kurios gaminamos spausdintinės plokštės, yra FR-4. Ši medžiaga pasižymi geromis izoliacinėmis savybėmis ir yra atspari elektros lankui. FR-4 yra įvairių rūšių, pasižyminčių skirtingomis elektrinėmis savybėmis. Paprastai FR-4 temperatūra yra 130 laipsnių C. Kita spausdintinių plokščių rūšis yra vadinamoji plokštė su aliuminio šerdimi, kuri dažnai laminuojama į FR-4. Šio tipo spausdintinės plokštės naudojamos elektroninėms grandinėms, kurioms reikia didelio aušinimo lygio.

Bendrieji komponentai

Dažniausios spausdintinės plokštės sudedamosios dalys yra rezistoriai, kondensatoriai ir tranzistoriai. Šie įtaisai kaupia ir perduoda elektros krūvį, taip pat išsklaido jį kaip šilumą. Jie gaminami iš įvairių medžiagų ir žymimi spalvomis pagal jų varžos vertę. Tuo tarpu tranzistoriai perduoda elektros energiją ir yra naudojami kaip stiprintuvai spausdintinėse plokštėse. Jie yra kelių skirtingų tipų, įskaitant bipolinius ir radialinius.

Pagrindinės medžiagos, iš kurių gaminamos spausdintinės plokštės, yra varis ir FR-4. Variu dengtas laminatas - tai plokštės su neetifikuotu variu. FR-4 medžiaga yra labiausiai paplitęs šiandien naudojamas tipas. Variu dengtos laminatės yra naujesnė naujovė. Nevienalytiškumas tampa vis svarbesnis gaminant spausdintines plokštes. Dėl šių skirtumų gali skirtis spausdintinės plokštės dielektrinė skvarba.

Įprasti naudojimo būdai

Daugelio elektroninių prietaisų, įskaitant kompiuterių monitorius, įrašymo įrenginius ir televizorius, gamyboje svarbiausias vaidmuo tenka spausdintinėms plokštėms. Jos taip pat yra pramogų sistemose, pavyzdžiui, vaizdo žaidimuose ir DVD grotuvuose. Jos taip pat naudojamos buitiniuose prietaisuose, pavyzdžiui, kavos virimo aparatuose, mikrobangų krosnelėse ir žadintuvuose. Be šių įprastų naudojimo būdų, PCB taip pat naudojami pramonėje, įskaitant mašinas, kurioms reikia didelės galios ir kurios yra veikiamos grubaus darbo ir aštrių cheminių medžiagų.

PCB turi daug privalumų, palyginti su tradicinėmis laidinėmis grandinėmis. Jos yra lengvos, lengvai taisomos ir yra ekonomiškas būdas kurti ir prižiūrėti sudėtingas sistemas. Jų universalumas lėmė didelę elektronikos pažangą įvairiose srityse - nuo kompiuterių iki medicinos prietaisų. Šiandien net automobiliai priklauso nuo spausdintinių plokščių, kurios padeda jiems sklandžiai veikti.

Bendrosios medžiagos

Spausdintinėms plokštėms gaminti naudojama daug įvairių medžiagų. Pavyzdžiui, FR4 yra įprastas laminatas. Šios medžiagos stiklėjimo temperatūra (GTT) yra apie 135 laipsniai pagal Celsijų, o CTE - apie 3,8-4,6. Kituose laminatuose naudojamas poliimidas - aukštos temperatūros medžiaga, pasižyminti dideliu elektriniu atsparumu. Kai kurios kitos medžiagos yra specialiai sukurtos aukštų dažnių ir mikrobangų taikymui.

Varis yra dažniausiai PCB naudojama laidi medžiaga. Ši medžiaga naudojama pagrindiniame sluoksnyje ir dedama ant spausdintinių plokščių, kad būtų užtikrintas reikiamas standumas. Kaip alternatyva pagrindo sluoksniui gaminti naudojami epoksidai. Tačiau jie nėra tokie patvarūs kaip stiklo pluoštas.

Bendri procesai

Surenkant spausdintines plokšteles, įprasti procesai yra litavimas, ėsdinimas ir paviršiaus apdaila. Paviršiaus apdaila apsaugo plokštę nuo korozijos ir palengvina litavimo procesą. Vienas iš paviršiaus apdailos pavyzdžių yra karšto oro litavimo išlyginimas, kai plokštė padengiama fliusu ir panardinama į išlydytą lydmetalį. Tada aukšto slėgio karšto oro srautu iš plokštės skylučių pašalinamas lydmetalio perteklius ir išlyginamas lydmetalio paviršius.

Pirmajame vario dengimo etape plokštė dedama į vario dengimo vonią, kurioje yra vario sulfato ir sieros rūgšties. Tada ant plokštės nusodinamas plonas vario sluoksnis. Po to šis sluoksnis apsaugomas alavo vonia. Kai vario sluoksnis sukietėja, alavu padengta plokštė išimama iš alavo vonelės, kuri veikia kaip ėsdinimo barjeras.

Dažniausiai pasitaikančios gamybos problemos

Nepakankamas vario padengimas gali lemti spausdintinių plokščių defektus. Vario padengimas labai svarbus, kad per plokštę galėtų tekėti elektros srovė. Nepakankamą vario padengimą galima lengvai nustatyti naudojant spausdintinių plokščių projektavimo programinę įrangą arba gaminant spausdintines plokštes. Taip pat labai svarbu po gręžimo kruopščiai išvalyti skyles, kad nesusidarytų oro burbuliukų.

PCB dizainas yra pirmoji apsauga nuo įprastų gamybos problemų. Naudojant gerą PCB dizainą galima išvengti elektrostatinio išlydžio ir litavimo klaidų. Gamybos inžinieriai ir dizaineriai turėtų bendrauti tarpusavyje, kad numatytų problemas ir sukurtų planą, kuris padėtų tas problemas spręsti. Paprastos klaidos gali virsti brangiai kainuojančiais gedimais, todėl labai svarbu gauti geriausią įmanomą projektą. Be to, pasitelkus patyrusį dizainerį galima išvengti klaidų, kurios gali likti nepastebėtos.