Waarom worden printplaten gebruikt?

Gedrukte schakelingen zijn een compacter en eenvoudiger te installeren alternatief voor discrete halfgeleidercomponenten. Ze beschermen elektronische componenten ook tegen schade en interferentie en zijn relatief goedkoop om in massa te produceren. Laten we eens kijken waarom printplaten worden gebruikt. Hier zijn drie veelvoorkomende toepassingen. In het leger worden PCB's gebruikt voor communicatie.

Gedrukte printplaten zijn een compacter en eenvoudiger te installeren alternatief voor discrete halfgeleidercomponenten

Gedrukte schakelingen zijn flexibele gedrukte schakelingen die een aantal verschillende elektronische componenten in een enkele verpakking bevatten. Ze kunnen in verschillende diktes worden geproduceerd, waarbij 0,8, 1,6, 2,4 en 3,2 mm gebruikelijk zijn. Elke printplaat bestaat uit een of meer lagen en elke laag heeft een specifiek doel. De "behuizing" van een printplaat, of het gedeelte dat niet bedrukt is, kan tot 0,8 mm dik zijn. De andere twee lagen worden met elkaar verbonden door een proces dat lamineren wordt genoemd.

Printplaten kunnen met een aantal verschillende materialen worden gemaakt. Materialen voor printplaten zijn onder andere koolstofmasker, een geleidende vloeistof. Deze pasta is meestal gemaakt van een synthetische hars en een koolstoftoner. Een printplaat kan ook voorzien zijn van een card-edge connector die aan één rand is gefabriceerd. PCB's met deze connector zijn meestal verguld.

Het maken van een printplaat gebeurde vroeger volledig handmatig. Het begon met het tekenen van een schematisch diagram op een doorzichtig vel mylar, op een formaat dat geschikt was voor de printplaat. Van daaruit werden de sporen tussen de verschillende componenten gelegd om de vereiste onderlinge verbindingen tot stand te brengen. Uiteindelijk werden voorgedrukte, niet-reproducerende mylar roosters ontwikkeld om dit proces te vergemakkelijken. Printplaten konden ook worden gestandaardiseerd met behulp van wrijfdroge transfers.

Gedrukte schakelingen zijn een compacter alternatief voor discrete halfgeleidercomponenten en worden vaak gebruikt in mobiele en huishoudelijke elektronische apparaten. Hun voordelen ten opzichte van discrete componenten zijn onder andere het installatiegemak en de hoge resolutie. Een printplaat kan ook duurzamer zijn dan discrete componenten.

Ze beschermen componenten tegen schade en interferentie

Gedrukte printplaten worden gebruikt om verschillende elektronische componenten met elkaar te verbinden en met elkaar te laten communiceren. Deze printplaten beschermen elektronische componenten ook tegen schade en interferentie. Nu steeds meer apparaten elektronisch worden, zijn deze printplaten essentieel voor hun goede werking. Bovendien kunnen deze printplaten helpen de grootte van een apparaat te beperken en te besparen op de kosten van onderdelen.

Printplaten worden van verschillende materialen gemaakt. Met koper bekleed laminaat wordt vaak gebruikt voor printplaten. Het meest gebruikelijke is FR-4, dat aan één kant niet-geëtst koper bevat en aan de andere kant een epoxyharsmatrix. Andere materialen die gebruikt worden voor printplaten zijn diëlektrische composieten, die een epoxyharsmatrix en wapening bevatten. De versterking kan bestaan uit geweven of niet-geweven glasvezels of papier. Sommige materialen bevatten ook keramiek, zoals titanaat, dat de diëlektrische constante kan verhogen.

Printplaten moeten worden beschermd tegen schade die wordt veroorzaakt door de omgeving. Typische beschermingsmaatregelen bestaan uit het beschermen van printplaten tegen hoge temperaturen en vochtigheid. Andere factoren, zoals elektromagnetische interferentie, kunnen echter ook een negatieve wisselwerking hebben met hun componenten. Naast fysieke belasting, zoals een hoge luchtvochtigheid of extreme temperaturen, moeten printplaten worden beschermd tegen mechanische, elektrische en chemische belasting.

Printplaten worden gemaakt met een combinatie van technieken om te voorkomen dat componenten met elkaar in contact komen. De meest gebruikte is het semi-additieve proces. Tijdens dit proces ligt er al een dun laagje koper op de printplaat zonder patroon. Deze laag wordt vervolgens verwijderd, waardoor het kale koperlaminaat eronder bloot komt te liggen. Dit proces wordt gevolgd door een stap die etsen wordt genoemd.

Ze zijn de goedkoopste optie voor massaproductie

Printplaten kunnen meerdere lagen koper hebben, meestal in paren. Het aantal lagen en het ontwerp van de onderlinge verbindingen bepaalt de complexiteit van de printplaat. Meer lagen geven de printplaat meer flexibiliteit en controle over de signaalintegriteit, maar kosten ook meer tijd om te produceren. Het aantal vias op een printplaat bepaalt ook de grootte en complexiteit. Vias helpen signalen van complexe IC's te ontsnappen.

Gedrukte printplaten staan ook bekend als printed wiring boards en etched wiring boards. Ze bestaan uit koperen platen en niet-geleidende materialen en dienen als mechanische en elektrische ondersteuning voor elektronische componenten. Deze printplaten zijn uiterst betrouwbaar en goedkoop, maar ze vereisen wel meer layoutwerk dan bedrade circuits. Ze zijn echter flexibeler, sneller en robuuster dan met draad omwikkelde circuits.