Elektronické obvody obsahují součásti, jako jsou rezistory, kondenzátory, tranzistory a integrované obvody, které jsou vzájemně propojeny, aby byly produkty tak jednoduché jako zvonek u dveří nebo stejně složité jako počítač.
Nejčasnější obvody byly sestaveny ručně, zdlouhavou metodou, která v jedné formě zahrnovala ruční stříhání, ořezávání a pájení mnoha volných jednotlivých vodičů. Výroba tímto způsobem byla pomalá a náchylná k chybám. Kromě toho se umístění vodičů u jednotlivých techniků lišilo, což způsobilo potíže při kontrole práce nebo opravě chyb.
Vynález desky s plošnými spoji, nazývané také deska PC nebo PCB, vedl k rychlejšímu a snazšímu elektronická montáž a umožnil vytvoření obvodů se stovkami komponent - nemožné s manuální práce.
Typická deska plošných spojů je konstruována s deskou z epoxidových skleněných vláken a nahrazuje dráty „stopami“ fotograficky vytištěnými a poté chemicky leptanými na vrstvách mědi. Výsledkem je vzor vodivých vodičů bezpečně spojených s deskou a spojujících elektronických částí stejně jako dráty.
Druhy desek plošných spojů
Mnoho typů PCB bylo vyvinuto pro různé účely. Levná hračka může používat a jednostranný deska s plošnými spoji, protože na jednu stranu by se vešlo několik komponent a malý počet stop. Větší okruh může potřebovat a oboustranný PCB, který vyžaduje stopy na obou stranách, aby bylo možné provést všechna potřebná připojení.
I složitější obvody vyžadují další vrstvy. A čtyřvrstvá Deska plošných spojů má dvě vnitřní vrstvy, obvykle pro zemní a napájecí připojení ke komponentám, přičemž vnější dvě vrstvy jsou ponechány pro propojení mezi komponenty. V tomto případě jsou vnitřní vrstvy širokými rovinami mědi pro vysoce kvalitní distribuci energie a vynikající stínění proti hluku - výrazné výhody desek plošných spojů oproti ručně zapojeným deskám.
Stolní a přenosné počítače mají mnoho integrovaných obvodů s tisíci spojeními mezi nimi. Potřebují vícevrstvý deska s plošnými spoji, která může mít více než 40 vrstev a stopy tenké jako lidský vlas. Tento typ PCB umožňuje, aby velký složitý obvod zabíral malou plochu.
Ačkoli většina desek plošných spojů je vyrobena z epoxidového skleněného vlákna, mohou být místo toho použity jiné materiály, jako je fenolový papír nebo teflon, aby byly splněny požadavky produktu. Typické desky plošných spojů jsou tuhé, ale mohou být také vyrobeny z tenkých plechů z plastu odolného vůči teplotě, které lze složit do malých nebo neobvyklých prostor.
Návrh a výroba desky plošných spojů
Inženýři nyní navrhují desky plošných spojů s počítači, které pomáhají vytvářet a kontrolovat uspořádání komponent a směrování stop mezi nimi. Hotový design lze poté digitálně přenést do společnosti, která se specializuje na výrobu desek.
Vzhledem k tomu, že je lze hromadně vyrábět vysokou rychlostí, stojí desky s plošnými spoji mnohem méně než ekvivalentní ručně zapojená deska. Na rozdíl od ručně zapojených desek mohou stroje rychle instalovat komponenty na PCB a pájet je najednou.
Další výhody PCB
Technologie desek plošných spojů s vysokohustotními připojeními a tenkými stopami umožňuje použití menších a menších elektronických zařízení pro stále kompaktnější výrobky. V krajním případě jsou pasivní součásti, jako jsou rezistory, sotva větší než zrnka písku; integrované obvody mohou mít sto připojení zabalených v prostoru o velikosti nehtu.
Protože sériově vyráběné desky plošných spojů stejné konstrukce jsou identické, lze je snadno otestovat, aby bylo možné diagnostikovat a opravit problémy. Desky plošných spojů mají jasně definované stopy a komponenty, které jsou označeny na povrchu desky, což je významná pomoc pro servisní techniky.
Poskytnutím stabilního základu pro součásti a odstraněním variability způsobené ručním zapojením desky s plošnými spoji ohromně zvýšily spolehlivost elektronických výrobků.
Části se nepohybují, když se deska třese, což je důležité pro PCB ve vozidlech, jako jsou automobily nebo kosmické lodě. Komponenty mohou být umístěny způsobem, který omezuje zachycení elektronického rušení mezi nimi nebo z vnějších zdrojů. Konzistentní umístění komponent a stop znamená konzistentní výkon, který je zásadní pro všechna naše složitá moderní zařízení od smartphonů po notebooky.