Elektronički sklopovi imaju komponente poput otpornika, kondenzatora, tranzistora i integriranih sklopova povezanih zajedno kako bi proizvodi bili jednostavni poput zvona na vratima ili složeni poput računala.
Najraniji krugovi sastavljeni su ručno, zamorna metoda koja je, u jednom obliku, uključivala ručno rezanje, obrezivanje i lemljenje brojnih labavih, pojedinačnih žica. Proizvodnja na ovaj način bila je spora i sklona pogreškama. Osim toga, postavljanje žica variralo je od tehničara do tehničara, što je stvaralo poteškoće u provjeri rada ili ispravljanju pogrešaka.
Izum tiskane ploče, koja se naziva i PC ploča ili PCB, doveo je do bržeg i jednostavnijeg elektronički sklop i omogućio stvaranje sklopova sa stotinama komponenata - nemoguće s ručni rad.
Tipični PCB izrađen je s pločom od epoksi-stakloplastike i zamjenjuje žice fotografskim otiscima "tragovima", a zatim kemijski urezanim na slojevima bakra. Rezultat je uzorak vodljivih vodova koji su sigurno spojeni na ploču i povezuju elektroničke dijelove baš kao što to čine žice.
Vrste PCB-a
Mnogo je vrsta PCB-a razvijeno za različite svrhe. Jeftina igračka može koristiti a jednostrano tiskane ploče jer bi malo komponenata i mali broj tragova stalo na jednu stranu. Veći krug mogao bi trebati dvostran PCB, koji zahtijeva tragove s obje strane za uspostavljanje svih potrebnih veza.
Još složeniji krugovi zahtijevaju dodatne slojeve. A četveroslojna PCB ima dva unutarnja sloja, obično za uzemljenje i napajanje komponenata, ostavljajući vanjska dva sloja za ožičenje između komponenata. U ovom su slučaju unutarnji slojevi široke ravnine bakra za visokokvalitetnu raspodjelu energije i vrhunsku zaštitu od buke - različite prednosti PCB-a u odnosu na ručno ožičene ploče.
Stolna i prijenosna računala imaju mnogo integriranih sklopova s tisućama veza između sebe. Trebaju im višeslojna tiskana pločica koja može imati više od 40 slojeva i tragove tanke poput ljudske kose. Ova vrsta PCB-a omogućuje velikom, složenom krugu da zauzima malo područje.
Iako je većina tiskanih ploča izrađena od epoksi-stakloplastike, umjesto toga se mogu upotrijebiti i drugi materijali poput fenolnog papira ili teflona kako bi se zadovoljili zahtjevi proizvoda. Tipični PCB-ovi su kruti, ali također se mogu izrađivati od tankih listova plastike otporne na temperaturu koja se može presaviti da stane u male ili neobične prostore.
Dizajn i izrada PCB-a
Inženjeri sada dizajniraju PCB-e s računalima, koji pomažu u stvaranju i provjeri rasporeda komponenata i usmjeravanja tragova između njih. Gotov dizajn tada se može digitalno poslati tvrtki koja se bavi izradom ploča.
Budući da se mogu masovno proizvoditi velikom brzinom, tiskane ploče koštaju daleko manje od ekvivalentnih ručno ožičenih ploča. Za razliku od ručno ožičenih ploča, strojevi mogu brzo instalirati komponente na PCB i lemiti ih sve odjednom.
Dodatne prednosti PCB-a
Tehnologija tiskanih pločica, s vezama visoke gustoće i tankim tragovima, omogućuje upotrebu sve manjih i manjih elektroničkih uređaja za sve kompaktnije proizvode. U krajnjem su slučaju pasivne komponente poput otpornika jedva veće od zrna pijeska; integrirani sklopovi mogu imati stotinu veza spakiranih u prostoru veličine nokta.
Budući da su PCB-i serijske proizvodnje istog dizajna identični, mogu se lako testirati kako bi se dijagnosticirali i popravili problemi. PCB imaju jasno definirane tragove i komponente koji su označeni na površini ploče, što je značajno pomagalo serviserima.
Pružajući stabilnu podlogu komponentama i uklanjajući varijabilnost uzrokovanu ručnim ožičenjem, tiskane ploče su izuzetno povećale pouzdanost elektroničkih proizvoda.
Dijelovi se ne miču kad se ploča trese, što je važno za PCB u vozilima poput automobila ili svemirskih letjelica. Komponente se mogu smjestiti na način koji smanjuje pojavu elektroničkih smetnji između njih ili iz vanjskih izvora. Dosljedno postavljanje komponenata i tragova znači dosljedne performanse, ključne za sve naše složene moderne uređaje, od pametnih telefona do prijenosnih računala.