במעגלים אלקטרוניים יש רכיבים כמו נגדים, קבלים, טרנזיסטורים ומעגלים משולבים המחוברים יחד כדי להפוך מוצרים לפשוטים כמו פעמון דלת או מורכבים כמו מחשב.
המעגלים הראשונים הורכבו בעבודת יד, שיטה מייגעת, שבצורה אחת כללה חיתוך ידני, גזירה והלחמה של חוטים רופפים ואינדיבידואליים רבים. הייצור בדרך זו היה איטי ונוטה לטעויות. בנוסף, מיקום החוטים שונה מטכנאי לטכנאי וגרם לקשיים בבדיקת העבודה או תיקון טעויות.
המצאת הלוח המודפס, הנקרא גם לוח PC או PCB, הובילה למהירה וקלה יותר הרכבה אלקטרונית ואפשרה יצירת מעגלים עם מאות רכיבים - אי אפשר עם עבודה ידנית.
ה- PCB האופייני בנוי עם לוח אפוקסי-פיברגלס ומחליף חוטים ב"עקבות "המודפסים בצילום ואז נחרטים כימית על שכבות נחושת. התוצאה היא דפוס של קווים מוליכים המחוברים היטב ללוח וחיבור חלקים אלקטרוניים בדיוק כפי שעושים חוטים.
סוגי PCB
סוגים רבים של PCB פותחו למטרות שונות. צעצוע לא יקר עשוי להשתמש ב- חד צדדי מעגל מודפס מכיוון שמעט הרכיבים ומספר העקבות הקטן יתאימו לצד אחד. מעגל גדול יותר עשוי להזדקק ל- דו צדדי PCB, הדורש עקבות משני הצדדים כדי ליצור את כל החיבורים הדרושים.
מעגלים מורכבים עוד יותר דורשים שכבות נוספות. א
למחשבים שולחניים וניידים מעגלים משולבים רבים עם אלפי חיבורים ביניהם. הם צריכים רב שכבתי מעגל מודפס, שיכול להכיל יותר מ -40 שכבות ועקבות דקים כמו שיער אנושי. סוג זה של PCB מאפשר למעגל גדול ומורכב לתפוס שטח קטן.
למרות שרוב המעגלים המודפסים עשויים אפוקסי-פיברגלס, ניתן להשתמש בחומרים אחרים כמו נייר פנולי או טפלון במקום זאת כדי לעמוד בדרישות המוצר. לוחות PCB אופייניים הם נוקשים, אך הם יכולים גם להיות מפוברקים מסדינים דקים של פלסטיק עמיד לטמפרטורה הניתנים לקיפול כך שיתאימו לחללים קטנים או יוצאי דופן.
תכנון וייצור PCB
מהנדסים מתכננים כעת לוחות PCB עם מחשבים, המסייעים ליצור ולבדוק את סידור הרכיבים ואת ניתוב העקבות ביניהם. לאחר מכן ניתן להעביר את העיצוב המוגמר דיגיטלית לחברה המתמחה בייצור לוחות.
מכיוון שניתן לייצר אותם במהירות המונית, מעגלים מודפסים עולים הרבה פחות מלוח שווה תוצרת יד. שלא כמו בלוחות חוטים ידניים, מכונות יכולות להתקין במהירות רכיבים על גבי PCB ולהלחין את כולם בבת אחת.
יתרונות PCB נוספים
טכנולוגיית מעגלים מודפסים, עם חיבורים בצפיפות גבוהה ועקבות דקים, מאפשרת להשתמש במכשירים אלקטרוניים קטנים וקטנים יותר עבור מוצרים קומפקטיים יותר ויותר. בקיצוניותו, רכיבים פסיביים כמו נגדים בקושי גדולים מגרגירי חול; מעגלים משולבים עשויים להכיל מאה חיבורים ארוזים בחלל בגודל של ציפורן.
מכיוון ש- PCB מייצור המוני באותו עיצוב זהה, ניתן לבדוק אותם בקלות כדי לאבחן ולתקן בעיות. למחשבי PCB עקבות ורכיבים מוגדרים בבירור שמסומנים על פני הלוח, שניהם עזרים משמעותיים לטכנאי שירות.
על ידי מתן בסיס יציב לרכיבים וביטול השונות הנגרמת על ידי חיווט ידני, המעגלים המודפסים הגדילו מאוד את מהימנותם של מוצרים אלקטרוניים.
חלקים אינם זזים כאשר הלוח רועד, וזה חשוב עבור PCB ברכבים כמו מכוניות או חלליות. ניתן למקם רכיבים באופן המפחית את איסוף ההפרעות האלקטרוניות בינם או ממקורות חיצוניים. מיקום עקבי של רכיבים ועקבות פירושו ביצועים עקביים, קריטיים לכל המכשירים המודרניים המורכבים שלנו, מסמארטפונים למחשבים ניידים.