Elektronische schakelingen hebben componenten zoals weerstanden, condensatoren, transistors en geïntegreerde schakelingen die met elkaar zijn verbonden om producten zo eenvoudig als een deurbel of zo complex als een computer te maken.
De vroegste circuits werden met de hand geassembleerd, een vervelende methode die, in één vorm, het handmatig snijden, trimmen en solderen van talrijke losse, individuele draden omvatte. De productie op deze manier verliep traag en foutgevoelig. Bovendien varieerde de plaatsing van draden van technicus tot technicus, waardoor het moeilijk was om werk te controleren of fouten te corrigeren.
De uitvinding van de printplaat, ook wel een printplaat of een printplaat genoemd, leidde tot sneller, gemakkelijker elektronische assemblage en maakte de creatie van circuits met honderden componenten mogelijk - onmogelijk met handmatig werk.
De typische PCB is geconstrueerd met een epoxy-glasvezelplaat en vervangt draden met "sporen" die fotografisch zijn afgedrukt en vervolgens chemisch zijn geëtst op koperlagen. Het resultaat is een patroon van geleidende lijnen die stevig aan het bord zijn bevestigd en elektronische onderdelen verbinden, net als draden.
Soorten PCB's
Er zijn veel soorten PCB's ontwikkeld voor verschillende doeleinden. Een goedkoop stuk speelgoed kan een eenzijdig printplaat omdat de weinige componenten en het kleine aantal sporen aan één kant zouden passen. Een groter circuit heeft mogelijk een dubbelzijdig PCB, die aan beide zijden sporen nodig heeft om alle noodzakelijke verbindingen te maken.
Nog complexere schakelingen vereisen extra lagen. EEN vierlaags PCB heeft twee binnenlagen, meestal voor aard- en stroomverbindingen met componenten, waarbij de buitenste twee lagen overblijven voor de bedrading tussen componenten. In dit geval zijn de binnenlagen brede vlakken van koper voor een hoogwaardige stroomverdeling en superieure afscherming tegen ruis - duidelijke voordelen van PCB's ten opzichte van handbedrade borden.
Desktop- en laptopcomputers hebben veel geïntegreerde schakelingen met duizenden verbindingen ertussen. Ze hebben een meerlaags printplaat, die meer dan 40 lagen en sporen zo dun als een mensenhaar kan hebben. Met dit type PCB kan een groot, complex circuit een klein gebied innemen.
Hoewel de meeste printplaten zijn gemaakt van epoxy-glasvezel, kunnen in plaats daarvan andere materialen zoals fenolpapier of teflon worden gebruikt om aan de eisen van het product te voldoen. Typische PCB's zijn stijf, maar ze kunnen ook worden gemaakt van dunne platen van temperatuurbestendig plastic die kunnen worden gevouwen om in kleine of ongebruikelijke ruimtes te passen.
Een PCB ontwerpen en fabriceren
Ingenieurs ontwerpen nu PCB's met computers, die helpen bij het maken en controleren van de opstelling van componenten en de routering van sporen ertussen. Het afgewerkte ontwerp kan vervolgens digitaal worden doorgestuurd naar een bedrijf dat gespecialiseerd is in plaatfabricage.
Omdat ze met hoge snelheid in massa kunnen worden geproduceerd, kosten printplaten veel minder dan een gelijkwaardig met de hand bedrade bord. In tegenstelling tot handbedrade borden, kunnen machines snel componenten op een printplaat installeren en ze allemaal tegelijk solderen.
Extra PCB-voordelen:
Printplaattechnologie, met verbindingen met hoge dichtheid en dunne sporen, maakt het gebruik van kleinere en kleinere elektronische apparaten mogelijk voor steeds compactere producten. In het uiterste geval zijn passieve componenten zoals weerstanden nauwelijks groter dan zandkorrels; Geïntegreerde schakelingen hebben misschien wel honderd verbindingen in een ruimte zo groot als een vingernagel.
Omdat in massa geproduceerde PCB's van hetzelfde ontwerp identiek zijn, kunnen ze eenvoudig worden getest om problemen te diagnosticeren en te repareren. PCB's hebben duidelijk gedefinieerde sporen en componenten die op het oppervlak van het bord zijn gelabeld, beide belangrijke hulpmiddelen voor onderhoudstechnici.
Door een stabiele basis voor componenten te bieden en de variabiliteit veroorzaakt door handmatige bedrading te elimineren, hebben printplaten de betrouwbaarheid van elektronische producten enorm vergroot.
Onderdelen bewegen niet wanneer het bord schudt, wat belangrijk is voor PCB's in voertuigen zoals auto's of ruimtevaartuigen. Componenten kunnen zo worden geplaatst dat er minder elektronische interferentie tussen hen onderling of van externe bronnen wordt opgevangen. Consistente plaatsing van componenten en sporen betekent consistente prestaties, van cruciaal belang voor al onze complexe moderne apparaten, van smartphones tot laptops.