В электронных схемах есть компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и интегральные схемы, соединенные вместе, чтобы сделать продукты такими же простыми, как дверной звонок, или сложными, как компьютер.
Самые ранние схемы собирались вручную, это утомительный метод, который, в одной из форм, включал ручную обрезку, обрезку и пайку множества отдельных отдельных проводов. Производство таким способом было медленным и подверженным ошибкам. Кроме того, расположение проводов варьировалось от техника к технику, что затрудняло проверку работы или исправление ошибок.
Изобретение печатной платы, также называемой печатной платой или печатной платой, привело к более быстрому и простому электронная сборка и позволила создавать схемы из сотен компонентов, что невозможно с ручная работа.
Типичная печатная плата состоит из платы из эпоксидно-стекловолокна и заменяет провода «следами», напечатанными фотографически, а затем химически протравленными на слоях меди. В результате получается узор из проводящих линий, надежно прикрепленных к плате и соединяющих электронные компоненты так же, как и провода.
Типы печатных плат
Многие типы печатных плат были разработаны для разных целей. В недорогой игрушке может быть односторонняя печатная плата, потому что несколько компонентов и небольшое количество дорожек поместятся на одной стороне. Для большей схемы может потребоваться двухсторонний Печатная плата, требующая наличия следов с обеих сторон для выполнения всех необходимых соединений.
Даже более сложные схемы требуют дополнительных слоев. А четырехслойный Печатная плата имеет два внутренних слоя, обычно для заземления и подключения питания к компонентам, оставляя два внешних слоя для проводки между компонентами. В этом случае внутренние слои представляют собой широкие плоскости из меди для высококачественного распределения энергии и превосходной защиты от шума - явные преимущества печатной платы по сравнению с платами с ручной разводкой.
Настольные и портативные компьютеры имеют множество интегральных схем с тысячами соединений между ними. Им нужен многослойный печатная плата, которая может иметь более 40 слоев и дорожек толщиной с человеческий волос. Этот тип печатной платы позволяет большой сложной схеме занимать небольшую площадь.
Хотя большинство печатных плат изготовлено из стекловолокна и эпоксидной смолы, для удовлетворения требований, предъявляемых к продукту, вместо них могут использоваться другие материалы, такие как фенольная бумага или тефлон. Типичные печатные платы являются жесткими, но они также могут быть изготовлены из тонких листов термостойкого пластика, которые можно сложить, чтобы поместиться в небольших или необычных пространствах.
Проектирование и изготовление печатной платы
Теперь инженеры проектируют печатные платы с помощью компьютеров, которые помогают создавать и проверять расположение компонентов и прокладку трасс между ними. Готовый дизайн затем можно передать в цифровом виде в компанию, специализирующуюся на производстве плат.
Поскольку они могут производиться серийно с высокой скоростью, печатные платы стоят намного меньше, чем эквивалентные платы с ручной разводкой. В отличие от плат с ручной разводкой, машины могут быстро устанавливать компоненты на печатную плату и паять их все сразу.
Дополнительные преимущества печатной платы
Технология печатных плат с высокой плотностью соединений и тонкими дорожками позволяет использовать все меньшие и меньшие электронные устройства для создания еще более компактных продуктов. В крайнем случае пассивные компоненты, такие как резисторы, едва ли крупнее песчинок; В интегральных схемах может быть сотни соединений, размещенных в пространстве размером с ноготь.
Поскольку серийно выпускаемые печатные платы одинаковой конструкции идентичны, их можно легко протестировать для диагностики и устранения неисправностей. На печатных платах есть четко обозначенные следы и компоненты, которые нанесены на поверхность платы, что существенно помогает специалистам по обслуживанию.
Обеспечивая стабильную основу для компонентов и устраняя вариативность, вызванную ручной разводкой, печатные платы значительно повысили надежность электронных продуктов.
Детали не двигаются, когда плата трясется, что важно для печатных плат в транспортных средствах, таких как автомобили или космические корабли. Компоненты могут быть расположены таким образом, чтобы уменьшить электронные помехи между ними или от внешних источников. Последовательное размещение компонентов и трасс означает стабильную производительность, критически важную для всех наших сложных современных устройств, от смартфонов до портативных компьютеров.